優勢通道識別綜合評價指標體系在油井生產管理的應用

石俊鵬(東北石油大學石油工程專業)

優勢通道識別綜合評價指標體系在油井生產管理的應用

石俊鵬(東北石油大學石油工程專業)

本文針對特高含水期層間挖潛潛力降低，低效無效循環嚴重，常規措施效果變差的矛盾，綜合分析油層非均質性，水井吸水能力及油井生產動態多方面因素，利用灰色關聯系統綜合評判，建立能夠有效識別優勢通道綜合評價指標體系，并依據多級決策結果判斷優劣次序，定性識別優勢通道，對于指導油藏進行整體調剖、堵水、周期注水等現場應用很有幫助。

綜合評價指標體系；秩相關系數；灰色關聯；PI指數

目前國內許多油田已經進入高含水期，甚至特高含水期，經過長期水流沖刷，儲層孔隙結構發生變化，導致儲層非均質性加強，出現優勢滲流通道，壓力場、流線場形成定勢，嚴重影響水驅開發效果。針對層間挖潛潛力降低，常規措施效果變差的矛盾，控水提效工作需要從單一井點向區塊和井組整體控制轉變。因此，為了科學合理地識別優勢滲流通道分布，在綜合分析各種影響因素——注水井吸水能力、油層非均質性、周圍油井動態等因素以及已有研究成果基礎上，建立能夠有效識別優勢通道綜合評價指標體系，依據多級決策結果判斷優劣次序，定性識別優勢通道，達到優選措施井的目的。

1 單因素識別及決策值計算

(1)油層非均質性。油層非均質性主要包括滲透率因素以及吸水剖面因素。滲透率因素包括滲透率變異系數以及平均滲透率[1]，二者越大越易形成優勢通道；吸水剖面因素包括吸水百分數變異系數以及平均吸水百分數，二者越大越易形成優勢通道[2]。(2)注入井吸水能力。吸水能力因素主要包括視吸水指數、每米吸水指數、注水井井口壓降曲線。由注水井的井口壓降曲線，可以按照下式計算水井的壓力指數(PI)值[3]：

式中：PI為注水井的壓力指數值； P(t)為注水井井口壓力隨關井時間t變化的函數；t為關井時間。

PI與地層及流體物性參數關系：

式中： q為關井前注水井的注入量，m3/d；μ為注入液的黏度，mPa·s； K為儲層目前的滲透率，μm2； h為儲層有效厚度，m； re為注水井的控制半徑，m； φ為儲層的孔隙度；C為綜合壓縮系數， MPa-1。

從公式(2)可以看出PI值與地層流動系數大小成反比，如果儲層滲透率越高、厚度越大、流體的粘度越小，則儲層內流體的流動能力越強，吸水能力越強，PI值越小；反之，儲層的吸水能力越弱，PI值越大。當儲層中形成優勢通道后，儲層的滲透率急劇增大，而且優勢通道內原油飽和度接近于殘余油飽和度，因此優勢通道內流體的粘度很小，流動能力很強，PI值較小。以上因素中，視吸水指數以及每米吸水指數越大越易形成優勢通道；PI值越小越易形成優勢通道。

(3)油井生產動態。油井動態因素主要包括連通井平均含水率、累計產液量、剩余儲量、采出程度、日產液量、動液面等。以水驅規律曲線為基礎計算連通井單井動態控制儲量和采出程度。水驅特征曲線表達式為：

由此計算出地質儲量：

累計產油量與含水率關系式為：

2 多因素綜合識別選井決策

灰色關聯分析法是一種多因素比較分析法，其基本原理是曲線發展變化態勢的分析，它是以各因素的樣本井為依據用灰色關聯度來描述因素間關系的強弱、大小和次序的。應用灰色關聯的多因素綜合評判技術，可以實現量化識別優勢通道的目的，為區塊整體調剖、堵水、周期注水等提供科學依據。

由于水驅曲線反應了水驅動態控制儲量的變化趨勢，若產生優勢滲流通道，則油水井間平面驅油效率降低，單井動態控制儲量必然會上翹，可以用來核實優勢滲流通道存在與否，因此選取區塊和井組的水驅曲線異常上翹幅度(末端斜率與擬合段斜率差值)比值為參考序列，地質和生產參數為比較序列。

評價研究工區各井優勢滲流通道函數值大小，并根據函數值大小進行排序，確定存在優勢滲流通道(函數值大于0.4)。

3 確定主要水流方向

注水開發油藏，油井生產動態主要受到對應注水井水驅狀況的影響。利用油水井間秩相關系數量化井間相互作用的強弱，通過計算某一段時間內注水量與產油量、產水量之間的秩相關系數，可以判斷注采井間的相互關系及油水運動方向。對于某一油井而言，與周圍注水井相關系數大者為主要注入水流動方向小者為次要流動方向。

式中：注水量的評秩為X1，X2，…，Xn；相應相同時間內產液量的評秩為Y1，Y2，…，Yn， di來衡量兩組評秩之間偏離的程度。

記Spearman相關系數為rs，則Spearman相關系數的最方便公式可以表示為：

通過對比灰色系統評判模型判定存在優勢通道井組的秩相關系數大小，確定井組的主要液流方向，具體操作在這里不做詳細說明。

4 現場應用

針對X區塊綜合含水級別高，層間動用差異大，低效無效循環嚴重的問題，綜合評價指標體系開展優勢滲流通道識別工作。通過對30口井評價，選出存在優勢滲流通道井組7個，后經注產剖面測試資料和靜態資料確認出6個井組，符合率達到80%以上。

5 結語

(1)利用綜合評價指標體系準確識別優勢滲流通道，優化措施調整可以有效改善注入水的不均勻推進狀況，改善開發效果。(2)應用秩相關系數法能夠量化區塊和井組水流優勢方向，克服了油水井干擾研究中對靜態小層對比和數值模擬研究的過分依賴性，也符合目前靜態研究服從于動態研究的原則，為油藏下步進行整體調剖、堵水、周期注水提供依據。

[1]鄭宇霞,梁于文,蘇愛芹，等.優勢滲流通道評價技術在胡狀集油田的應用[J].斷塊油氣田,2008,15(4)：63-65.

[2]何長,李平,汪正勇等.大孔道的表現特征及調剖對策[J].石油鉆采工藝,2000,22(5)：63-66.

[3]秦國偉,潘攀,陶洪輝，等.PI決策技術分析原理及其應用[J].內蒙古石油化工,2005,31(8)：120-123.