模糊综合评判法在层内生成CO2调驱选井中的应用

王涛，张雪力，徐景亮，李翔，李敬松



模糊综合评判法在层内生成CO2调驱选井中的应用

王涛1，张雪力2*，徐景亮1，李翔1，李敬松1

(1.中海油田服务股份有限公司，天津 300450；2. 中国石油大学（华东）石油工程学院，山东省青岛市 266580)

油田后期近井地带污染严重、优势通道发育明显。层内生成CO2调驱技术集调驱、解堵于一体，可以很好地解决这些问题。该技术的关键在于调驱井的选择。本文从影响调驱选井的静态指标、生产动态指标和动态监测指标出发，建立选井决策的层次评价指标体系，利用隶属函数对各个指标进行归一化，计算出各选井决策指标的综合评判因子，从而确定调驱井的适宜顺序。油田应用结果表明：该方法实现了定性和定量分析的结合，消除了选井决策对主观认识和现场经验的过分依赖，具有较好的推广应用价值。

层内生成CO2调驱；选井；决策指标；模糊层次分析法；综合评判因子

引言

强注强采的生产模式使油田进入中高含水期后，地层中逐渐形成水流优势通道[1-2]，导致注入流体驱替低效、无效水循环严重，严重影响油藏水驱开发效果。同时，由于生产工艺和注入水水质的影响，极易造成近井地带的堵塞，加剧注水困难、采收率低等问题[3-4]。层内生成CO2调驱技术是通过向地层中注入生气剂与释气剂反应，生成CO2泡沫体系，实现对地层的封堵，同时由于释气剂显酸性，在实际调驱作业时往往注入过量释气剂，从而在调驱的基础上又加上了酸化解堵的功能，可以很好的调和“堵”和“解堵”的矛盾[15]。虽然目前针对调剖调驱的措施井选择积累了比较成熟的经验可供借鉴[5-7]，但由于层内生成CO2调驱需要考虑酸化的特点，因此不能照搬原有的调驱选井做法，需要开展层内生成CO2调驱选井决策方法的研究。

目前调驱选井常用的决策方法是PI决策[5-7]，分析井口压力降落，考虑因素单一，决策结果往往误差较大。因此，本文综合考虑注水井的静态指标、生产动态指标和动态监测资料，通过对多因素、多指标的分析，提高调驱决策的准确性。但对于多因素的问题，并不能简单的用一个分数来加以评价，例如：有效厚度高到什么程度适宜调驱，显然，对于同一评价因素，不同的人会得出不同的评价结果，这时的评价结果，不再是一个确定的数，而是一个用语言来表达的模糊概念。因此，本文应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与调驱相关的各个因素，从而对其所做的综合评价。

1 层内生成CO2调驱选井决策指标层次体系建立

考虑到层内生成CO2调驱工艺调堵及近井地带解除污染两方面功能，因此本文在常规调驱选井的基础上对指标集进行改进，增加能够反映地层污染程度的指标：地层污染状况和地层污染类型。除此之外，增加影响层内生成CO2调驱作用有效程度的指标：地层水矿化度和地层钙质含量，使建立的评价指标体系更符合层内生成CO2调驱工艺特点。表1为层内生成CO2调驱选井指标评价体系。

表1 层内生成CO2调驱选井指标体系

（1）静态指标

有效厚度：厚油层由于注入水的长期冲刷，很容易形成水流优势通道。除此之外，在正韵律地层的顶部以及反韵律地层的底部，容易形成剩余油富集。因此，有效厚度越大，就越需要调驱。

平均渗透率：储层的平均渗透率越大，水流冲刷作用明显，容易形成水流优势通道，就越需要调驱[16]。

渗透率变异系数：地层的渗透率差异越大，水驱就越不均匀，就越需要调驱。目前常采用洛伦兹曲线法计算渗透率变异系数，渗透率变异系数越大，越需要调驱。

连通程度：连通程度表征着注水井与采油井间对应程度，只有与对应油井连通性好的注入井调驱时才能将剩余油充分地从油井产出，连通程度越大，就越需要调驱。

地层水矿化度：层内生成CO2调驱作用主要是通过CO2泡沫体系实现对高渗透层的封堵，而泡沫体系的稳定与否决定着调驱作业是否成功。实验表明：地层水矿化度会影响泡沫体系的稳定，越高的地层水矿化度条件下，越不利于调驱[8]。

地层钙质含量：储层中钙质含量越高，能够与释气剂中的氢离子直接接触的反应物就越多，从而加快反应速度，提高反应规模。

（2）生产动态指标

注水强度：注水强度越大，注水井单位厚度的吸水量越大，就越需要调驱。

油层动用程度：指油层产油或产液厚度与油层射开总厚度之比。选择对应油井油层动用程度差的注入井进行调驱，调驱后的增油潜力才较大。

采出程度与含水关系：当注采井组的采出程度比较低而含水率及含水上升率都比较高时，该注采井组内在注采井间存在严重非均质的可能性较大。井组的实际含水率与其采出程度对应下的理论含水率值的差值越大，越应该实施调驱。

