模糊數學在雷97井區超稠油油氣藏井網選擇中的應用

趙 坤

（長城鉆探工程公司壓裂公司，遼寧盤錦421000）

模糊數學在雷97井區超稠油油氣藏井網選擇中的應用

趙 坤*

（長城鉆探工程公司壓裂公司，遼寧盤錦421000）

對于超稠油油氣藏，選擇合適的井網對開發效果的影響很大。在決策中，影響井網選擇的因素往往很多，而且這些因素本身具有一定的模糊關聯性。依據經驗選擇井網的傳統方法，主觀性強。利用模糊數學方法對超稠油區塊雷97井區生產井網進行了優選。該方法綜合考慮了候選井網的多個性能指標，在一定程度上克服了以往選擇超稠油井網井網的不確定性，因而更加合理，結果與實際相符程度更高。

井網；決策因子；模糊數學；超稠油區塊；雷97井；優選

1 遼河區塊超稠油油藏的特點

遼河盆地超稠油油氣藏十分發育，主要分布在西部凹陷，如杜84、歡623、雷97、冷127等區塊，層位主要為上第三系館陶組。超稠油油氣藏主要受控于沉積和成巖作用，其特點是埋藏深度淺（一般為1500～2300m）、成巖性差，油質稠（密度大于0.98g/cm3）、儲層巖石粒度粗（為塊狀砂礫巖）、油藏厚度大（200～300m），油氣水層分布無規律；在電性上反映為高電阻，并且各儲層間無明顯間隔。

模糊數學分析方法是一門新興的油氣數學分支學科，它應用了數學原理分析油氣藏的開采價值，在油氣藏的勘探開發中具有重要的分析地位，是將分析熟悉與油藏工程緊密結合的產物。

模糊數學分析方法，通過油藏信息的分布和計算，理性的計算出油藏的開采指數，判斷出開采決策合理性，對于評價油氣藏、提高采收率和尋找剩余油越來越重要，模糊數學分析方法具有快速、定量、準確等特點，顯示出旺盛的生命力，具有廣闊的應用前景[1]。

遼河盆地已成為高成熟探區，主要產區已進入高含水區開采階段，勘探開發難度越來越大，超稠油油藏已成為勘探開發的重要目標，遼河油田的超稠油油藏主要分布在歡喜嶺油田和曙光油田。通過對該地區的大量巖石熱解和色譜資料的分析評價，結合試油資料，建立了超稠油評價標準，提高了井位布井準確率和合格率。

2 該井油藏基本情況

遼河油田雷97井屬于曙光采油廠的超稠油區塊，該區塊長5+6油藏油層滲透率為0.812×10-3μm2（巖芯分析），孔隙度13.1%，屬于低孔隙度、特低滲透型油藏，但其泄油面積大、儲量開采程度低、儲層非均質性差，屬于具有天然裂縫的超稠油巖性油藏。

3 井網優選的方案設計

3.1 井網設計

根據數值模擬與油藏工程結合的研究結果，井網密度數值在該區設定在11口/km2附近較合理，因此優化井網設計時主要考慮了菱形反九點450m×150m、菱形反九點550m×150m、不等距線狀注水450m×150m、不等距線狀注水550m×150m、反七點450m×150m和反七點550m×150m這6種井網布局進行優化選擇，每種方法都有選擇的依據，但是每種方法都有自己的優劣所在，在現實中進行井位選擇和布網時，應該理性分析各方法的優劣，結合雷97井所在超稠油區塊進行具體評價。各方案的具體數值見表1。

3.2 技術經濟評價

對于油井布位的經濟評價，既要考慮產值回收時間，又要考慮投入開采效率，當投入開采效率太低時，投資成本難免回收時間長。于是在兼顧投資成本、開采效率、產值回收時間，技術經濟學上動態投資收益率法為最好的經濟評價方法。以上6種方案，技術經濟評價方案如表2所示。

