任 劍 ，鄧江明，姜 杰

(1.延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西西安 710000；2.西南石油大學；3.中海油田服務股份有限公司油田生產(chǎn)研究院)

低滲透油藏井間優(yōu)勢通道定量模糊判別方法及應用

任 劍1，鄧江明2，姜 杰3

(1.延長油田股份有限公司定邊采油廠，陜西西安 710000；2.西南石油大學；3.中海油田服務股份有限公司油田生產(chǎn)研究院)

低滲透油藏注水開發(fā)時由于裂縫發(fā)育及儲層非均質(zhì)等因素影響，注入水會沿優(yōu)勢通道竄進，造成油井水淹、產(chǎn)量下降。為了有效而準確地識別水竄優(yōu)勢通道，在綜合考慮影響注采井間竄流的儲層和生產(chǎn)動態(tài)因素基礎上，利用層次分析法和模糊綜合評判法計算各因素權(quán)重大小，并建立井間優(yōu)勢通道定量判別模型，從而量化評判單井的竄流程度。實例表明，該定量判別優(yōu)勢竄流通道方法計算簡便，與實際符合度高，對現(xiàn)場有較好的指導意義。

低滲透油藏；優(yōu)勢通道；模糊層次法

對于低滲透油藏，天然發(fā)育裂縫、壓裂后的人工裂縫、儲層的非均質(zhì)性及長期注水開發(fā)過程中地層出砂及黏土顆粒的運移等因素，會引起地層滲透率增加，注采井組間形成水流竄進優(yōu)勢通道，使注入水主要沿優(yōu)勢通道竄進到部分油井，難以有效均勻波及至其它油井，使其它方向油井受效變差。針對這種情況，需考慮對優(yōu)勢通道進行封堵等治理措施，以提高波及效率及采收率。該措施的關(guān)鍵是判斷井間優(yōu)勢通道位置、方向和程度。目前識別注水竄流通道主要有注水井測井、井間監(jiān)測、試井、觀察井巖心分析識別等手段，這些識別手段需現(xiàn)場測試或作業(yè)，作業(yè)周期長、成本高。模糊綜合評判和層次分析法可以對井組的地質(zhì)和動態(tài)因素進行指標評判，確定井間的優(yōu)勢竄流通道。

1 評判指標體系建立

為對大孔道的存在和發(fā)展程度進行定量判別，可先建立與優(yōu)勢竄流通道相關(guān)性較大的因素指標集，然后結(jié)合各因素影響規(guī)律與模糊評判原理確定評判指標體系范圍標準，通過確定因素實際值的變化范圍、指標歸一化和權(quán)重值，最后利用模糊理論方法綜合處理各動靜態(tài)因素指標，建立優(yōu)勢通道定量識別模型，最終識別優(yōu)勢通道。

根據(jù)油藏及井組動態(tài)竄流特征，可將優(yōu)勢通道評判指標劃分為靜態(tài)及動態(tài)兩種。各具體指標劃分見圖1。

通過竄流模型數(shù)值模擬及物理模擬可分析各因素對竄流程度的影響[1-2]。由于注入水沖刷、儲層非均質(zhì)性、流體流度比等因素的影響，靜態(tài)指標相對越高，越容易形成優(yōu)勢通道，注入水更容易通過該通道竄進；動態(tài)指標中，當井間注采壓差比越大、吸水指數(shù)比和比采液指數(shù)越小、含水上升速度越快，則形成井間優(yōu)勢通道的可能性越大，即該方向竄流可能越嚴重。

圖1 優(yōu)勢通道評判指標集

根據(jù)裂縫性低滲透油田開發(fā)各因素影響規(guī)律，結(jié)合其他類似油田開發(fā)規(guī)律和實際監(jiān)測值的平均值，利用模糊評判原理確定各指標范圍，如表1。

2 模糊識別評判模型建立及分析

2.1 指標體系權(quán)重確定

指標體系權(quán)重可利用層次分析法(AHP法)[3]確定，該方法是在建立有序階遞指標體系的基礎上，通過比較同一層次各指標的相對重要性來綜合計算指標的權(quán)重系數(shù)。AHP法適用于多準則、多目標的復雜問題的權(quán)重計算及決策分析，在目標結(jié)構(gòu)較為復雜且缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)的情況下更為實用。根據(jù)計算，確定各指標的權(quán)重結(jié)果見表2。

