海上潛山油田壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化研究

史長(zhǎng)林++許秋石

摘 要：井下壓力計(jì)是獲取地層壓力的直接手段，每口井均下壓力計(jì)能夠全面取得地層壓力參數(shù)，但增加了操作成本和油井管柱的復(fù)雜性。通過(guò)對(duì)JZ25-1N潛山油田壓力分布、井位分布、構(gòu)造特征等分析，綜合考慮油田各井流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)液、綜合含水等參數(shù)對(duì)壓力監(jiān)測(cè)井位的影響，提出了海上潛山油田壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化方法，并建立了數(shù)學(xué)模型。利用該方法優(yōu)化了JZ25-1N潛山油田合理的壓力計(jì)監(jiān)測(cè)井位，定量分析壓力監(jiān)測(cè)井位以及壓力監(jiān)測(cè)井最小井?dāng)?shù)、比例等參數(shù)，所選取壓力監(jiān)測(cè)井位既代表了全油田的生產(chǎn)井和壓力分布特征，又保持了合理的監(jiān)測(cè)比例，實(shí)現(xiàn)了JZ25-1N潛山油田壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化部署。

關(guān)鍵詞：壓力計(jì) 潛山油田 監(jiān)測(cè)井位 定量分析 優(yōu)化部署

中圖分類號(hào)：TE249 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（a）-0027-03

JZ25-1N潛山油田是海上裂縫性潛山油田，目前對(duì)于裂縫性潛山油田壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部署處于探索時(shí)期[1]，并且潛山油田與砂巖油藏儲(chǔ)層特征也有較大區(qū)別，也沒有統(tǒng)一的借鑒標(biāo)準(zhǔn)。潛山油田通常按照壓力計(jì)部署原則[2]，根據(jù)不同的開發(fā)階段，有針對(duì)性的在構(gòu)造的高、中與低部位，選取停產(chǎn)井或低產(chǎn)井作為該油藏的壓力監(jiān)測(cè)井[3-4]，該部署方法原則往往只考慮到了構(gòu)造以及關(guān)井測(cè)壓對(duì)產(chǎn)能的影響，而對(duì)于監(jiān)測(cè)井位是否能夠代表全區(qū)非監(jiān)測(cè)井位的生產(chǎn)情況考慮的較少，在應(yīng)用這些實(shí)測(cè)資料評(píng)價(jià)壓力時(shí)其全面性就會(huì)受到影響。

該文綜合考慮了流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)液、綜合含水等動(dòng)靜態(tài)特征對(duì)監(jiān)測(cè)井位的影響，建立了壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署模型[5]，提出壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)部署方法，定量分析壓力監(jiān)測(cè)井位位置以及壓力監(jiān)測(cè)最小井?dāng)?shù)、比例等參數(shù)。所選取監(jiān)測(cè)井位代表了全井網(wǎng)的壓力特征，實(shí)現(xiàn)了JZ25-1N潛山油田壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化模擬部署[6-7]。

1 JZ25-1N潛山油田壓力系統(tǒng)研究

1.1 壓力資料分析

根據(jù)JZ25-1N潛山油田各油井測(cè)壓資料，繪制潛山油田投入開發(fā)后各井地層壓力（折算到基準(zhǔn)面）隨時(shí)間的變化圖（見圖1），除A15h井以外，其余各井的地層壓力特征都是呈現(xiàn)出先快速下降后保持平穩(wěn)的狀態(tài)，且各井的拐點(diǎn)一致；而A15h井地層壓力明顯高于同時(shí)期其余井的靜壓值，這說(shuō)明A15h井屬于另一個(gè)壓力系統(tǒng)。

1.2 壓力系統(tǒng)分區(qū)

JZ25-1N油田中現(xiàn)有開發(fā)井9口，無(wú)注水井，其中A15h井為5井東區(qū)潛山油井，而其余井為2/7井區(qū)潛山油井，兩個(gè)井區(qū)之間存在一條斷層。從A15h井地層壓力高于同時(shí)期的2/7井區(qū)油井來(lái)看，兩個(gè)井區(qū)之間的斷層有一定封閉性；A15h井投產(chǎn)時(shí)地層壓力是14 MPa較原始地層壓力（17 MPa）下降了3 MPa，說(shuō)明該邊界斷層為不完全封閉斷層，有一定滲透性。在做壓力計(jì)部署模型時(shí)，把5井東區(qū)的A15h井與2/7井區(qū)的八口井分為兩個(gè)壓力區(qū)塊。

