劉洪杰,戴衛(wèi)華,邱 婷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300452）

常規(guī)稠油油藏初期產(chǎn)能分布規(guī)律的灰色關(guān)聯(lián)分析

劉洪杰,戴衛(wèi)華,邱 婷

(中海石油(中國)有限公司天津分公司,天津 300452）

以渤海BZ油田為例,研究了常規(guī)稠油油藏初期產(chǎn)能在概率和平面上的分布規(guī)律。將影響產(chǎn)能分布的地質(zhì)油藏因素看成灰色系統(tǒng),應(yīng)用灰色理論中的關(guān)聯(lián)分析原理,對(duì)產(chǎn)能影響因素影響作用的大小進(jìn)行定量分析,認(rèn)為產(chǎn)能分布與儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、地層系數(shù)等復(fù)合參數(shù)關(guān)系密切。研究結(jié)果對(duì)海上常規(guī)稠油油藏鉆后產(chǎn)能重評(píng)估具有一定的指導(dǎo)意義。

常規(guī)稠油油藏;產(chǎn)能分布規(guī)律;灰色關(guān)聯(lián);儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)

近年來,渤海成功開發(fā)了一批規(guī)模較大的常規(guī)稠油油田,探討此類油田初期產(chǎn)能的分布規(guī)律,為后續(xù)油田的開發(fā)提供借鑒顯得意義重大。在油田開發(fā)系統(tǒng)中,存在許多影響產(chǎn)能分布的因素,找出各種因素與初期產(chǎn)能之間的關(guān)聯(lián)性,判斷出影響油田初期產(chǎn)能分布的主要因素,可以為初期產(chǎn)能預(yù)測(cè)及開發(fā)調(diào)整提供決策依據(jù)?；疑P(guān)聯(lián)分析方法與其他常規(guī)的因素分析法比較,它需要的樣本量小,對(duì)樣本分布規(guī)律要求低,而且分析結(jié)果可信度高。本文將灰色關(guān)聯(lián)分析方法應(yīng)用于初期產(chǎn)能分布規(guī)律影響因素的分析中,判斷儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、地層系數(shù)、儲(chǔ)量豐度等各因素對(duì)初期產(chǎn)能分布的影響程度,以便抓住主要矛盾。

1 灰色關(guān)聯(lián)分析方法概述

灰色關(guān)聯(lián)分析方法是一種動(dòng)態(tài)發(fā)展態(tài)勢(shì)的量化描述和比較方法[1-3],它把產(chǎn)能看成一個(gè)灰色系統(tǒng),以各影響因素的樣本數(shù)據(jù)為依據(jù),用關(guān)聯(lián)度來描述因素間關(guān)系的強(qiáng)弱、大小和次序等。與傳統(tǒng)的多因素分析法(相關(guān)、回歸等)相比,它可以在數(shù)據(jù)量較少的情況下以系統(tǒng)的離亂時(shí)序?qū)ふ曳从诚到y(tǒng)演變的規(guī)律,從而更好的確定主要影響因素。灰色關(guān)聯(lián)分析一般需要以下五個(gè)步驟。

1.1 確定分析序列

在對(duì)所研究問題目標(biāo)分析的基礎(chǔ)上,確定一個(gè)因變量和多個(gè)自變量因素。設(shè) y0={y0(k)|k=1,2,…,m}為參考序列,yi={yi(k)|k=1,2,…,m}為比較序列,式中:m為序列長度,i為比較序列個(gè)數(shù)(i=1,2,…,n)。在產(chǎn)能分布影響因素分析中,以初期單井產(chǎn)能為參考序列,儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、地層系數(shù)等八個(gè)因素為比較序列。

1.2 初始序列的無量綱化

由于系統(tǒng)中各因素的物理意義不同,導(dǎo)致原始數(shù)據(jù)列具有不同的量綱,為保證各因素具有等極性和等權(quán)性,需要對(duì)其進(jìn)行正向化和無量綱化。研究認(rèn)為在開采初期,原始物性參數(shù)的絕對(duì)值對(duì)產(chǎn)能起決定性作用,因此采用最大值法對(duì)各數(shù)據(jù)序列進(jìn)行無量綱化處理:

1.3 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

關(guān)聯(lián)系數(shù)表示第i個(gè)比較序列與參考序列在k時(shí)刻的關(guān)聯(lián)程度,xi(k)與 x0(k)的關(guān)聯(lián)系數(shù)為:

