低滲透油藏水驅開發效果評價指標優選

王佳琦 邱淑新 王久星

摘 ? ? ?要： 我國低滲透油田經過長期注水開發，大部分的油田已進入高含水階段，油田產量遞減較快，單井產量低，傳統的開發效果評價方法已不能準確地描述低滲透油田的開發狀況。因此，本文運用各個指標對油田開發效果進行科學的評價，并通過數學模糊算法賦予各個指標不同的權重來綜合評判油藏開發效果，并針對該油藏的地質特征完善了各個指標相關的權重，總結出一套適合該區塊的理論系統，這為下一步開發政策的調整給出合理的理論依據，為保證油藏開采擁有最大采收率提供理論支持。

關 ?鍵 ?詞：低滲透;開發效果評價;指標優選;數學模糊算法

中圖分類號：TE348 ? ? ? 文獻標識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）10-2260-05

Abstract： After long-term water injection development in China's low-permeability oilfields， most of the oilfields have entered the stage of high water cut， the production of oil fields is decreasing rapidly， and the output of single wells is low. The traditional development effect evaluation method can not accurately describe the development status of low permeability oil fields. In this paper， various indicators were used to scientifically evaluate the effect of oilfield development， and the different weights of each index were obtained through mathematical fuzzy algorithm to comprehensively evaluate the reservoir development effect. Based on the geological features of low permeability reservoirs in W block of Daqing oilfield， the weights of each indicator were perfected. A theoretical system for evaluating the development effect of low-permeability sandstone reservoirs was put forward. This system can provide a reliable basis for determining the current development technology policy boundaries and judging the potential for tapping potentials， and is also of great significance for improving the ultimate recovery of reservoirs.

Key words： Low permeability; Development effect evaluation; Index optimization; Mathematical fuzzy algorithm

隨著世界各國油氣工業的發展以及未來對石油的需求，開展低滲透油氣資源相關研究的重要性日益凸顯。我國低滲透油田儲量十分豐富且分布區域較廣，開發潛力十分巨大。在已探明的儲量中，低滲透油藏儲量的比例約占全國儲量的50%，而且在我國的主要盆地都有大面積分布：在東部諸如松遼盆地、渤海灣、海拉爾等，另外還有中部的鄂爾多斯、四川盆地，西部的準噶爾、柴達木、塔里木、三塘湖盆地等。低滲透油氣田的開發已經成為重點研究對象，其中鄂爾多斯盆地、松遼盆地、準噶爾盆地、四川盆地的低滲透儲量比例均在85%以上，且累計探明低滲透油田石油儲量76億t，但由于其自身地質獨特性，總體開采程度僅為16.6%[1]。大慶油田的低滲透儲量作為接替產量的重要戰略區，逐步成為油氣勘探開發的熱點，進而如何高效開發以及評價這類低滲透油藏就必不可少。

國內外學者對如何開展油田注水開發評價展開了十分全面的研究，并取得了不菲的成果。如高文君、徐君等，黃炳光等，唐海等人對存水率、采收率、壓力變化等指標做了定性的評價[2-4]。宋子齊等把不同水驅油田的開發特點和評價指標分類，運用相關數學算法，提供了可靠的依據，進而為提高油田采收率提供了依據[5]。

這些新方法在常規砂巖油田取得了一定效果，但由于低滲透儲層地質條件復雜以及方法的普適性很差，此類經驗在大慶外圍油田低滲透儲層的應用沒有得到有效的推廣。因此，低滲透油田水驅開發效果評價以及指標優選仍面臨著挑戰，至少在以下兩個方面，還有待做深入的探討：選擇適合低滲透油田開發效果評價的評價標準;怎樣綜合各個參數從總體上評價目標油田。

因此，筆者以大慶油田W區塊油層為例，結合油藏本身特性、開采情況以及現階段注水開發特點，運用數學模糊算法篩選出4項指標中影響最大的指標作為評價的首要參考依據，進而為改善注水開發效果以及調整下一步開發方案提供理論依據。

1 ?研究背景

大慶油田W區塊位于松遼盆地中央坳陷大慶長垣二級構造帶南部的三級構造帶上，構造條件相對復雜，縱向上主力油層為葡萄花油層。初期布井方式為反九點法，油井一般采取注水保持壓力的開采方式，開發后期井網加密為菱形反九點法注水。油層樣品分析孔隙度分布范圍為8.85%～13.55%，平均為8.9%;空氣滲透率分布范圍為（0.63～1.6）×10-3μm2，平均1.23×10-3μm2，屬于中孔、低滲透油層。砂體多以薄差儲層為主，沉積相主要為三角洲外前緣亞相。

2 ?開發效果評價

受現有動態生產數據以及葡萄花油層構造條件復雜等多方面限制，本文從影響油藏水驅開發潛力的4個因素即含水率、遞減率、剩余可采儲量、水驅儲量動用程度出發，參考行業標準并運用模糊綜合評判法，給出一種低滲透油藏水驅開發評價方法[6]。而遞減率和剩余可采儲量采油速度可以綜合反映出在當前方案下油田的開采情況;水驅儲量動用程度是反映注采井網完善情況的指標。

2.1 ?含水率綜合評價

W區塊在2002年底進行注水開發，2013年開始實施注采井網調整，井網局部加密為反九點菱形井網。本文采用相對滲透率曲線法來綜合評價含水率及含水率的上升情況[7]。含水率與采出程度關系曲線分為3種，分別是凸型、S型和凹型，其中凸型含水率曲線正與目標研究區塊油藏相符，因此這里采用凸型曲線進行含水率評價。其數學表達式為：

