油藏產量遞減影響因素及其灰色關聯(lián)分析

鄒建棟

（中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依834000）

油藏產量遞減影響因素及其灰色關聯(lián)分析

鄒建棟

（中國石油新疆油田分公司勘探開發(fā)研究院，新疆克拉瑪依834000）

遞減率是衡量油田開發(fā)管理水平的主要指標，是完成全年生產任務的關鍵。目前業(yè)內對油田產量遞減規(guī)律的研究主要集中在遞減率的計算、遞減類型的判別、產量預測以及相關軟件的編著等方面，而結合油田產量遞減的滲流原理并通過數(shù)學方法分析影響遞減的因素及其相互關系尚為缺乏。本文將遞減率與采油速度結合起來，并利用灰色關聯(lián)分析方法對所建立的模型中所表達的影響遞減的因素進行模糊數(shù)學分析，得到遞減率與各影響因素的關聯(lián)度排序，便于分清主要矛盾、提出相應措施，為緩減產量遞減提供科學依據(jù)。

火燒山油田；產量遞減；影響因素；灰色關聯(lián)度

火燒山油田H42油藏為典型的裂縫性砂巖油藏，2014年底采出采出程度21.0%，目前采油速度0.5%，含水80.2%，近五年表觀遞減率保持在6.5%，遞減率保持在較低水平，為火燒山油田穩(wěn)產高產起到了重要的作用。油藏中裂縫的存在對產量遞減影響因素的分析帶來了一定的難度，一般按照經驗把影響因素歸為儲層特性因素、采油工藝技術和管理水平三大類。但是在開發(fā)過程中真正的存在哪些因素、哪些因素是主控因素并不很清楚，所以有必要從基礎理論的角度切入弄清楚其遞減規(guī)律、影響因素及因素間的關系，有的放矢地采取防止產量遞減的有效措施，以提高最終采收率。

1　產量遞減影響因素分析

油田的遞減率：

當油井見水后按照兩相平面徑向流公式，其米采液指數(shù)為：

把式（4）代入式（3），得到采油速度可表示為：

把式（5）代入式（1）分類整理后，得遞減率的表達式：

從上式可以得出，構成遞減率的變量有：井網密度、生產壓差、流動系數(shù)、地質綜合系數(shù)、相對流動系數(shù)，含水率，表皮系數(shù)和生產時間，這8個變量的變化系數(shù)大小直接影響到遞減率的大小，也即為遞減率的影響因素。由此可知減緩產量遞減率的途徑即為增大λf、λΔp、λw、λα、λt、λkh/μ、λc，減小λS。針對各個影響因素，需要油藏工作人員分析造成產量遞減的主控因素，為油田開發(fā)與調整提供科學的依據(jù)。其中各λ的表達式（見表1）。

表1　遞減率影響因素變化系數(shù)表

2　灰色關聯(lián)分析

灰色關聯(lián)度的基本思想是根據(jù)序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷其聯(lián)系是否緊密。曲線越接近，相應序列之間的關聯(lián)度就越大，反之就越小。

油藏作為一個抽象的系統(tǒng)，對其產量的遞減規(guī)律分析，首先要選準反映系統(tǒng)行為特征的數(shù)據(jù)序列，可稱之為系統(tǒng)行為的映射量，用映射量來間接地表征系統(tǒng)行為。在第一部分已經對與系統(tǒng)有關的映射量從理論上進行了分析。以下簡要介紹一下灰色關聯(lián)度分析的步驟。

2.1確定分析序列

設一組離散序列：X0（t）是參考序列，Xi（t）是因素（比較）序列：

2.2序列數(shù)據(jù)初始化

由于序列中各因素的物理意義不同，為了保證各因素具有等級性和等權性，需對其進行正向化和無量綱化。

每個序列用第一個變量去除其他所有的變量則構成一組無量綱序列：

2.3關聯(lián)系數(shù)計算

關聯(lián)系數(shù)表示第i個比較序列與參考序列在k時刻的關聯(lián)程度：

其中，分辨系數(shù)ρ∈（0，1），通常取0.5。

2.4關聯(lián)度計算

參考序列與因素序列的關聯(lián)度為兩序列各個時刻的關聯(lián)系數(shù)之平均值，表示為：

關聯(lián)度數(shù)值為0～1，受參考序列、比較序列、參考點、序列長度和分辨系數(shù)的影響。

2.5依關聯(lián)度排序

γ（X0，Xi）的大小構成關聯(lián)度序列γ1＞γ2＞γ3＞γm。這表明，影響遞減率的因素中，γ1最大，γ2次之，…。

3　實例分析

H42油藏1995年加密調整后，2002年產量出現(xiàn)遞減。通過整理，選取該油藏2007-2014年的遞減率作為參考序列，因素序列除了選擇年綜合含水率，生產時間，井網密度，平均生產壓差數(shù)據(jù)外，還選取了與流動系數(shù)有關的水驅儲量動用程度和油層射開厚度，以及采油速度的變化數(shù)據(jù)，進行灰色關聯(lián)度分析，遞減率及影響因素數(shù)據(jù)（見表2）。