1.4 計(jì)算關(guān)聯(lián)度和因素權(quán)重

由于關(guān)聯(lián)系數(shù)數(shù)目較多,信息過于分散,為了便于比較,對(duì)關(guān)聯(lián)系數(shù)求平均,得到關(guān)聯(lián)度為:ri=,式中 ri為關(guān)聯(lián)度 ,其值為 0～1,受參考序列、比較序列、參考點(diǎn)、序列長度和分辨系數(shù)的影響。

1.5 依關(guān)聯(lián)度和權(quán)重系數(shù)排序

灰關(guān)聯(lián)度與權(quán)重系數(shù)反映了各比較序列與參考序列的接近程度。灰關(guān)聯(lián)度或權(quán)重系數(shù)越大,說明比較序列的變化趨勢(shì)與參考序列的變化趨勢(shì)越相似,或?qū)⒖夹蛄械挠绊懺酱蟆?/p>

2 初期產(chǎn)能分布規(guī)律的灰色關(guān)聯(lián)分析

2.1 油田概況

BZ油田位于渤海灣盆地,是渤海海域成功開發(fā)的大型新近系常規(guī)稠油油田。油田采用不規(guī)則井網(wǎng)注水開發(fā),多層合采,截止目前共有常規(guī)定向油井108口,注水井35口,井距300～400m。油井初期產(chǎn)能(投產(chǎn)第一年單井平均日產(chǎn)油)分布范圍15～140m3/d,單井平均產(chǎn)能42m3/d。油田目前采出程度2.2%,綜合含水23.6%。

BZ油田主力產(chǎn)層為明化鎮(zhèn)組油層,油藏埋深1650～1850m,油層從上至下劃分為:N2mLⅠ、N2mLⅡ、N2mLⅢ、N2mLⅣ、N2mLⅤ、N2mLⅥ等 6個(gè)油組 ,主力油層為N2mLⅣ、N2mLⅤ油組。儲(chǔ)層屬于淺水三角洲沉積,發(fā)育淺水三角洲平原和淺水三角洲前緣兩個(gè)亞相?？紫抖?0%～40%,滲透率主要分布在(300～6000)×10-3μm2,原油密度平均0.938g/cm3,地下原油粘度50～245mPa·s,屬常規(guī)溫度、壓力系統(tǒng)。

2.2 初期產(chǎn)能概率分布研究

將常規(guī)定向油井單井產(chǎn)能按從大到小排列,并計(jì)算油井井?dāng)?shù)累積頻率(%)與日產(chǎn)油累積頻率(%),繪制兩指標(biāo)關(guān)系曲線(圖1)。從圖中可以看出,開發(fā)初期,產(chǎn)能較高的50%的油井提供了大約78%的總產(chǎn)量。而其他50%的油井僅占油田產(chǎn)量的22%。對(duì)渤海其他常規(guī)稠油油田初期產(chǎn)能進(jìn)行統(tǒng)計(jì),研究發(fā)現(xiàn)也存在這一規(guī)律,即占總井?dāng)?shù)50%的產(chǎn)量較高的井約占全油田產(chǎn)量的80%。這從一個(gè)方面證實(shí)了“少井高產(chǎn)”理念的可行性。

圖1 BZ油田油井井?dāng)?shù)累積頻率與日產(chǎn)油累積頻率滲透率關(guān)系曲線

2.3 初期產(chǎn)能平面分布規(guī)律

2.3.1 沉積微相與初期產(chǎn)能分布規(guī)律關(guān)系

沉積微相與產(chǎn)能分布規(guī)律有密切的關(guān)系[4-5],不同沉積微相帶的儲(chǔ)層物性不同,所控制的儲(chǔ)量豐度分布也不一樣。一般情況下,分支河道部位物性好,儲(chǔ)量豐度較高,而決口扇、天然堤、河道間等微相帶的儲(chǔ)層物性稍差,儲(chǔ)量豐度不高[6]。與之相應(yīng)的,有利的沉積相帶,單井產(chǎn)能高,反之則偏低。通過對(duì)比BZ油田主力層位(因產(chǎn)液剖面測(cè)試井較少,故取靜態(tài)上kh值較大的層位為主力層位)的沉積微相與12口高產(chǎn)井的分布位置,發(fā)現(xiàn)高產(chǎn)井均位于分支流河道中部。