2 壓力計(jì)部署研究

2.1 數(shù)學(xué)模型建立

（1）數(shù)學(xué)模型建立原則。

壓力監(jiān)測(cè)井位首先要有代表性，主要體現(xiàn)在對(duì)局部鄰域壓力的代表性，而壓力與該井的產(chǎn)量、綜合含水、井距、油層性質(zhì)（流動(dòng)系數(shù)）等因素密切相關(guān)，因此監(jiān)測(cè)壓力的井位盡量滿足以下原則：

平面代表性：根據(jù)井網(wǎng)特征合理選擇油水井監(jiān)測(cè)井位，要求監(jiān)測(cè)井位能夠均勻分布于整個(gè)井網(wǎng)。

油層性質(zhì)的代表性：根據(jù)全區(qū)流動(dòng)系數(shù)（若區(qū)塊的原油粘度是常數(shù)，則為地層系數(shù)）分布情況選取監(jiān)測(cè)井位，要求監(jiān)測(cè)井位能夠代表區(qū)域內(nèi)非監(jiān)測(cè)井位的油層性質(zhì)。

產(chǎn)量的代表性：根據(jù)產(chǎn)液、注水、綜合含水等生產(chǎn)動(dòng)態(tài)合理選擇監(jiān)測(cè)井位，要求監(jiān)測(cè)井位能夠代表區(qū)域內(nèi)非監(jiān)測(cè)井位的生產(chǎn)情況。

（2）數(shù)學(xué)模型參數(shù)。

數(shù)學(xué)模型建立選取流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)量、綜合含水以及監(jiān)測(cè)井壓力，具體如下：

流動(dòng)系數(shù)方差為：

（1）

產(chǎn)量方差為：

（2）

綜合含水方差為：

（3）

壓力監(jiān)測(cè)井P的總方差為：

（4）

式中為第u口井的流動(dòng)系數(shù)；為第u口井的產(chǎn)量或注入量；為第u口井的綜合含水值；λ1、λ2、λ3分別為流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)量和綜合含水的權(quán)值，其和為1，根據(jù)油藏開發(fā)需要，既可等權(quán)，也可不等權(quán)。

（3）數(shù)學(xué)模型建立方法。

在上述壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合井區(qū)實(shí)際生產(chǎn)的動(dòng)靜態(tài)資料進(jìn)行監(jiān)測(cè)井位部署，具體方法如下：

搜集各井流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)液、綜合含水等動(dòng)靜態(tài)資料，其中如果油藏的粘度變化值不大，可以近似選用地層系數(shù)。

根據(jù)各井流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)液、綜合含水值等計(jì)算各井流動(dòng)系數(shù)方差、產(chǎn)量方差、綜合含水方差，并結(jié)合各井流動(dòng)系數(shù)、產(chǎn)液注水、綜合含水值的主次程度計(jì)算出各井總方差；本文中針對(duì)JZ25-1N潛山油田的特點(diǎn)，選用的是等權(quán)平均法。

計(jì)算各井平均壓力和研究區(qū)塊平均壓力，各井平均壓力采用數(shù)值方法進(jìn)行計(jì)算，研究區(qū)塊的平均壓力按照體積加權(quán)的原理進(jìn)行計(jì)算，即式（5）：

（5）

式中M為測(cè)壓的油井?dāng)?shù)；N為測(cè)壓的水井?dāng)?shù)；為油井i的控制體積；為水井j的控制體積。

根據(jù)監(jiān)測(cè)井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無(wú)到有的逐漸增加監(jiān)測(cè)井位，分別計(jì)算監(jiān)測(cè)比例和監(jiān)測(cè)井位的平均壓力，監(jiān)測(cè)井位的平均壓力同樣應(yīng)用式（5）進(jìn)行計(jì)算，并將監(jiān)測(cè)井位的平均壓力與研究區(qū)塊地層平均壓力進(jìn)行對(duì)比，由于潛山油田壓力變化差異較大，選取兩者誤差在5%之內(nèi)的值，結(jié)合油藏和地質(zhì)的認(rèn)識(shí)確定合理的監(jiān)測(cè)比例。

將選取的監(jiān)測(cè)井位與構(gòu)造、井位等分布圖進(jìn)行對(duì)比，看是否符合分布規(guī)律，若符合則此監(jiān)測(cè)比例為目前井網(wǎng)條件下能夠反映地層真實(shí)壓力水平的合理監(jiān)測(cè)比例；若不符合則繼續(xù)返回重新選取，直至所選取的監(jiān)測(cè)井位既能滿足地層平均壓力的精度要求，又能滿足分布規(guī)律。

