组合井网水平井潜力评价指标及挖潜对策

程大勇

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引 言

组合井网已广泛应用于老油田挖潜以及新油田产能建设方面[1-4]，长期以来，对于组合井网的研究侧重于产能、井网、渗流特征、效果评价等方面[5-14]，对注水开发效果进行评价的指标和方法很多[1-2，15-16]，但是针对水平井调整潜力，目前尚没有一个评价指标进行表征，不利于水平井挖潜对策的准确制订。S油田位于渤海辽东湾海域，属于三角洲前缘沉积砂岩油藏，储层孔隙度高、渗透率中等，原油黏度大，地下原油的黏度平均为76 mPa·s。“十二五”期间，逐步实施整体加密调整，形成了定向井与水平井组合井网的开发方式，目前油田进入“双高”阶段，已投产的水平井纵向动用不均、见水规律复杂等问题日益突出，亟待开展研究，实施合理的挖潜对策[17-23]。

1 水平井潜力评价指标

1.1 水平井部署适宜度分析

组合井网中水平井开发效果评价研究与S油田实际生产动态表明，影响水平井部署效果的客观因素包括物质基础、储层条件、井网条件[1]，涉及的关键参数为剩余可动储量、水平井单层有效厚度、储层韵律性与挖潜类型、渗透率纵向变异系数、注采井网对应关系。引入水平井部署适宜度(表示开发单元部署水平井所具备的客观条件)的概念，利用权重系数法[17]，按照以下5个步骤，得到表征水平井部署适宜程度的综合评价指数。

步骤2：计算单井各个评价指标数值，然后选用适当的数学方法对各类指标进行无量纲化处理[17]，得出可反映水平井部署适宜程度的评价指标集。

步骤3：采用专家打分法确定各评价指标权重系数，各评价指标权重系数如表1所示。

步骤4：计算综合评价指数 ，该值越大表明水平井部署适宜度越高。

步骤5：将计算得到的综合评价指数作为离散数据集合，去除离散数据集合中的奇异值，选取合适分段点划分离散数据，使得各级数据偏差平方和相等，等效到累积分布上划分界限，确定水平井部署适宜度级别。S油田各适宜度级别与综合评价指数分布区间如表2所示。

表1 水平井部署适宜度评价指标与权重系数

表2 适宜度级别与综合评价指数分布区间

1.2 水平井生产效率特征值分析

油田生产动态表明，采出程度越大、产液量和含水率越小，反映生产井生产效率越高。引入水平井生产效率特征值的概念，用以评价水平井生产效率，其计算公式如下：

(1)

将计算得到的水平井生产效率特征值作为离散数据集合，经过与上述水平井部署适宜度分析步骤5相同的方法处理，可以判断水平井生产效率类别。S油田水平井生产效率类别与特征值分布区间如表3所示。

表3 水平井生产效率类别与特征值分布范围

1.3 水平井潜力评价结果

通过上述研究，可得到如下认识：一般水平井部署适宜度越高，其生产效率特征值越高，但当部署适宜度高，而生产效率特征值较低时，则可判定水平井存在较为严重的水窜现象，调控潜力较大。根据这一基本原则来评判水平井潜力(图1)。由图1可知，水平井部署适宜度高而特征值相对较小的A1H、A4H井具有较大的调控潜力。

这小孩的脸上蒙了很厚的一层灰，只有那双大大的眼睛是亮的。甲洛洛笑笑：是男孩还是女孩？几岁了？叫什么名字。登子回应：是男孩，好像两三岁了吧，叫小阿布。小阿布又悄悄地挤到甲洛洛身边，握着甲洛洛的手指。甲洛洛很喜欢这个孩子，看着登子：你下次卸货的时候把他带上。登子看着小阿布：怎么好呢，那是做事的地方。甲洛洛摸着小阿布的头：我喜欢这个孩子，你卸货的时候我帮你带着。

