应用灰色关联度法分析稠油热采油井生产主控因素

李钦华 林泽进 牛二栓 牛永钦

【摘  要】影响油井生产的因素多，而且各种因素之间的关系不清楚，导致不同部位的井生产效果差异大。灰色关联度法根据因素之间发展趋势的相似程度或者相异程度，作为衡量各因素之间关联程度的一种方法，便可对其影响因素进行关联度排序，指导油井生产。

【关键词】油井生产;灰色关联度;关联系数;主控因素

引言

油井生产由于构造、储层、沉积、开发方式等各方面的不同，影响油井产量的因素也就各不相同。但处于部分相似条件下的油井，产量也会出现较大的差异，找到其中的主要影响因素有利于改变差油井的生产状况。

1.灰色关联度法评价影响因素

在系统发展过程中，若两个因素的变化趋势具有一致性，及其关联程度较高，反之，则较低。灰色关联分析法是根据因素之间发展趋势的相似或者相异程度，作为衡量因素之间关联程度的一种方法。灰色关联分析的基本步骤：

（1）数据序列建立

根据需要分析关联度的因素，建立主序列和子序列，设有m个时间序列：

亦即：

﹛X1（0）（t）﹜，﹛X2（0）（t）﹜，…，﹛Xm（0）（t）﹜

（t=1，2，…，n）

n为各序列的长度即数据个数，这 m 个序列代表 m 个因素（变量）。令设定时间序列：

﹛X0（0）（t）﹜  （t=1，2，…，n）

（2）原始数据变换

由于系统中各因素的量纲不一定相同，这样的数据很难直接进行比较，且它们的几何曲线比例也不同。因此，对原始数据需要消除量纲，转换为可比较的数据序列。目前，原始数据的变换方法有：均值化变换、初值化变换和标准化变换等方法。

（3）关联系数的计算

若记母数列X0（t），子数列Xi（t），则在时刻t = k时，X0（t）与Xi（t）的关联系数ξ0i（ k）用下式。

ξ0i（ k）=

式中，△oi（k）为k时刻两个序列的绝对差，△mas、△min分别为各个时刻的绝对差中的最大值与最小值。一般取△min=0;ρ为分辨系数，其作用在于提高关联系数之间的差异显著性。ρ∈（0，1），通常取0.5。

关联系数反映两个被比较序列在某一时刻的紧密（靠近）程度。如在△min的時刻，Lio=1，而在△mas的时刻则关联系数为最小值。因此，关联系数的范围为 0 < L ≤1。

（4）求关联度两序列的关联度以两比较序列各个时刻的关联系数之平均值计算，即：

式中， roi为子序列i与母序列0的关联度，N 为比较序列的长度（即数据个数）。

（5）排关联序

将m个子序列对同一母序列的关联度按大小顺序排列起来，便组成关联序，记为{ X } 。它直接反映各个子序列对于母序列的“优劣”关系。

2.稠油油井主控因素关联度分析

影响油井生产的主要因素有油藏条件、井参数、注采参数、工程质量、现场管理五个方面多种因素。油藏条件包括油层深度、油层厚度、原油粘度、孔隙度、渗透率等;井参数括井网方式、井排距布置、水平段垂向位置;注采参数包括注汽干度、注汽压力、注汽强度、注汽速度等参数;工程质量包括固井质量、井下技术状况、防砂效果、防蜡效果等。

进行关联度分析的时候，可以建立5个主序列和其对应的子序列，也可以建立相同因素之外的主序列和子序列，按灰色关联度的算法和计算步骤进行计算得到影响开发的因素。

3.应用实例

A油田B井区构造复杂，储层物性较好，面原油密度0.972g/cm3，50℃时原油粘度27114mPa·s，属重质稠油。该井区在建产期全区产量由初期的0.6吨/天快速上升至371.5吨/天，尤其是水平井蒸汽吞吐的开发效果取得了突破。全面建产后投产井数达到104口，进入蒸汽吞吐整体开发阶段，全区日产油稳定在324.4吨/天、单井日产油达到6.6吨/天，整体呈现出相对较好的开发态势，但受部分水平井投产后高含水及转周注汽等因素影响，这一阶段开井数仅占到总井数的49.5%左右，对开发效果的提升造成了较大影响。

该井区在生产过程中，由于工程质量和现场管理基本一致，对油井生产差异化影响不大，主要考虑其油藏条件、井参数、注采参数的影响，在井区选取了42口正常生产井作为样本，按照灰色关联度法的计算方法和步骤，得到各因素对油井产油量影响的关联度见表1。

从排序表来看，关联度排序是：注采参数>井参数>油藏条件，注采参数关联度排序是：注气压力>注气温度>焖井天数>注气干度>注气速度>注气强度。说明影响该区油井生产的主控因素是注采参数。

研究结果：对该井区生产不好的油井注采参数上进行优化，取得了较好效果，平均单井日产油提高23.42%，说明灰色关联度法研究对该井区稠油生产具有一定的指导作用。

4.结论与建议

（1）应用灰色关联度法能够明确稠油热采油井生产中影响产油量的主控因素，根据各因素的关联系数，可以指导油井未来生产以及井位部署;

（2）根据计算得出的影响因素关联系数，可以针对性的对油井的生产状况进行分析调整，提高油井产油量。

参考文献

[1]刘思峰，党耀国，方志耕，等.灰色系统理论及其应用[M].北京：科学出版社，2004.