2.3.2 單因素油藏參數(shù)與初期產(chǎn)能分布規(guī)律關(guān)系

影響油井初期產(chǎn)能大小的自然因素主要是儲(chǔ)集層物性(k)、流體性質(zhì)(μo)及油層射開厚度(h)三個(gè)因素。油田范圍內(nèi)滲透率自東向西逐漸增大,并且沿 F18、F25、E19、D12、D23 井出現(xiàn)一條高滲帶 ,這與儲(chǔ)層沉積相帶的分布是一致的。

從初期單井產(chǎn)能與滲透率關(guān)系曲線看(圖2),油田初期產(chǎn)能有隨著滲透率增大而增大的趨勢(shì),但相關(guān)性不好。出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是油田滲透率雖然存在自東向西增大的趨勢(shì),但變化幅度不大,而油層厚度、地層原油粘度卻有較大變化,這導(dǎo)致了初期產(chǎn)能與滲透率較低的相關(guān)性。研究表明地層原油粘度和油層射開厚度兩個(gè)單因素分布規(guī)律與初期產(chǎn)能分布規(guī)律一致性也較差,這說明單因素不能很好的反映BZ油田初期產(chǎn)能的分布規(guī)律。

2.3.3 復(fù)合因素地質(zhì)油藏參數(shù)與產(chǎn)能分布規(guī)律關(guān)系

圖2 BZ油田初期單井產(chǎn)能與滲透率關(guān)系曲線

復(fù)合因素參數(shù)主要考慮了地層系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、儲(chǔ)量豐度、儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)五項(xiàng)。①地層系數(shù)是表征油井產(chǎn)油能力大小的重要參數(shù)。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看BZ油田高產(chǎn)井主要分布在地層系數(shù)大于100000×10-3μm2·m的區(qū)域。②流動(dòng)系數(shù)表征了原油在地層中流動(dòng)的難易程度。BZ油田初期產(chǎn)能存在三個(gè)高點(diǎn)和沿B32、C16、D11、E17、E7 井的高值帶 ,這與流動(dòng)系數(shù)的分布吻合較好,高產(chǎn)井主要出現(xiàn)在流動(dòng)系數(shù)大于3000×10-3μm2·m/mPa·s的區(qū)域。③層間非均質(zhì)是儲(chǔ)層之間在巖性、物性、產(chǎn)狀、產(chǎn)能等方面的差異,是評(píng)價(jià)油藏、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)能潛力以及預(yù)測(cè)最終采收率的重要地質(zhì)依據(jù)。本文采用統(tǒng)計(jì)學(xué)法[7]計(jì)算油田滲透率層間變異系數(shù),主要分布在0.6～0.9之間,非均質(zhì)性屬中等偏強(qiáng)。從平臺(tái)(油田自北東向南西共B、C、D、E、F五個(gè)平臺(tái))范圍的油井初期產(chǎn)能與滲透率層間變異系數(shù)關(guān)系曲線看(圖3),隨著變異系數(shù)的增大,初期產(chǎn)能有變小趨勢(shì)。④地質(zhì)儲(chǔ)量豐度反映油藏的物質(zhì)基礎(chǔ),只有在儲(chǔ)量豐度大的地方,才可能出現(xiàn)長期高產(chǎn)井。BZ油田高產(chǎn)井的位置與高豐度區(qū)位置吻合較好,高產(chǎn)井出現(xiàn)的最小儲(chǔ)量豐度為346.65×104t/km2。⑤儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)[4]為儲(chǔ)量豐度與流度的乘積,它既反映了油藏物質(zhì)基礎(chǔ)又表征了地層流體的流動(dòng)能力。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,BZ油田初期單井產(chǎn)能隨儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)的增加而增加,相關(guān)性較好,相關(guān)系數(shù)達(dá)0.76。儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)大于40000×104t×10-3μm2/(km2×mPa·s)的區(qū)域高產(chǎn)井富集(圖4)。

2.3.4 灰色關(guān)聯(lián)分析方法應(yīng)用及結(jié)果分析

為了整體分析對(duì)比上述儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)、流動(dòng)系數(shù)、地層系數(shù)等八個(gè)因素對(duì)油田初期產(chǎn)能分布規(guī)律的影響程度,運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析理論,通過計(jì)算各種因素的關(guān)聯(lián)度和因素權(quán)重大小來確定各種因素的影響程度和確定影響油田初期產(chǎn)能的主次要因素[8-10]。