表1 遼河油田方案設計表

表2 遼河油田各方案技術經濟指標表

4 井網優化選擇

4.1 評價指標的選擇

把優化結果影響較大的方案技術經濟參數選擇為優化方案的評價指標，在方案選擇時，既不能單方面顧忌投資數額，又不能急功近利的追求投資回收期,根據雷97井區塊的情況參考,選擇開發到第16年的含水率、開采程度和評價期內的方案動態投資回收期、內部財務收益率和財務凈現值作當做綜合評價指標是比較理想的選擇。

4.2 評價指標值的確定

利用本隸屬函數（μA）可求得每項指標的最終決策因子（F）的大小。根據實際相關問題的特點，選用了可以適用的梯形分布[2]。

（1）含水率：把第16年的含水率當做評價依據，含水率數值越高,說明開發效果越差。

式中：x——第16年的含水率

（2）采出程度：以第16年的開采程度為評價依據，開采程度越高,說明油藏開發效果越好，反之，則油藏開采效果欠佳。

式中：x——第16年的開采程度

（3）動態投資回收期：理論上無論投資數額大小，動態投資回收期時間越短,說明油田開發效果越好,評價期內收不回投資的（動態投資回收期此處為空）,此項值為0。

式中：x——動態投資回收期。

（4）內部收益率。油田內部收益率越大,說明開油田發效果越好,內部收益率低于基準收益率時（8%）,此項值為設置0。

式中：x——油田內部收益率

（5）財務凈現值。財務凈現值數值越大,說明油田開發效果越好,財務凈現值小于0,此項值為0。

式中：x——油田財務凈現值。

通過分析，得出決策因子動態計算結果，把計算結果統計后，以上6種方案，決策因子動態計算結果如表3所示。

4.3 指標權重確定途徑

表3 決策因子動態計算結果表

采用九度法[3]，對各影響相關因素兩兩比較得出其重要性的大小，并把比較的結果最終通過合適的標度表示出來，設定權值，寫成矩陣，即得到最終判斷矩陣（見表4）。在確定權值時，要考慮多方面因素，結合經驗，通過合理的判斷確定權值。因為權值的大小沒有具體的選擇依據，具有一定的主觀性，但是權值在以后的矩陣計算中地位舉足輕重。

表4 權重計算表

權重矩陣為：

N=[0 .077 0.3077 0.1538 0.1538 0.3077]T

4.4 方案最終優選結果

效果測度矩陣為：

M=N×H=[0 .211 0.32 0.686 0.513 0.235 0.402]T

從而所有6個方案最終優選后排列順序為：方案3，方案4，方案6，方案1，方案5，方案2。由此最終可見，方案2即不等距線狀注水方案450m×150m井網為最優選擇井網[4]，其他井網布局方案也有一定的合理性，但是在開采效果上也許不理想，也許存在著回收期較長的特點，故不予采用。

5 結論

本文綜合考慮了選擇井網時應考慮的幾種關鍵因素，利用模糊數學方法理論上建立了優選井網的綜合評判模型[5]。針對遼河油田，超稠油區塊多低壓油藏的實際情況以及目前井位選擇、井網布局存在的不確定性和盲目性，通過模糊數學分析方法，有的放矢地選擇了雷97井井網，該選擇即是在運用在該方法后得出的基礎上相對科學合理，該方法決策可靠度高，在現場應用中取得了較好的應用效果。該方法針對超稠油油藏的井網選擇，提出了一種新的井網布局的理論依據，具有一定的實際意義。

[1]劉擇華，向興建.油藏工程基礎[M].北京：石油工業出版社，2009.

[2]李洪興，王有福.工程模糊數學方法及應用[M].天津科學技術出版社，1993：104-132.

[3]劉月田，婁福忠.大孔道模糊識別與定量計算方法[J].石油鉆采工藝，2013（10）：55-56.

[4]謝先平，王偉.層次分析法優選五點井井網[J].大慶石油地質，2015（3）：32-34.

[5]黃志強，熊青山.灰色理論系統和層次分析法在礦井選擇中的應用[J].中國礦業大學學報，2014（9）：25-26.

TE345

B

1004-5716（2016）12-0069-03

2016-01-25

2016-02-17

趙坤（1983-），男（漢族），河南焦作人，工程師，現從事壓裂酸化方面的相關工作。