(中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院,黑龍江 大慶 163712)

大慶喇薩杏油田過渡帶地區(qū)由北向南儲(chǔ)層沉積類型、油層厚度、儲(chǔ)層物性、原油黏度差異大。從開發(fā)現(xiàn)狀看，各區(qū)塊的投產(chǎn)時(shí)間、井網(wǎng)形式和井距大小不一。目前過渡帶地區(qū)整體進(jìn)入特高含水期，進(jìn)一步挖潛難度大，如何客觀評(píng)價(jià)過渡帶地區(qū)各區(qū)塊的開發(fā)效果，尋找潛力調(diào)整區(qū)塊，明確調(diào)整方式和落實(shí)調(diào)整潛力，對(duì)于老油田穩(wěn)產(chǎn)來說具有重要意義。

1 開發(fā)效果評(píng)價(jià)方法

模糊綜合評(píng)價(jià)方法是一種基于模糊數(shù)學(xué)的綜合評(píng)價(jià)方法，該方法在油田開發(fā)效果多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中應(yīng)用比較廣泛[1～4]，筆者采用該方法對(duì)過渡帶各區(qū)塊進(jìn)行開發(fā)效果評(píng)價(jià)。

1.1 確定評(píng)判對(duì)象和評(píng)價(jià)指標(biāo)集U

按照合理性、獨(dú)立性和可操作性的指標(biāo)選取原則，針對(duì)過渡帶地質(zhì)特點(diǎn)和開發(fā)現(xiàn)狀，建立了過渡帶地區(qū)地質(zhì)和開發(fā)指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。地質(zhì)分類評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括4個(gè)方面：構(gòu)造特征(斷層密度、地層傾角)、沉積特征(砂巖厚度、砂巖鉆遇率、河道砂鉆遇率)、物性特征(滲透率、孔隙度、滲透率變異系數(shù))、流體特征(原油黏度、極限驅(qū)油效率、油水同層比例)。開發(fā)分類評(píng)價(jià)指標(biāo)體系也包括4個(gè)方面：注采系統(tǒng)(水驅(qū)控制程度、井距變異系數(shù)、油水井利用率、油水井?dāng)?shù)比、細(xì)分注水跨度)、壓力系統(tǒng)(油井流壓、水井流壓、地層壓力)、注水效果(存水率、水驅(qū)指數(shù)、吸水厚度比例)、開發(fā)效果(含水上升率)。

1.2 確定權(quán)重系數(shù)集W

各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響程度用權(quán)重系數(shù)來表示，其影響程度不一。筆者采用層次分析法[1]確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重大小, 把評(píng)價(jià)因素排成一個(gè)判斷矩陣，根據(jù)各因素的重要程度兩兩比較來確定矩陣中的元素值,計(jì)算判斷矩陣的最大特征根和對(duì)應(yīng)的特征向量。這個(gè)特征向量就是所要求的因素權(quán)重系數(shù)，地質(zhì)與開發(fā)評(píng)價(jià)因素權(quán)重系數(shù)見表1。

1.3 確定開發(fā)指標(biāo)評(píng)語集V

各項(xiàng)地質(zhì)與開發(fā)指標(biāo)總體上分為2類：①對(duì)開發(fā)效果具有單調(diào)性影響的指標(biāo)，如水驅(qū)控制程度越大最終采收率越高、滲透率變異系數(shù)越小最終采收率越高，該類指標(biāo)可以根據(jù)其統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律來建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；②指標(biāo)在某一具體值時(shí)開發(fā)效果最差或最好，即在油藏工程方法中存在合理值的評(píng)價(jià)指標(biāo)，如油水井?dāng)?shù)比，該類指標(biāo)可以按照指標(biāo)值與合理值的差值統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律來建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

按以上方法，根據(jù)指標(biāo)值x在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)a0和a5之間的位置，建立各指標(biāo)的5級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：好[a0～a1)、較好[a1～a2)、中等[a2～a3)、較差[a3～a4)、差[a4～a5]。

表1 地質(zhì)與開發(fā)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

1.4 隸屬度函數(shù)

隸屬度函數(shù)采用嶺型分布函數(shù)表示[4]，具體為：

(1)

其中：

對(duì)于開發(fā)效果呈正相關(guān)性的因素來說，單因素評(píng)價(jià)向量為：

R(x)=(r5(x),r4(x),r3(x),r2(x),r1(x))

對(duì)于開發(fā)效果呈負(fù)相關(guān)性的因素來說，單因素評(píng)價(jià)向量為：

R(x)=(r1(x),r2(x),r3(x),r4(x),r5(x))

1.5 模糊變換與評(píng)價(jià)