2.2 壓力計(jì)井位部署

在2/7井區(qū)上做壓力計(jì)部署，分析這8口油井的靜態(tài)數(shù)據(jù)，利用前面的系統(tǒng)優(yōu)化部署模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算總方差，各井平均壓力和研究區(qū)塊平均壓力。假設(shè)每口井均可以作為監(jiān)測(cè)井位，計(jì)算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態(tài)數(shù)據(jù)（見表1）。

根據(jù)監(jiān)測(cè)井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無(wú)到有的逐漸增加監(jiān)測(cè)井位，由上面數(shù)據(jù)可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監(jiān)測(cè)井位，將監(jiān)測(cè)井位的平均壓力與研究區(qū)塊地層平均壓力進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)計(jì)算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區(qū)塊平均壓力比值相對(duì)較小。

按照上述選取監(jiān)測(cè)井位的原則，結(jié)合本區(qū)塊油藏地質(zhì)特征以及平面井網(wǎng)控制特點(diǎn)，確定出合理監(jiān)測(cè)井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監(jiān)測(cè)井位為合理的監(jiān)測(cè)井位，確定的監(jiān)測(cè)比例為合理的監(jiān)測(cè)比例，最小監(jiān)測(cè)比例為50%；A15h所在的井區(qū)，A15h井建議下入壓力計(jì)。兩個(gè)井區(qū)的最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

3 結(jié)論及建議

（1）對(duì)JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區(qū)，運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化部署模型分別優(yōu)化計(jì)算，最終得到生產(chǎn)井的壓力監(jiān)測(cè)井位5口，最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發(fā)育特點(diǎn)，同時(shí)兼顧其構(gòu)造特征以及驅(qū)動(dòng)類型，在不同壓力系統(tǒng)中，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，可適當(dāng)改變流動(dòng)系數(shù)方差的比重。

（3）利用該方法對(duì)JZ25-1N潛山油田進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)方案優(yōu)化，優(yōu)化的壓力監(jiān)測(cè)方案既能代表全井網(wǎng)動(dòng)靜態(tài)特征，又可以簡(jiǎn)化采油工程、降低油田生產(chǎn)管理成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 華北石油勘探開發(fā)設(shè)計(jì)研究院.古潛山油氣藏[M].北京：石油工業(yè)出版社，1982：86-87.

[2] 代永貯，徐加軍，等.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在油藏中的應(yīng)用實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J].斷塊油氣田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉紅，郭偉.多井網(wǎng)條件下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化[J].中國(guó)科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 趙秀娟，錢志鑫，程云霞.分層段壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大慶油田的應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪軍，蔡明，等.密井網(wǎng)條件下油藏壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2012，42（15）：219-226.

[6] 吳洪彪，孫波，周慧.多油層油田地層壓力分析[[J].油氣井測(cè)試，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吳洪彪，王其文，劉立明，等.壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法研究[[J].石油勘探與開發(fā)，2003，30（6）：104-106.

2.2 壓力計(jì)井位部署

在2/7井區(qū)上做壓力計(jì)部署，分析這8口油井的靜態(tài)數(shù)據(jù)，利用前面的系統(tǒng)優(yōu)化部署模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算總方差，各井平均壓力和研究區(qū)塊平均壓力。假設(shè)每口井均可以作為監(jiān)測(cè)井位，計(jì)算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態(tài)數(shù)據(jù)（見表1）。

根據(jù)監(jiān)測(cè)井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無(wú)到有的逐漸增加監(jiān)測(cè)井位，由上面數(shù)據(jù)可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監(jiān)測(cè)井位，將監(jiān)測(cè)井位的平均壓力與研究區(qū)塊地層平均壓力進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)計(jì)算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區(qū)塊平均壓力比值相對(duì)較小。

按照上述選取監(jiān)測(cè)井位的原則，結(jié)合本區(qū)塊油藏地質(zhì)特征以及平面井網(wǎng)控制特點(diǎn)，確定出合理監(jiān)測(cè)井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監(jiān)測(cè)井位為合理的監(jiān)測(cè)井位，確定的監(jiān)測(cè)比例為合理的監(jiān)測(cè)比例，最小監(jiān)測(cè)比例為50%；A15h所在的井區(qū)，A15h井建議下入壓力計(jì)。兩個(gè)井區(qū)的最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

3 結(jié)論及建議

（1）對(duì)JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區(qū)，運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化部署模型分別優(yōu)化計(jì)算，最終得到生產(chǎn)井的壓力監(jiān)測(cè)井位5口，最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發(fā)育特點(diǎn)，同時(shí)兼顧其構(gòu)造特征以及驅(qū)動(dòng)類型，在不同壓力系統(tǒng)中，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，可適當(dāng)改變流動(dòng)系數(shù)方差的比重。

（3）利用該方法對(duì)JZ25-1N潛山油田進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)方案優(yōu)化，優(yōu)化的壓力監(jiān)測(cè)方案既能代表全井網(wǎng)動(dòng)靜態(tài)特征，又可以簡(jiǎn)化采油工程、降低油田生產(chǎn)管理成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 華北石油勘探開發(fā)設(shè)計(jì)研究院.古潛山油氣藏[M].北京：石油工業(yè)出版社，1982：86-87.