表1 優(yōu)勢通道指標模糊評判標準

2.2 指標體系無量綱化

由于各單元評價指標間存在量綱、數(shù)量級的差異，故可將這些指標進行無量綱化，并歸一化至[0，1]區(qū)間，即求各指標的隸屬函數(shù)，利用隸屬函數(shù)可確定各指標決策因子大小[4-5]。根據(jù)實際指標類型，可分為“效益型”和“成本型”的半梯形分布。其中“效益型”表示指標值越大越好，“成本型”表示指標值越小越好，隸屬函數(shù)如式(1)、(2),分布模式見圖2。通過兩種分布模式可建立評價體系的指標因素集，并進行無量綱化計算，從而確定無量綱參數(shù)矩陣。

表2 優(yōu)勢通道評判指標權(quán)重計算結(jié)果

圖2 無量綱化隸屬函數(shù)分布模式圖

“效益型”隸屬度表達式：

(1)

“成本型”隸屬度表達式：

(2)

式中，amax為該指標集最大值，amin為最小值。

2.3 模糊評判分析

根據(jù)現(xiàn)場實際情況及理論研究，通過量綱模型和評判標準確定各靜態(tài)指標評價值FJDi及各動態(tài)指標評價值FDDi，通過公式(3)計算優(yōu)勢通道綜合評價值F，同時根據(jù)表3中的評判標準進行優(yōu)勢通道定量評判。

(3)

式中：n，m為靜態(tài)與動態(tài)具體指標數(shù)；F為綜合評價值；FJDi，F(xiàn)DDi——靜態(tài)和動態(tài)具體指標評價值；WJDi，WDDi——靜態(tài)和動態(tài)具體指標權(quán)重。

表3 優(yōu)勢通道綜合評判標準

3 實例計算

某裂縫低滲油田位于鄂爾多斯盆地，含油層系多，主要屬于三角洲沉積，儲層微裂縫發(fā)育，含油井段長，油層薄且非均質(zhì)嚴重。儲層孔隙度為10%～24%，滲透率(8～15)×10-3μm2,屬低孔低滲油藏。該油田已有十多年的注水歷程，在注水過程中由于油層非均質(zhì)性、裂縫、注采差異等因素產(chǎn)生注采井間的優(yōu)勢通道，使注入水快速突進，造成油井含水急劇上升甚至水淹。利用上述方法以注采井組W-1為例進行優(yōu)勢竄流通道定量分析，確定水流竄入方向。W-1井組特征參數(shù)如表4，模糊評判結(jié)果如表5。

通過評判結(jié)果可看出，注水井W-1與鄰井O-1間存在優(yōu)勢通道，其次與O-3井存在一定的高滲帶，而與O-2井間不存在優(yōu)勢通道。

表4 W-1注采井組鄰油井特征參數(shù)

表5 W-1注采井組優(yōu)勢通道模糊評判結(jié)果

從現(xiàn)場進行示蹤劑動態(tài)監(jiān)測可看出(表6)，O-1井與O-3井都監(jiān)測到示蹤劑，而O-2井則未監(jiān)測到，這與評判結(jié)果相符,進一步表明該方法的合理性。故后期應針對O-1井與O-3井采取調(diào)剖或堵水治理措施，以改變水流方向，提高水驅(qū)效果。

表6 W-1井組對應油井示蹤劑動態(tài)監(jiān)測情況

4 結(jié)論

(1)利用模糊評判及層次法原理，建立了低滲油藏注采井組間優(yōu)勢通道動態(tài)與靜態(tài)評判指標，并確定了各指標的評判標準與界限。

(2) 通過模糊層次法進行實例研究，結(jié)果表明該方法能有效地定量確定井組間的優(yōu)勢通道大小，進而分析油井的來水方向?，F(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果與本文方法結(jié)果基本一致，進一步表明本文方法的合理性。

(3)針對優(yōu)勢通道發(fā)育、含水上升較快的油井，應采取調(diào)剖或堵水治理措施，以改變水流方向，提高水驅(qū)效果。

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編輯：李金華

1673-8217(2015)02-0130-03

2014-07-18

任劍，工程師，碩士，1982年生，2005年畢業(yè)于西安石油大學，主要從事油氣勘探研究工作。

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