低滲透油田水驅開發效果模糊綜合評價

段寶江，姜 康，劉世界，宣 濤，秦 鵬

(中海油能源發展股份有限公司 工程技術分公司非常規技術研究院，天津 300450)

目前中國陸上很多大油田都處在高含水階段，針對該階段開發效果評價的指標有很多，如綜合遞減率、采油速度、含水上升率等[1]，但采用單一指標評價，結果顯然存在一定的缺點，不能夠全面地對已開發油田進行綜合評價。X油田從1989年開始全面注水開發，歷經20余年，不斷發展壯大，先后經歷了開發前期準備、全面開發、開發穩產和快速發展四個階段。年產油量以15～30萬t的速度逐年攀升，2006年突破200萬t，2010年突破300萬t。本文運用模糊數學，對X油田試驗區的開發效果作出綜合評價，以便于找出這個階段制約油田開發效果的主要因素，為下一步進行有針對性的開發調整提供依據。

1 模糊綜合評價模型

1.1 模糊理論

模糊綜合評判[2]是應用模糊變換原理，在多因素的參與下得到一個綜合評語，再通過構造數學模式將評語轉換成一個綜合評價值，并根據這個綜合評價值對儲層進行分類。模糊綜合評價一般有三個基本要素集：因素集、評語集、權重集。

計算模糊綜合評語P，模糊綜合評判模式為：

P=ω·R=(p1,p2,…,pm)

1.2 權重確定方法

目前大多數文獻中，都采用層次分析法[3]來確定所需評價參數的權重，這種數學方法可以讓權重定量化且更具物理意義，從而盡可能地避免人為因素造成的影響。層次分析法可以分三步：1)研究對象層次化；2)不同層次的研究對象排序；3)形成判斷矩陣。

1.3 隸屬度函數的選取

在模糊數學評價中，會用到隸屬度函數[4]，選擇合理的模糊分布函數對評價結果會起到決定性的作用，因此要根據實際情況，適當地選擇函數。針對低滲透油藏綜合評價，我們選用兩類隸屬度分布函數：一類是以采出程度比、采油速度、存水率為代表的升半梯形法；另一類是描述產量遞減率、含水上升率和耗水率的降半梯形隸屬度函數分布，隸屬度函數分布(見圖1)及表達式如下：

r代表越大越好的指標；ri，i=1～4，代表參數等級分界值。

四級隸屬度方法[4]使用的數學公式較為繁雜，其可以通過圖2的折線直觀地體現出來。

1.4 綜合評價

為了獲取模糊綜合評價值，這里取等級轉換向量x=(1，0.67，0.33，0)。根據計算的模糊綜合評價值(見表1)，對油田提出相關的開發調整建議。

表1 綜合評價的生產建議

2 模糊綜合評價方法在低滲透儲層評價中的應用

為了驗證模型的可靠性和可操作性，選取了X油田試驗區塊進行分析。基礎數據是綜合評價好壞的第一決定因素，以該油田試驗區為例，統計轉注前后試驗區1996—2009年低滲透研究的原始數據。根據這些基礎數據，通過模糊綜合評價，準確認識區塊的開發效果，這對油田下一步的開發決策有更高的指導價值。

應用模糊理論對該油田的水驅開發效果進行評價，具體的步驟見圖3。

2.1 確定待評價指標及其標準

模糊綜合評價方法是解決多目標決策問題的一種行之有效的方法，通過生產實踐活動及理論分析和推理，綜合分析影響油田水驅開發決策的各種因素，認為在油田開發決策中主要應考慮水驅開發區塊的采收率、采出液的含水程度、單位采油的耗水程度等特性。綜合考慮，在此選取采出程度比、采油速度、存水率、產量遞減率、含水上升率和耗水率六個指標進行綜合評價。本文將這六個評價指標分為四個評價等級，其評價標準如表2所示。

表2 評價指標標準

2.2 權重的確定

依據層次分析法的基本理論，根據層次分析法量化標準[3]，確定待評價因素的權重(見表3)。

通過 Mathcad 計算軟件可以得到綜合矩陣的最大特征值為6.000，它對應的特征向量為(0.272 7，0.090 9，0.090 9，0.272 7，0.181 8，0.090 9)，歸一化得(0.273，0.091，0.091，0.273，0.181，0.091)。即采出程度比的權重為 0.273，采油速度的權重為 0.091，存水率的權重為0.091，綜合遞減率的權重為0.273，含水上升率的權重為0.181，耗水率的權重為0.091。

表3 綜合判斷矩陣表

2.3 綜合評價

下面以試驗區開采的實際數據為例，運用模糊函數理論對該區塊水驅開發效果作了綜合評價(見表4)。

表4 先導區基礎數據及綜合評價值

從表4可以看出，2009年之前油田試驗區水驅開發效果綜合評價良好，無需改變開發策略。2009年綜合評價值為0.3726，開發差，需采取油田開發調整措施，如增加加密井。2009年末油田采取加密井措施，對加密調整后進行綜合評價，綜合評價值大于0.5，證明油田加密后開發效果得到大大地改善。

3 結論

模糊綜合評價方法利用系統工程的思想分析問題，能夠從待評價對象的不同方面進行綜合分析，綜合利用判斷矩陣與指標隸屬度函數，實現綜合最優值的確定。在利用模糊綜合評價方法進行實際問題的分析時，對于復雜的大系統問題，不僅要考慮定量因素，還要考慮很多定性因素。模糊綜合評價方法的一大優點就在于能夠將定性和定量的因素進行指標規范化，從而進行全面評價，為油氣田開發決策提供重要依據。