[2] 代永貯，徐加軍，等.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在油藏中的應(yīng)用實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J].斷塊油氣田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉紅，郭偉.多井網(wǎng)條件下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化[J].中國(guó)科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 趙秀娟，錢志鑫，程云霞.分層段壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大慶油田的應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪軍，蔡明，等.密井網(wǎng)條件下油藏壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2012，42（15）：219-226.

[6] 吳洪彪，孫波，周慧.多油層油田地層壓力分析[[J].油氣井測(cè)試，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吳洪彪，王其文，劉立明，等.壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法研究[[J].石油勘探與開發(fā)，2003，30（6）：104-106.

2.2 壓力計(jì)井位部署

在2/7井區(qū)上做壓力計(jì)部署，分析這8口油井的靜態(tài)數(shù)據(jù)，利用前面的系統(tǒng)優(yōu)化部署模型來(lái)進(jìn)行計(jì)算總方差，各井平均壓力和研究區(qū)塊平均壓力。假設(shè)每口井均可以作為監(jiān)測(cè)井位，計(jì)算出各井的總方差、平均壓力值，由靜態(tài)數(shù)據(jù)（見表1）。

根據(jù)監(jiān)測(cè)井位選取的原則，即單井總方差最小的原則，從無(wú)到有的逐漸增加監(jiān)測(cè)井位，由上面數(shù)據(jù)可推斷：A25h、A30井的方差總值較小，可以作為壓力監(jiān)測(cè)井位，將監(jiān)測(cè)井位的平均壓力與研究區(qū)塊地層平均壓力進(jìn)行對(duì)比，經(jīng)計(jì)算得到A17h、A25h、A30、A35s井壓力值與區(qū)塊平均壓力比值相對(duì)較小。

按照上述選取監(jiān)測(cè)井位的原則，結(jié)合本區(qū)塊油藏地質(zhì)特征以及平面井網(wǎng)控制特點(diǎn)，確定出合理監(jiān)測(cè)井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（見圖2），選取的監(jiān)測(cè)井位為合理的監(jiān)測(cè)井位，確定的監(jiān)測(cè)比例為合理的監(jiān)測(cè)比例，最小監(jiān)測(cè)比例為50%；A15h所在的井區(qū)，A15h井建議下入壓力計(jì)。兩個(gè)井區(qū)的最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

3 結(jié)論及建議

（1）對(duì)JZ25-1N潛山油田考慮不同壓力分區(qū)，運(yùn)用數(shù)學(xué)優(yōu)化部署模型分別優(yōu)化計(jì)算，最終得到生產(chǎn)井的壓力監(jiān)測(cè)井位5口，最小監(jiān)測(cè)比例為55.6%。

（2）考慮潛山油田裂縫發(fā)育特點(diǎn)，同時(shí)兼顧其構(gòu)造特征以及驅(qū)動(dòng)類型，在不同壓力系統(tǒng)中，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行優(yōu)選時(shí)，可適當(dāng)改變流動(dòng)系數(shù)方差的比重。

（3）利用該方法對(duì)JZ25-1N潛山油田進(jìn)行壓力監(jiān)測(cè)方案優(yōu)化，優(yōu)化的壓力監(jiān)測(cè)方案既能代表全井網(wǎng)動(dòng)靜態(tài)特征，又可以簡(jiǎn)化采油工程、降低油田生產(chǎn)管理成本。

參考文獻(xiàn)

[1] 華北石油勘探開發(fā)設(shè)計(jì)研究院.古潛山油氣藏[M].北京：石油工業(yè)出版社，1982：86-87.

[2] 代永貯，徐加軍，等.動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)在油藏中的應(yīng)用實(shí)踐與認(rèn)識(shí)[J].斷塊油氣田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉紅，郭偉.多井網(wǎng)條件下動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化[J].中國(guó)科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 趙秀娟，錢志鑫，程云霞.分層段壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在大慶油田的應(yīng)用[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪軍，蔡明，等.密井網(wǎng)條件下油藏壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2012，42（15）：219-226.

[6] 吳洪彪，孫波，周慧.多油層油田地層壓力分析[[J].油氣井測(cè)試，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吳洪彪，王其文，劉立明，等.壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化部署方法研究[[J].石油勘探與開發(fā)，2003，30（6）：104-106.