根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)ui確定與對(duì)應(yīng)評(píng)語vj的隸屬度rij，構(gòu)成評(píng)價(jià)矩陣R=(rij)m×n，然后通過模糊變換Y=W⊕R，依據(jù)最大隸屬度原則確定評(píng)價(jià)結(jié)果[1]。對(duì)于二級(jí)模糊綜合評(píng)價(jià)，要在初級(jí)評(píng)判結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行二級(jí)綜合評(píng)判，步驟與一級(jí)評(píng)價(jià)相同。

2 評(píng)價(jià)結(jié)果分析與開發(fā)調(diào)整對(duì)策

2.1 評(píng)價(jià)結(jié)果分析

表2 評(píng)價(jià)結(jié)果分類統(tǒng)計(jì)表

為了反映過渡帶地區(qū)儲(chǔ)層物性和井網(wǎng)類型變化特點(diǎn)，將過渡帶地區(qū)細(xì)分成45個(gè)區(qū)塊，利用上述模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)過渡帶地區(qū)的各區(qū)塊地質(zhì)與開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果見表2。由于過渡帶地區(qū)儲(chǔ)層物性和流體性質(zhì)整體較差，因此地質(zhì)評(píng)價(jià)分類結(jié)果中沒有一類區(qū)塊。影響開發(fā)效果的外因是各類開發(fā)措施，而內(nèi)因是油層的地質(zhì)因素，油田各項(xiàng)開發(fā)指標(biāo)只是這種綜合影響的外在反映。開發(fā)評(píng)價(jià)結(jié)果分類級(jí)別高于或等于地質(zhì)分類級(jí)別時(shí)，反映出這些區(qū)塊取得了較好的開發(fā)效果；反之，這類區(qū)塊的開發(fā)效果還有進(jìn)一步改善的空間。地質(zhì)四類區(qū)塊儲(chǔ)層物性差，常規(guī)開發(fā)條件下油層難以充分動(dòng)用，這兩大類區(qū)塊是開發(fā)調(diào)整的重點(diǎn)。

2.2 開發(fā)調(diào)整對(duì)策

通過對(duì)重點(diǎn)調(diào)整區(qū)塊的地質(zhì)與開發(fā)指標(biāo)分析，過渡帶地區(qū)主要存在3個(gè)方面的問題：一是水驅(qū)控制程度低于85%的區(qū)塊，由于井距偏大、吸水厚度比例低導(dǎo)致油層動(dòng)用程度差；二是水驅(qū)控制程度高于85%的區(qū)塊，由于調(diào)整井射開的目的層物性差，各套井網(wǎng)注采關(guān)系完善程度低，導(dǎo)致局部區(qū)域油層動(dòng)用程度差；三是地質(zhì)上屬于四類的薄差層區(qū)塊，需要進(jìn)行儲(chǔ)層物性改造以改善開發(fā)效果。大慶油田在以往的加密、層系互補(bǔ)和儲(chǔ)層改造措施中取得了較好的效果和認(rèn)識(shí)[5～7]，筆者針對(duì)潛力調(diào)整區(qū)塊存在的問題，制定了過渡帶地區(qū)開發(fā)調(diào)整流程，確定了6項(xiàng)不同優(yōu)先級(jí)別的調(diào)整對(duì)策，具體流程見圖1。

圖1 開發(fā)調(diào)整方式流程

3 主要調(diào)整界限

每種調(diào)整方式都是針對(duì)油田開發(fā)中存在的最突出問題而提出：層系調(diào)整針對(duì)層間干擾嚴(yán)重問題；加密調(diào)整針對(duì)注采井距過大問題；層系互補(bǔ)針對(duì)多向連通比例偏低問題；儲(chǔ)層改造針對(duì)儲(chǔ)層物性太差問題；注采調(diào)整針對(duì)油水井?dāng)?shù)比不合理問題；開發(fā)調(diào)整方式流程的關(guān)鍵是合理確定各類調(diào)整方式的界限值作為調(diào)整依據(jù)。筆者就層系細(xì)分調(diào)整、井網(wǎng)加密調(diào)整和層系互補(bǔ)調(diào)整等3種方式給出了其主要調(diào)整界限的制定依據(jù)。儲(chǔ)層改造和注采調(diào)整方面現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)成熟，可參考相關(guān)文獻(xiàn)[8,9]。

圖2 層間滲透率變異系數(shù)與采收率關(guān)系

3.1 層系細(xì)分重組調(diào)整界限

大慶油田屬于陸相多層砂巖油田，垂向上儲(chǔ)層物性差異大，大段開發(fā)時(shí)層間干擾現(xiàn)象嚴(yán)重。利用數(shù)值模擬技術(shù)研究了不同滲透率變異系數(shù)與最終采收率的關(guān)系，組合層段的滲透率變異系數(shù)越小，最終采收率越高(見圖2)。滲透率變異系數(shù)在0.7～0.8時(shí)，進(jìn)一步減小滲透率變異系數(shù)，采收率提高幅度減小。從大慶油田的實(shí)際情況來看，組合層系內(nèi)的滲透率變異系數(shù)一般都小于1，純油區(qū)試驗(yàn)區(qū)井網(wǎng)重組后的滲透率變異系數(shù)在0.75左右[10]，因此滲透率變異系數(shù)界限值取0.75。