油井出砂程度：油井出砂量越大，储层被冲刷得越严重，注入水大量无效循环，因此就越需要调驱。

地层污染状况：由于释气剂可以有效的改善地层的污染状况，因此对于地层污染状况越严重的地层，越需要进行调驱。地层污染状况使用调驱前视吸水指数的降低程度进行表征。

地层污染类型：实验表明，对于不同的地层污染类型，使用释气剂进行解堵的有效程度也不相同。对于无机物堵塞严重的注水井，释气剂解堵效果越好。

（3）动态监测资料

吸水剖面异常程度：吸水剖面能反映注入井单层吸水状况的差异，定义吸水百分数变异系数，利用洛伦兹曲线求解吸水百分数变异系数，吸水百分数变异系数较大的井就越需要调驱。

PI值：PI值是井口测得压力的平均值，PI值越小，地层系数越大，所以选择调驱的井点时就应该选择那些PI值较小的井。

2 层内生成CO2调驱选井决策综合评判因子确定

（1）指标归一化处理

不同评价指标往往具有不同的量纲和量纲单位，会影响数据分析，因此需要进行数据归一化处理，使各指标处于同一数量级，从而可以进行综合对比评价。采用离差标准化对各指标进行定量化[11]，使结果值映射到[0-1]之间。对于指标越大越需要调驱的指标(例如渗透率变异系数)采用简化的升半梯形函数式(1)；对于指标越小越需要调驱的指标采用降半梯形函数式(2)。

(2)

（2）权重的确定

表2 层内生成CO2调驱选井指标权重

本文采用模糊层次分析法确定各指标的权重[12-14]。模糊层次分析法是以定性和定量相结合地方式处理各种评价因素的特点，可以把人的主观判断过程数学化、思维化，以便使决策依据易于被人接受。本文采用利用标度法确定模糊一致矩阵，首先确定静态、动态、动态监测指标集的权重，之后又分别计算指标集内的各指标的二级权重，从而确定各指标的最终权重，确定权重结果如表2所示。

（3）综合评判因子的确定

计算各指标综合评价因子：

由于存在某个指标资料不完整或者无法使用的情况，因此考虑使用变权的决策方法[15-16]，将该指标的权重值置为0，对其他指标的权重进行重新归一化，从而达到了改变指标的绝对性，但是指标的相对性没有改变的目的。这样仍然可以利用其余指标来进行层内生成CO2调驱的选井决策。

3 矿场应用

以海上某油田为例，目前该油田处于中高含水开发阶段，开发生产中逐步暴露出水驱动用差、层间干扰大、水流优势通道发育明显等一系列问题，使得油田开发效果变差。为解决目前油田存在问题，决定采取层内生成CO2调驱措施。首先对该区块进行了选井调驱，决策出的适合调驱的注水井经过调驱后吸水剖面更加均匀，原先不吸水的层被有效的启动，同时各采油井起到了较为明显的增油效果。以该油田A井组为例，由图1可以看出调驱后对原本未动用层的启动效果明显，对高渗透层的封堵效果较好，而对应受效油井调驱后增油约0.48万方，含水率平均降低约七个百分点，层内生成CO2调驱作用明显。

图1 A井组调驱前后吸水剖面对比

4 结语

（1）提出了一种适用于层内生成CO2调驱的选井决策方法；

（2）从静态指标、生产动态指标和动态监测指标角度选取并建立了层内生成CO2调驱选井决策的层次指标体系；

（3）现场应用结果表明本文方法实现了层内生成CO2调驱选井的高效决策，具有较好的推广应用价值。

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The Well Selection of In-Situ Generation of Carbon Dioxide EOR by Fuzzy Comprehensive Judgment Method

Wang Tao1，Zhang Xueli2*，Xu Jingliang1，Li Xiang1，Li Jingsong1

(1. China Oilfield Services Limited, Tianjin, 300450;2. China College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, Qingdao, 266580)

In-situ generation of carbon dioxide profile control flooding in stratums is a new type oftechnology in profile control and flooding. It implements blocking removal and profile control flooding, which in turn alleviates serious pollution and the obvious development of dominant channels in oil field. In this paper, the evaluation index system of well selecting decision is established according to static index, performance index and dynamic monitoring index. Various indices are normalized through membership function and the comprehensive evaluation factors of each index are calculated, from witch,the most appropriate flooding well can be selected. The application to oilfields shows that this method realized the combination of qualitative and quantitative analysis, which eliminates the excessive reliance on the subjective understanding and field experience. Consequently, the value of the paper is high from the application viewpoint.

in-situ generation of carbon dioxide; well selection; determine indexes; fuzzy analytical hierarchy process; comprehensive evaluation factors

1672-9129(2016)02-0056-03

TE357

A

2016-09-14；

2016-09-28。

大型油气田及煤层气开发－海上稠油热采新技术（2011ZX05024）。

王涛(1983-)，男，山东潍坊，工程师，硕士，主要研究方向：油藏工程、数值模拟；张雪力(1992-)，男，河北保定，硕士，主要研究方向：油藏工程、数值模拟；徐景亮(1982-)，男，辽宁铁岭，工程师，硕士，主要研究方向：油藏工程；李翔(1978-)，男，四川广安，高级工程师，博士，主要研究方向：油藏工程；李敬松(1966-)，男，天津，高级工程师，博士，主要研究方向：油藏工程、热力采油。

(*通信作者电子邮箱798856900@qq.com)