榆树林油田模糊综合评判经济调剖选井方法

殷代印，何 瑞，汪 勇

(1.东北石油大学，黑龙江 大庆 163318；2.中国石化胜利油田分公司，山东 东营 257015)

0 引 言

榆树林油田树103井区位于榆树林油田东部，主要产层为葡萄花层，平面非均质性强，断层较发育，该区块不发育裂缝。油层渗透率较低，平均渗透率为70.47 mD，进入中高含水阶段后，含水上升速度及产量下降速度明显加快，调剖为主要增产措施。目前中国常用的调剖选井方法主要分为单因素决策分析法和多参数选井决策法，其中，单因素决策分析法考虑因素较少，可在最终决定调剖井时起参考作用[1]；多参数选井决策法中，RE决策法仅考虑了储层静态参数，并未考虑油水井动态资料；RS决策法在考虑了储层静态数据及储层非均质性的同时兼顾了油水井动态数据[2-3]，结果更为合理。然而，上述选井方法均未将经济因素考虑在内，而在油田开发过程中，经济效益对于调剖方案的可行性有很大的影响，因此，有必要研究一种能兼顾科学选井与经济效益的选井方法。

1 评价因素筛选

根据调剖选井原理，综合考虑储层静态数据及层间非均质性、注水井吸水剖面数据以及周围油井生产动态，由灰度关联法筛选出5项指标共同决策确定调剖井[4]：①米视吸水指数。油层在单位压力下每米的吸水量，数值越大表示该层越需要调剖。②渗透率变异系数。该系数用来衡量储层渗透率大小，表示储层非均质性强弱[5]。该系数越大，渗透率低的部位剩余油越多。因此，在调剖选井过程中，要优先选择渗透率变异系数大的井进行调剖[6]。③吸水剖面。吸水剖面反映注水井各层吸水量的多少，若一口注水井的吸水剖面不均匀，则注入水在油层中非均匀前进，产生水驱优势通道，需对其进行调剖[7]，为此引入吸水百分数变异系数。④周围油井平均含水率。在注水过程中，与该注水井连通的油井含水率上升速度越快，表示注入水在油层中不均匀推进而导致提早突破，油井产量降低[8-9]。⑤周围油井平均产液量。在一定的注水速度条件下，注水井周围存在产液量升高的油井时，则表示注入水在该油井方向突破较快，对应层位的吸水剖面分布不均匀，需进行调剖措施[10-20]。

2 模糊综合评判经济模型建立

2.1 构建评价指标矩阵

根据现场数据取得各井的指标值，组成多因素指标评价矩阵：

(1)

式中：Ksi为第i口井的米视吸水指数，m3/(d·kPa)；Kvi为第i口井的渗透率变异系数；Wvi为第i口井的吸水百分数变异系数；fwi为第i口井的周围油井平均含水率；Qi为第i口井的周围油井平均产液量，m3/d；Ai为调剖井指标评价矩阵；n为井数。

2.2 确定指标权重值

不同指标对调剖井选择的影响程度不同，根据专家打分，利用层次分析法计算得出不同指标的权重值分配比例(表1)。

2.3 确定评价集

根据不同油价计算出最低单井增油量。由于油价处于波动阶段，选择油价为2 230～4 010 元/t作为调剖界限，目前单井调剖费用约为50×104元，根据预计投入产出比为1.0∶1.6，目前美元与人民币的汇率为1.0∶6.9，分别计算不同油价下对应单井最低增油量(表2)。

表2 原油价格对应单井最低增油量

在其他调剖指标不变的情况下，改变米视吸水指数，通过CMG数值模拟软件预测1 a内不同米视吸水指数对应的单井增油量，如图1所示，图中虚线为不同原油价格对应的单井最低增油量[16]。

图1 不同米视吸水指数下的增油量

同样，采用控制变量的方法，分别对渗透率变异系数、相对吸水量变异系数、连通油井含水率、连通油井产液量4个单一指标不同界限下的增油量进行计算。各指标经济增油界限值见表3。

表3 不同油价对应各指标界限值

根据不同油价可以确定各单一指标界限，为考虑各项指标对调剖选井的综合影响，将各指标界限乘以指标权重后求和作为评价界限(表4)。

表4 原油价格对应综合评价指标界限

根据表4可以将综合评价指标分为5个等级，设综合评价指标为X，则X≤0.200的井可在国际油价为4 010 元/t时进行调剖，0.200

2.4 评价指标隶属度计算

指标隶属度的确定是模糊综合评判中重要的步骤，根据指标的不同，采用越大越优型和越小越优型2种隶属函数进行描述。

(1) 越大越优型：对于越大越优型采用升半梯型分布求其隶属度。

Ei=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)