將油藏實際關系曲線與理論曲線進行比較，從圖1可以看出隨著采出程度逐漸升高，含水率逐漸上升;當采出程度達到10%時，逐漸接近理論曲線，當采出程度達到20%左右時，含水率逐漸保持不變。實際關系曲線在理論曲線上方，呈現上升趨勢，后期含水率逐漸下降，慢慢低于理論曲線。

將采出程度與含水率的關系數據繪制于圖版中，得出如圖2所示曲線[8]，采出程度范圍在30%到32%之間，可得出該研究區塊最終采收率度為33.12%。由上述數據可以得出RR的變化范圍在90.6%與96.61%之間。

根據表1，研究區塊含水率屬于較好或者好之間，由數據可知含水率的評價矩陣為（0.17，0.65，0.14，0.02）。

2.2 ?產量遞減規律評價

如圖3所示W區塊產量經歷了上升、穩定和下降3個階段。研究區自投入生產開發以來，總體可分為以上3個生產階段，2002年至2008年為上產階段，大約6年，油田處于低含水采油期，油田產量穩步上升，直至2008年末產量達到最大值，油田生產能力比較旺盛;2009年至2012年產量遞減較為明顯，2012年產量處于最低;從2012年開始進行井網調整和新井的投產，開發效果有所好轉，產量略有回升，從2014年直至目前為穩產期，產量穩步上升[9]。

研究區遞減規律符合“產量遞減率加大又減小”類型：區塊 2002年投產，2006年開始進入產量遞減階段，呈雙曲遞減[10]。2006年11月—2009年8月，月遞減6.21%，2009年9月—2013年7月，產量遞減最大，月遞減達到7.08%;2013年以來實施了井網加密，產量上升，從2015年11月—2018年4月，遞減率略有回升為5.39%，總體開發效果好轉（如圖4所示）。

根據表2所示數據，該區塊的產量遞減指標屬于“中等”。該區塊的產量遞減率的評價矩陣為（0，0，0.12，0.87）。

2.3 ?剩余可采儲量采油速度評價

自2002年投產開始，剩余可采儲量采油速度先隨時間逐漸上升，2005年末達到最高值5.06%，2006年開始緩慢下降;直至2013年，采油速度下降到最低值3.09%，隨后采油速度一直穩定在一定范圍內，略有回升但效果不明顯，如圖5所示。

截至2018年4月研究區采出程度為13.94%，計算得到剩余可采儲量采油速度總體分布在3.09%至5.06%之間，平均采油速度為3.84%;根據剩余可采儲量采油速度的評價標準（見表3）可知：研究區塊的剩余可采儲量采油速度屬于三類開發水平，即開發水平“較差”，剩余可采儲量采油速度的單因素評價矩陣為（0.81，0.16，0.01，0.0），從剩余可采儲量采油速度來看油田開發不理想。

2.4 ?水驅儲量動用程度評價

W區塊自2002年投入生產，上產階段6年后開始進入產量遞減階段，且產量遞減過快。針對研究區塊油田實際開采過程中的問題，結合甲型水驅特征曲線法進行水驅儲量動用程度評價[11]。

根據圖6甲型水驅特征曲線計算出可動油儲量為5.457×105 t[12]，最終采出程度為35.12%（見表4）。已知的地質可采儲量為2.138 1×106 t，故對應的水驅儲量動用程度為72.67%。

根據表5所示的儲量動用程度評價表，該區塊的儲量動用程度“較好”。進一步得出該指標的評價矩陣為（0.17，0.67，0.14，0.02）。

3 ?模糊綜合評價法指標優選

根據上述指標的評價與分析，結合模糊綜合評判法進行綜合評價。采用數學方法將這些定性語言量化，對于評價油田開發效果更加具有可靠性和正確性[13]。

在對各開發指標分析的基礎上，結合W區塊油藏特征，對各因素進行對修正完善（見表6），進而對研究區進行合理評價[14]。

根據評價結果，隨著注水開發的不斷進行，保持高產穩產難度較大。同時，從單因素評價結果來看，幾項指標都處于“中等”與“較差”的范圍內，表明整個水驅開發效果尚且不佳。因此，要進一步改善區塊開發效果可以調整注采比，優化酸化壓裂等措施，此外還要加強油水井管理，加強注水井監測工作[15]。

此方法實用可靠，具有廣泛的適用性，有望為油田提高采收率、井網方案合理調整提供理論指導，同時也為同類型油田提供可靠的參考經驗。

4 ?結 論

1）本文依照傳統的油藏工程方法，從多個指標評價了低滲透砂巖油藏水驅開發效果。結合各個因素指標的評價結果，可以看出研究區塊階段含水上升值為23.67%，較理論值偏高，目前采出程度為13.94%，水驅動用程度較高，產量遞減率較大，穩產年限僅6年。

2）根據最大隸屬度原則可確定“遞減率”為影響程度較大的指標，作為第一評價指標，其次“含水率”也有較大影響。

3）通過該方法研究W區塊注水效果情況，把多個評價因素通過數學模糊算法評價水驅開發，依據研究結果可以得知現在油田開采的重要矛盾，為下一階段合理開發提供依據。

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