表2　結果序列和因素序列數(shù)據(jù)表

以遞減率為參考序列，其他各參數(shù)為比較數(shù)列，將逆向指標正向化處理，并利用均值法無量綱化，求得各比較序列在t時刻與參考序列的絕對差，并計算出max max為0.982 3，min min為 0。取分辨系數(shù)為0.5，由式（10）計算出各個比較序列的關聯(lián)系數(shù)，再由式（11）計算出各影響因素的關聯(lián)度。其余序列與遞減率序列的灰色關聯(lián)度分別為0.766 8，0.695 9，0.568 0，0.607 1，0.565 0，0.631 2，0.602 9。

從分析結果可知，H42油藏產量遞減的各影響因素與遞減率的關聯(lián)度從大到小依次為：采油速度＞綜合含水率＞生產時間＞油層射開厚度＞井網密度＞平均生產壓差＞儲量動用程度。

4　結論與認識

（1）通過理論推導的結果，選取了影響H42油藏產量遞減的7個因素進行灰色關聯(lián)度分析，結果認為采油速度和綜合含水率是油藏遞減的主要因素，這一結論與油藏實際相吻合，證明該方法是可行的。

（2）針對不同油藏的具體情況，還可以根據(jù)需要增減影響因素項，而且這些增減的因素項的計算結果不會對已有因素項的計算結果產生影響，少量離散的數(shù)據(jù)點就可進行分析，這就是灰色關聯(lián)的優(yōu)點，也是數(shù)理統(tǒng)計方法所不具備的。

（3）H42油藏作為火燒山油田的主力開發(fā)層系之一，分析油田產量遞減率的影響因素及影響因素與遞減率的關聯(lián)性，便于油藏管理人員能抓住主要矛盾，有針對性地采取相應措施減緩產量遞減，提高經濟效益和開發(fā)管理水平。

符號注釋：

D-遞減率，f；fi-第i年的井網密度，口/平方千米；N-某油田或區(qū)塊的動用地質儲量，104t；Boi-原油體積系數(shù)，f；Voi-第i年的地質儲量采油速度，%；ρo-原油密度，t/m3；Qoi-第i年的產量，104t；Jm-米采液指數(shù)，t/d· MPa；qo-單井平均日產油，t；pe-平均地層壓力，MPa；n-某油田或區(qū)塊生產井數(shù)，口；Pwf-井底流動壓力，MPa；t-單井平均生產時間，d；K-滲透率，1×10-3μm2；h-平均有效厚度，m；μo-原油粘度，mPa·s；φ-平均有效孔隙度，f；So-平均含油飽和度，f；A-含油面積，km2；S-表皮參考文獻：

系數(shù)，f；Rw-井筒半徑，m；Re-供給半徑，m。

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Reservoir production decline influencing factors and its grey model analysis

ZOU Jiandong
（Research Institute of Exploration and Development，Xinjiang Oilfield Company，PetroChina，Karamay Xinjiang 834000，China）

Production decline rate is the main indicator to measure the management level of oil field development and is the key to complete the annual production tasks.In previous paper，main emphasis was laid on the law of different production decline patterns，decline rate calculation，yield prediction and related software compiling.This paper，however，is concentrated on affecting factors and derived relevant equations.Using the equation derived above，the approaches to relieving decline rate were put forward in accordance with actual situation.Finally，by the introduction of the gray correlation analysis the main factors affecting the decline rate can be obtained.This conclusion provides explicit directions and scientific basis for reservoir engineers and let them to get the work done more effectively.

HSS oil field；production decline rate；influencing factors；grey correlation degree

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.008

TE313.8

A

1673-5285（2015）07-0034-04

2015－04-07

鄒建棟，男（1986-），新疆油田公司勘探開發(fā)研究院，助理工程師，主要從事動態(tài)法SEC油氣儲量評估工作，郵箱：464012141@qq.com。