(2)

式中：Xi为评价指标原始数据；Ei为评价指标标准化对应值；Xmin为单项因素的最小值；Xmax为单项因素的最大值。

(2) 越小越优型：对于越小越优型采用降半梯型分布求其隶属度。

Ei=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)

(3)

2.5 综合评价指数确定

经过模糊计算，各指标的综合评判结果如下：

REI=∑aiEi

(4)

式中：REI为综合评价指数；ai为评价指标权重。

3 实例计算

以榆树林油田树59-40井组为研究对象，通过现场数据资料利用上述方法计算筛选出需要进行调剖的井名和层位。

3.1 评价矩阵指标统计

榆树林油田树59-40井组各指标统计结果如表5所示。

表5 调剖指标统计

3.2 评判矩阵指标的隶属度计算

将上述各指标按式(2)、(3)进行归一化处理，得到各井指标隶属度，如表6所示。其中，井的各项指标隶属度值越高，说明该井所在处的非均质性越强，注入水突破时间越早。

表6 各井指标隶属度

3.3 各井综合评价指数计算

利用式(4)计算区块内各井的综合评价指数，如表7所示。井的综合评价指数越高，说明调剖后获得的收益越大，但在选择调剖井时还需综合考虑井间的砂体联通情况。

表7 各井对应综合评价指数

3.4 调剖井层筛选

在综合评价指数上限确定的基础上，以国际油价为2 670 元/t时综合评价指标界限为0.335，结合评价集选择综合评价指数大于0.335的注水井作为调剖井，选定的调剖井有Y57-40、Y57-42、Y59-40、Y60-44、Y61-43、Y61-45、Y63-43井，考虑到调剖井周围剩余油分布情况与砂体连续性特征，Y61-43井与其他调剖井砂体连通较差，可不对其进行调剖；Y63-43井与其他5口调剖井距离过远，无法实现整体调剖效果；Y59-42井与其他5口井砂体连通性较好，且这6口井在剩余油较多的主力层均有射孔。因此，对Y57-42、Y59-40、Y59-42、Y60-44、Y61-45、Y57-40这6口井进行调剖。划分调剖井区如下，共6口调剖井和22口受效油井，见图2中绿色圆点标注。

在筛选出调剖井的基础上，逐井确定调剖层位。对于调剖层的筛选，应将优势渗流通道所在层位以及受其影响的低渗层所组成的一组层位均选为调剖层，确定的调剖层位如表8所示。

图2 调剖井区

3.5 实际应用效果

对榆树林油田树59-40井组筛选出的6口注水井进行调剖措施，6口井的综合评价指标及其连通油井调剖前后的效果如表9所示。

由表9可知，6口调剖井的综合评价指标均大于0.335，对比综合评价指标界限可知，调剖井对应的6口连通油井在调剖后均能在国际油价为2 670 元/t时获得经济效益。在进行调剖措施后，6口连通油井的日产油量分别提升了45.7%、10.0%、77.0%、16.2%、89.6%和2.4%，含水率分别降低20.6、7.3、21.2、10.4、34.1和1.2个百分点，每口井的每日平均收益分别提高2 130、1 540、2 770、2 210、4 610、190 元/d。该研究成果对油田的调剖选井工作具有重要的参考意义。

表8 调剖层位

表9 综合评价指标与调剖前后的效果

4 结 论

(1) 从储层静态数据及层间非均质性、注水井吸水剖面数据以及周围油井生产动态角度筛选出了米视吸水指数、渗透率变异系数、吸水剖面、周围油井平均含水率、周围油井平均产液量5个主要影响因素作为调剖选井评价指标。

(2) 建立了模糊综合评判经济模型，确定了评价指标矩阵；利用CMG软件建立了区块概念模型，利用数值模拟预测出5个评价因素在不同油价下的指标界限；确定了不同油价对应的综合评价指标界限即评价集，利用梯形分布法公式求得各评价因素的隶属度，建立评价因素的权重体系，最终算出综合评价指数。

(3) 以榆树林油田树59-40井组作为研究对象，根据目前油价2 670 元/t对应综合评价指标界限为0.335，结合调剖井间的砂体连通情况，最终确定适合调剖的井为Y57-40、Y57-42、Y59-40、Y59-42、Y60-44、Y61-45井，调剖层位为P152、P14、P161、P151、P13。在实际应用效果中，所选调剖井对应的6口连通油井的日产油量平均提升了41.66%，含水率整体下降15.8个百分点。