3.2 加密注采井距界限

從過渡帶地區(qū)實(shí)際區(qū)塊的薄差層動(dòng)用比例與注采井距的統(tǒng)計(jì)關(guān)系可以看出，薄差油層動(dòng)用比例達(dá)到80%時(shí)，注采井距應(yīng)控制在175m以內(nèi)(見圖3)；根據(jù)過渡帶地區(qū)的不同井距與采收率關(guān)系曲線來看，注采井距越小，采出程度越大，注采井距小于125m后進(jìn)一步加密時(shí)采收率提高幅度很小(見圖4)。因此過渡帶地區(qū)合理井距范圍應(yīng)在125～175m。

圖3 薄差油層動(dòng)用比例與注采井距的關(guān)系 圖4 注采井距與采收率關(guān)系

3.3 層系互補(bǔ)調(diào)整界限

對(duì)于注采井距過大，但厚度無法滿足加密條件的區(qū)塊，存在2套井網(wǎng)以上的可以采用層系互補(bǔ)方式完善單砂體注采關(guān)系，提高水驅(qū)控制程度，進(jìn)一步提高采收率。

建立了4組不同連通方向和連通方式的數(shù)值模型(見圖5)，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行補(bǔ)孔界限研究。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，單向連通、兩向連通A、兩向連通B和三向連通模型補(bǔ)孔后可分別提高采收率7.8%、4.8%、4.4%和2.5%，補(bǔ)孔潛力主要位于連通方向小于3個(gè)的注采不完善區(qū)域。單向連通時(shí)，對(duì)角補(bǔ)孔效果最為明顯(見圖6)，可見單向連通時(shí)對(duì)角水井區(qū)域是優(yōu)先補(bǔ)孔潛力區(qū)。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果

依據(jù)過渡帶地區(qū)開發(fā)調(diào)整方式流程圖和開發(fā)調(diào)整界限值，參考各區(qū)塊的物性參數(shù)和井網(wǎng)特征，篩選出了大慶油田過渡帶地區(qū)的潛力調(diào)整區(qū)塊，并制定了各區(qū)塊的調(diào)整方式。由于過渡帶地區(qū)油層發(fā)育層數(shù)少，厚度較薄，低油價(jià)下沒有井網(wǎng)重組的潛力。水驅(qū)井網(wǎng)加密潛力區(qū)塊3個(gè)，井網(wǎng)綜合利用潛力區(qū)塊8個(gè)，注采系統(tǒng)調(diào)整潛力區(qū)塊2個(gè)，儲(chǔ)層改造潛力區(qū)塊5個(gè)，其他區(qū)塊采用常規(guī)調(diào)整方式。已實(shí)施的區(qū)塊取得了較好的開發(fā)效果：薩北過渡帶井網(wǎng)加密試驗(yàn)區(qū)調(diào)整后多向連通比例增加20.5‰，采收率提高2.2‰；薩北過渡帶一二條帶基礎(chǔ)井和一次加密井層系互補(bǔ)后多向連通比例增加18.1‰，采收率提高1.35‰；杏南油田儲(chǔ)層改造試驗(yàn)井有效期內(nèi)平均單井日增油6t。

圖5 層系互補(bǔ)模型 圖6 單向連通模型不同補(bǔ)孔方式效果

5 結(jié)論

1)建立了符合大慶油田過渡帶地質(zhì)與開發(fā)特征的多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)各區(qū)塊的地質(zhì)與開發(fā)指標(biāo)進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分類，根據(jù)地質(zhì)與開發(fā)分類結(jié)果分級(jí)匹配原則篩選出潛力調(diào)整區(qū)塊，并制定了過渡帶地區(qū)的開發(fā)調(diào)整方式流程圖。

2)利用油藏?cái)?shù)值模擬技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)資料方法確定了滲透率變異系數(shù)、合理井距和補(bǔ)孔界限，可分別指導(dǎo)層系重組、井網(wǎng)加密以及層系互補(bǔ)等調(diào)整方式的實(shí)施。

3)從現(xiàn)場(chǎng)已實(shí)施調(diào)整措施的區(qū)塊看，井網(wǎng)加密和層系互補(bǔ)以及儲(chǔ)層改造措施取得了較好的開發(fā)效果，具有很好的推廣應(yīng)用前景。