低渗透油田水驱开发效果模糊综合评价

段宝江，姜 康，刘世界，宣 涛，秦 鹏

(中海油能源发展股份有限公司 工程技术分公司非常规技术研究院，天津 300450)

目前中国陆上很多大油田都处在高含水阶段，针对该阶段开发效果评价的指标有很多，如综合递减率、采油速度、含水上升率等[1]，但采用单一指标评价，结果显然存在一定的缺点，不能够全面地对已开发油田进行综合评价。X油田从1989年开始全面注水开发，历经20余年，不断发展壮大，先后经历了开发前期准备、全面开发、开发稳产和快速发展四个阶段。年产油量以15～30万t的速度逐年攀升，2006年突破200万t，2010年突破300万t。本文运用模糊数学，对X油田试验区的开发效果作出综合评价，以便于找出这个阶段制约油田开发效果的主要因素，为下一步进行有针对性的开发调整提供依据。

1 模糊综合评价模型

1.1 模糊理论

模糊综合评判[2]是应用模糊变换原理，在多因素的参与下得到一个综合评语，再通过构造数学模式将评语转换成一个综合评价值，并根据这个综合评价值对储层进行分类。模糊综合评价一般有三个基本要素集：因素集、评语集、权重集。

计算模糊综合评语P，模糊综合评判模式为：

P=ω·R=(p1,p2,…,pm)

1.2 权重确定方法

目前大多数文献中，都采用层次分析法[3]来确定所需评价参数的权重，这种数学方法可以让权重定量化且更具物理意义，从而尽可能地避免人为因素造成的影响。层次分析法可以分三步：1)研究对象层次化；2)不同层次的研究对象排序；3)形成判断矩阵。

1.3 隶属度函数的选取

在模糊数学评价中，会用到隶属度函数[4]，选择合理的模糊分布函数对评价结果会起到决定性的作用，因此要根据实际情况，适当地选择函数。针对低渗透油藏综合评价，我们选用两类隶属度分布函数：一类是以采出程度比、采油速度、存水率为代表的升半梯形法；另一类是描述产量递减率、含水上升率和耗水率的降半梯形隶属度函数分布，隶属度函数分布(见图1)及表达式如下：

r代表越大越好的指标；ri，i=1～4，代表参数等级分界值。

四级隶属度方法[4]使用的数学公式较为繁杂，其可以通过图2的折线直观地体现出来。

1.4 综合评价

为了获取模糊综合评价值，这里取等级转换向量x=(1，0.67，0.33，0)。根据计算的模糊综合评价值(见表1)，对油田提出相关的开发调整建议。

表1 综合评价的生产建议

2 模糊综合评价方法在低渗透储层评价中的应用

为了验证模型的可靠性和可操作性，选取了X油田试验区块进行分析。基础数据是综合评价好坏的第一决定因素，以该油田试验区为例，统计转注前后试验区1996—2009年低渗透研究的原始数据。根据这些基础数据，通过模糊综合评价，准确认识区块的开发效果，这对油田下一步的开发决策有更高的指导价值。

应用模糊理论对该油田的水驱开发效果进行评价，具体的步骤见图3。

2.1 确定待评价指标及其标准

模糊综合评价方法是解决多目标决策问题的一种行之有效的方法，通过生产实践活动及理论分析和推理，综合分析影响油田水驱开发决策的各种因素，认为在油田开发决策中主要应考虑水驱开发区块的采收率、采出液的含水程度、单位采油的耗水程度等特性。综合考虑，在此选取采出程度比、采油速度、存水率、产量递减率、含水上升率和耗水率六个指标进行综合评价。本文将这六个评价指标分为四个评价等级，其评价标准如表2所示。

表2 评价指标标准

2.2 权重的确定

依据层次分析法的基本理论，根据层次分析法量化标准[3]，确定待评价因素的权重(见表3)。

通过 Mathcad 计算软件可以得到综合矩阵的最大特征值为6.000，它对应的特征向量为(0.272 7，0.090 9，0.090 9，0.272 7，0.181 8，0.090 9)，归一化得(0.273，0.091，0.091，0.273，0.181，0.091)。即采出程度比的权重为 0.273，采油速度的权重为 0.091，存水率的权重为0.091，综合递减率的权重为0.273，含水上升率的权重为0.181，耗水率的权重为0.091。

表3 综合判断矩阵表

2.3 综合评价

下面以试验区开采的实际数据为例，运用模糊函数理论对该区块水驱开发效果作了综合评价(见表4)。

表4 先导区基础数据及综合评价值

从表4可以看出，2009年之前油田试验区水驱开发效果综合评价良好，无需改变开发策略。2009年综合评价值为0.3726，开发差，需采取油田开发调整措施，如增加加密井。2009年末油田采取加密井措施，对加密调整后进行综合评价，综合评价值大于0.5，证明油田加密后开发效果得到大大地改善。

3 结论

模糊综合评价方法利用系统工程的思想分析问题，能够从待评价对象的不同方面进行综合分析，综合利用判断矩阵与指标隶属度函数，实现综合最优值的确定。在利用模糊综合评价方法进行实际问题的分析时，对于复杂的大系统问题，不仅要考虑定量因素，还要考虑很多定性因素。模糊综合评价方法的一大优点就在于能够将定性和定量的因素进行指标规范化，从而进行全面评价，为油气田开发决策提供重要依据。