2 水平井稳油控水能力分级

2.1 水平井水窜程度评价指标

根据油藏工程理论与油田生产动态，引入水窜指数(水平井的水窜程度)的概念，即单井阶段累计产油变化对应的含水率变化，计算公式如下：

(2)

式中：WH为水窜指数，10-4m3；Δfw累为阶段累计含水率变化，小数；ΔNp为阶段累计产油量变化，104m3。

图1 水平井潜力评价示意图

水窜指数的物理意义表明：水窜指数越小，油井阶段累计产油对应的含水率上升幅度越小，生产状况越好；水窜指数越大，表明油井阶段累计产油对应的含水率上升幅度越大，水窜越严重。

2.2 水平井稳油控水能力分级结果

以水平井生产效率特征值、水窜指数作为评价指标，评价组合井网下水平井的稳油控水能力。水平井生产效率特征值越大、水窜指数越小，说明稳油控水能力越强；水平井生产效率特征值越小、水窜指数越大，说明稳油控水能力越弱。

基于上述方法，统计S油田所有水平井生产动态参数，根据水平井生产效率特征值和水窜指数分布特征，划分分级区间(表4)，进而得到各水平井稳油控水能力级别，分级评价结果如图2所示。

表4 水平井稳油控水能力级别划分区间

3 水平井挖潜对策筛选

在上述研究的基础上，根据S油田水平井稳油控水能力分级结果，对不同稳油控水能力级别的水平井筛选不同的挖潜对策(表5)。

图2 水平井稳油控水能力分级评价结果

表5 各级别水平井生产特征与挖潜对策

Ⅰ类水平井：该类水平井稳油控水能力强，产量稳定，累计产油量大，含水较低且上升速度较慢，稳产能力强。针对此类水平井需要逐步有效提液，进一步释放油井产能，实现油井稳产、上产。

Ⅱ类水平井：该类水平井稳油控水能力较强，产量比较稳定，累计产油量较大，含水中等或较高，含水上升较快。针对此类水平井，需要进行水动力注采调整，实施分层调配等措施，避免油井含水率过快上升，为后续实施油井提液提供保障，实现油井稳产。

Ⅲ类水平井：该类水平井稳油控水能力较弱，产油量中等，累计产油量一般，含水率中等或较高。针对此类水平井，首先要完善注采关系，建议通过油井转注或实施调整井等方式，提高油井注水受效率，后续利用逐步有效提液与水动力注采调控，努力实现油井稳产。

Ⅳ类水平井：该类水平井稳油控水能力弱，产液量高、产油量较低，累计产油量一般，含水率较高。针对此类水平井，控制含水的上升是稳产的决定因素，要及时封堵井间窜流。

4 应用实例

S油田3井区现有采油井31口，其中水平井11口。目前采油速度为1.8%，综合含水达到79.8%，采出程度为25.2%。表6、7为3井区水平井开采特征及潜力评价结果。由表6、7可知，大部分水平井部署适宜度较高，水平井部署适宜度高而生产效率特征值相对较小的3-3、3-5、3-6、3-8井是调控潜力较大的水平井。通过水平井稳油控水能力分级评价，对各水平井分别制订挖潜措施(表8)。在上述挖潜策略的指导下，2017年S油田3井区实施水平井挖潜措施70余井次，自然递减率较上年度下降6.7个百分点(图3)，累计增油量达4.53×104m3。

表6 3井区水平井潜力评价参数及结果

表7 3井区水平井潜力评价参数及结果

表8 3井区水平井挖潜对策

图3S油田3井区生产动态曲线

5 结 论

(1) 针对组合井网水平井潜力评价指标缺乏的问题，提出了以水平井部署适宜度和生产效率特征值作为评价指标，用于评价水平井潜力。

(2) 提出以水平井生产效率特征值和水窜指数作为评价指标，实现了水平井稳油控水能力的评价与分级，对各级别水平井分别制订了不同的挖潜对策。

(3) S油田3井区实际应用情况表明，利用文中方法指导调整水平井措施70余井次，自然递减率较上年度下降6.7个百分点，累计增油量达4.53×104m3，取得了较好的开发效果。