一種油藏動態跟蹤預警的新方法

周建堂，史建國，康麗俠，賀建霞

（中國石油長慶油田分公司第四采油廠，陜西靖邊 713800）

在以原油產量為中心的油田生產管理中，油藏的合理產量是衡量生產管理水平的重要指標，為了保證油藏合理產量，保持油藏的良性運行，需要對生產管理過程中引起產量變化的因素進行監控，從而及早的發現問題，并采取針對性的措施，避免不必要的損失。因此需要建立油藏生產動態預警體系，確保原油產量的持續穩產。

導致原油產量變化的原因，大體可將其分為三種：人為因素、地質因素以及外部因素。當油田進入遞減期后，油田的產量在一段時間內是處于相對平穩狀態的，就是產量由一些因素的影響而出現了短時間的產量下降，但在沒有人為干擾的情況下，產量很快又恢復正常水平，但是當油井出現較大異常時，產量會出現持續的下降。直到人們發現異常，使用人工措施（包括酸化、壓裂、補孔、大修等）增產，使產量回歸正常水平[1]。

目前針對異常以往經驗判斷對油田產量進行提前預判，或人工神經網絡技術分析，對產量預測的準確度并不高。隨著精細油藏描述技術的發展，其地質模型精度非常高，預測模型的準確性也相應提高，通過實際產量和預測產量的對比情況，設定合理預警值，對產量異常下降進行預警，提前治理，并且預報的準確性較高。

1 預警模型的建立

1.1 預警理論

預警一詞最早出現于軍事領域，對突然襲擊進行防范，是關于突然襲擊的信息的預告[9]。預警的定義是在目前的技術和知識基礎上，對事物的發展規律進行認識和總結，通過分析事物的狀態和特定信息來預測描述事物的發展變化趨勢，并和預期設定的指標量進行比較，對超出指標量的狀態進行示警，以便通過采取對應的措施和對策來預防和降低異常情況帶來的損失[2-4]。

1.2 油田生產動態預警指標體系的建立

預警指標的構建一般方法主要是根據油田開發的實際過程對油井生產預警指標進行理論分析，通過查詢資料，并結合專家意見給出預警指標。類指標：一類是描述油藏地質狀態的指標體系。另外一類是描述油井開發和開采狀態的指標體系[6]。前者包括孔隙度、滲透率、有效厚度、砂巖系數、飽和度、地飽壓差、流動系數、滲透率變異系數、儲量豐度、單儲系數。后者包括水井流壓、采油時率、自然遞減率、周圍油水井比、油井利用率、綜合含水率、采出程度、措施井有效率、綜合遞減率、油井流壓、采油速度、井網密度等[14-16]。

1.3 預測模型及可靠性的建立

數學預測模型建立考慮到了油藏地質狀態，如孔隙度、滲透率、含水飽和度、砂體厚度等指標。依靠斯倫貝謝公司開發地質建模軟件Ptrel，在小層砂體注采對應關系認識清楚的基礎上，進行數據分析，網格精度達到10 m×10 m×0.5 m，地質模型的網格數據至少千萬個，為預測模型提高了堅實模型基礎[10，13]。

地質模型粗化后的精度，結合計算機硬件水平，模型的精度可達到20 m×20 m×0.5 m～1.0 m，預測模型的網格數據至少百萬個。同時考慮到油井開發和開采狀態的指標，如生產歷史數據、油井利用率、油井流壓、采油速度等指標。

油藏歷史擬合的精度是油藏動態跟蹤預警的基礎，只有歷史擬合精度達到要求，才能進行下一步的預測，滲透率、有效厚度、油水和油氣界面等為不確定參數調整，允許范圍較大，可放大或縮小2、3倍或更多；而孔隙度、巖石和流體壓縮系數、油氣PVT性質、初始壓力等為確定參數，允許修改范圍較小[7，17-20]。依靠目前數值模擬預測技術，基本實現了區塊歷史生產動態數據擬合率達到99%以上，單井生產動態數據擬合率85%以上，保證預測趨勢的準確性[11，12]。

1.4 預警值的優選及預警區間劃分

預測值與實際生產數據必然會產生誤差，當誤差值超過某一個臨界值時，油藏開始變差，其臨界值定義為預警值。合理的預警值是產量預警的關鍵，預警值設定太大時，油藏發生變化將會被隱藏，錯過油藏最佳調整時機；預警值設定太小時，頻繁的預警會造成恐慌，最終會導致疲于應付，對油藏生產極為不利。

本文采用經驗法，主要選擇年度時間段內，油藏開發明顯變差的區塊為樣本，與預測模型預測值對比，其油藏開發趨勢轉變的臨界值為±3%，確定綏靖油田低滲透油藏的預警值為±3%。由于油田開發更關心油藏變差的趨勢，故給定油藏變差預警值為-3%，同時為了使這個預警更加敏感，將［0，-3%］區間又細分為三個區間，用不同的顏色表示。

預警的方法根據其機制可以分為：黑色、黃色、紅色、白色和綠色預警[8-9]，結合油田開發的實際情況，對黃色、紅色預警進行定義，并引入橙色預警。

紅色預警代表油藏發生重大變化，開發形勢急劇變差，嚴重影響了油藏的進一步穩產，確認油藏變差，及時制定措施方案。其預警值在［-2.0%，-3.0%］或由預測線上運行急下穿預測線，誤差絕對值大于2.0%（見圖 1）。

黃色預警代表油藏發生一定的變化，開發形勢稍有變差，對油藏進一步穩產工作影響較小，其預警值在［0，-1.0%］，主要表現為纏繞運行，引起關注（見圖1）。

橙色預警代表油藏發生較大變化，開發形勢變差，對油藏進一步穩產工作產生了較嚴重的影響，油藏有變差趨勢，找原因，待確認，制措施，其預警值在［-1%，-2.0%］（見圖 1）。

圖1 預警級別劃分圖

表1 2017年靖安油田A區油藏動態跟蹤預警表

1.5 預警模型建立及跟蹤

預測前需要考慮到下年油藏技術政策的調整，如油井提液、單井注水量調配等因素，在預測模型的基礎上，預測下年產量、含水的數據。在預測模型中要考慮生產時率、注入水量等。應用xls編寫油藏動態跟蹤預警程序，并形成了制定油藏動態跟蹤預警表（見表1）。

2 預警模型檢驗

通過2012年至2017年在靖安油田不間斷的預測、跟蹤、完善，預測油藏57個，預測模型預測值與實際生產值最大平均誤差僅4.3%，標準誤差最大值0.7%（見圖2）。期間治理7個，治理前后對比自然遞減小1.9%～3.0%，實現了油藏動態預警。

圖2 綏靖油田預警跟蹤圖

3 結語

文中在對傳統預警方法的學習分析基礎之上，建立了以精細油藏描述技術為基礎的油藏動態預警模型，結合歷年生產數據，確定了油藏預警值，并建立了三級預警區間。通過5年跟蹤，取得了較好的效果，提前預警，減小了油藏遞減增大。后期將應用于油藏配產中。