從計(jì)算結(jié)果看(表1),儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)與初期產(chǎn)能分布關(guān)系最密切,而滲透率對(duì)初期產(chǎn)能分布影響最小。這一結(jié)果表明,多因素組合參數(shù)能較好的反映BZ油田初期產(chǎn)能的分布規(guī)律,因此,常規(guī)稠油油田在進(jìn)行鉆后配產(chǎn)研究時(shí),應(yīng)綜合考慮多因素的影響,可以應(yīng)用評(píng)價(jià)井測(cè)試資料建立產(chǎn)能與儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)回歸關(guān)系式,應(yīng)用回歸關(guān)系式指導(dǎo)生產(chǎn)井配產(chǎn)。

圖3 BZ油田D平臺(tái)初期單井產(chǎn)能與層間變異系數(shù)關(guān)系曲線

圖4 BZ油田初期單井產(chǎn)能與儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)關(guān)系曲線

表1 BZ油田初期產(chǎn)能分布影響因素與初期產(chǎn)能的關(guān)聯(lián)度及關(guān)聯(lián)序

3 結(jié)論及建議

(1)BZ油田初期產(chǎn)能分布規(guī)律與沉積微相、儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)、儲(chǔ)量豐度、滲透率層間變異系數(shù)等復(fù)合參數(shù)的分布規(guī)律一致性較好,而油層射開厚度、地層原油粘度等單因素的分布規(guī)律不能很好的描述初期產(chǎn)能的分布規(guī)律。

(2)利用灰色關(guān)聯(lián)分析理論可以對(duì)影響油田初期產(chǎn)能的因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,通過各因素的關(guān)聯(lián)度或因素權(quán)重的大小確定其對(duì)初期產(chǎn)能的影響程度,進(jìn)而確定影響初期產(chǎn)能分布的主次要因素,影響B(tài)Z油田初期產(chǎn)能的主要因素是儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)。

(3)海上類似常規(guī)稠油油藏在鉆后獲得豐富的地質(zhì)油藏資料后,可應(yīng)用本文研究成果儲(chǔ)量流動(dòng)系數(shù)與初期產(chǎn)能相關(guān)性最高這一結(jié)論,結(jié)合評(píng)價(jià)井DST測(cè)試資料,指導(dǎo)油田進(jìn)行鉆后產(chǎn)能重評(píng)估。

[1] 鄧聚龍.灰色理論基礎(chǔ)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002:122-209.

[2] 劉思峰,郭天榜,黨耀國,等.灰色系統(tǒng)理論及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,1999:40-77.

[3] 王學(xué)萌,張繼忠,王榮.灰色系統(tǒng)分析及實(shí)用計(jì)算程序[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2001:8-49.

[4] 谷建偉,符翔,馬瑞國,等.常規(guī)稠油油藏高產(chǎn)井分布規(guī)律[J].中國海上油氣,2004,16(6):401-403.

[5] 劉斌.焉耆盆地寶北區(qū)塊三工河組沉積微相與產(chǎn)能關(guān)系[J].新疆石油地質(zhì),2001,22(6):499-500.

[6] 王巍,符翔.河流相油田沉積微相與砂體規(guī)模、儲(chǔ)層物性及地質(zhì)儲(chǔ)量的關(guān)系[J].中國海上油氣,2005,17(3):179-182.

[7] 李子甲,宋杰,錢杰.滲透率變異系數(shù)不同計(jì)算方法的對(duì)比分析[J].新疆石油地質(zhì),2007,28(5):621-614.

[8] 連承波.油田產(chǎn)量影響因素的灰色關(guān)聯(lián)分析[J].天然氣地球科學(xué),2006,17(6):851-853.

[9] 劉秀婷,楊軍,程仲平,等.油田產(chǎn)量預(yù)測(cè)的新方法及其應(yīng)用[J].石油勘探與開發(fā),2002,29(4):74-76.

[10] 黃文芬,王建勇.動(dòng)態(tài)因素權(quán)重分析法在產(chǎn)能影響因素分析中的應(yīng)用[J].油氣采收率技術(shù),2000,7(4):46-49.

TE313

A

1673-8217(2011)02-0049-03

2010-06-13;改回日期:2010-09-13

劉洪杰,工程師,碩士,1977年生,從事油氣田開發(fā)工程方面的研究工作。

編輯:彭剛