海上潜山油田压力监测系统优化研究

史长林++许秋石

摘 要：井下压力计是获取地层压力的直接手段，每口井均下压力计能够全面取得地层压力参数，但增加了操作成本和油井管柱的复杂性。通过对JZ25-1N潜山油田压力分布、井位分布、构造特征等分析，综合考虑油田各井流动系数、产液、综合含水等参数对压力监测井位的影响，提出了海上潜山油田压力监测系统优化方法，并建立了数学模型。利用该方法优化了JZ25-1N潜山油田合理的压力计监测井位，定量分析压力监测井位以及压力监测井最小井数、比例等参数，所选取压力监测井位既代表了全油田的生产井和压力分布特征，又保持了合理的监测比例，实现了JZ25-1N潜山油田压力监测系统的优化部署。

关键词：压力计 潜山油田 监测井位 定量分析 优化部署

中图分类号：TE249 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（a）-0027-03

JZ25-1N潜山油田是海上裂缝性潜山油田，目前对于裂缝性潜山油田压力监测系统部署处于探索时期[1]，并且潜山油田与砂岩油藏储层特征也有较大区别，也没有统一的借鉴标准。潜山油田通常按照压力计部署原则[2]，根据不同的开发阶段，有针对性的在构造的高、中与低部位，选取停产井或低产井作为该油藏的压力监测井[3-4]，该部署方法原则往往只考虑到了构造以及关井测压对产能的影响，而对于监测井位是否能够代表全区非监测井位的生产情况考虑的较少，在应用这些实测资料评价压力时其全面性就会受到影响。

该文综合考虑了流动系数、产液、综合含水等动静态特征对监测井位的影响，建立了压力监测系统优化部署模型[5]，提出压力监测系统部署方法，定量分析压力监测井位位置以及压力监测最小井数、比例等参数。所选取监测井位代表了全井网的压力特征，实现了JZ25-1N潜山油田压力监测系统的优化模拟部署[6-7]。

1 JZ25-1N潜山油田压力系统研究

1.1 压力资料分析

根据JZ25-1N潜山油田各油井测压资料，绘制潜山油田投入开发后各井地层压力（折算到基准面）随时间的变化图（见图1），除A15h井以外，其余各井的地层压力特征都是呈现出先快速下降后保持平稳的状态，且各井的拐点一致；而A15h井地层压力明显高于同时期其余井的静压值，这说明A15h井属于另一个压力系统。

1.2 压力系统分区

JZ25-1N油田中现有开发井9口，无注水井，其中A15h井为5井东区潜山油井，而其余井为2/7井区潜山油井，两个井区之间存在一条断层。从A15h井地层压力高于同时期的2/7井区油井来看，两个井区之间的断层有一定封闭性；A15h井投产时地层压力是14 MPa较原始地层压力（17 MPa）下降了3 MPa，说明该边界断层为不完全封闭断层，有一定渗透性。在做压力计部署模型时，把5井东区的A15h井与2/7井区的八口井分为两个压力区块。

2 压力计部署研究

2.1 数学模型建立

（1）数学模型建立原则。

压力监测井位首先要有代表性，主要体现在对局部邻域压力的代表性，而压力与该井的产量、综合含水、井距、油层性质（流动系数）等因素密切相关，因此监测压力的井位尽量满足以下原则：

平面代表性：根据井网特征合理选择油水井监测井位，要求监测井位能够均匀分布于整个井网。

油层性质的代表性：根据全区流动系数（若区块的原油粘度是常数，则为地层系数）分布情况选取监测井位，要求监测井位能够代表区域内非监测井位的油层性质。

产量的代表性：根据产液、注水、综合含水等生产动态合理选择监测井位，要求监测井位能够代表区域内非监测井位的生产情况。

（2）数学模型参数。

数学模型建立选取流动系数、产量、综合含水以及监测井压力，具体如下：

流动系数方差为：

（1）

产量方差为：

（2）

综合含水方差为：

（3）

压力监测井P的总方差为：

（4）

式中为第u口井的流动系数；为第u口井的产量或注入量；为第u口井的综合含水值；λ1、λ2、λ3分别为流动系数、产量和综合含水的权值，其和为1，根据油藏开发需要，既可等权，也可不等权。

（3）数学模型建立方法。

在上述压力监测系统优化部署模型的基础上，结合井区实际生产的动静态资料进行监测井位部署，具体方法如下：

搜集各井流动系数、产液、综合含水等动静态资料，其中如果油藏的粘度变化值不大，可以近似选用地层系数。

根据各井流动系数、产液、综合含水值等计算各井流动系数方差、产量方差、综合含水方差，并结合各井流动系数、产液注水、综合含水值的主次程度计算出各井总方差；本文中针对JZ25-1N潜山油田的特点，选用的是等权平均法。

计算各井平均压力和研究区块平均压力，各井平均压力采用数值方法进行计算，研究区块的平均压力按照体积加权的原理进行计算，即式（5）：

（5）

式中M为测压的油井数；N为测压的水井数；为油井i的控制体积；为水井j的控制体积。

根据监测井位选取的原则，即单井总方差最小的原则，从无到有的逐渐增加监测井位，分别计算监测比例和监测井位的平均压力，监测井位的平均压力同样应用式（5）进行计算，并将监测井位的平均压力与研究区块地层平均压力进行对比，由于潜山油田压力变化差异较大，选取两者误差在5%之内的值，结合油藏和地质的认识确定合理的监测比例。

将选取的监测井位与构造、井位等分布图进行对比，看是否符合分布规律，若符合则此监测比例为目前井网条件下能够反映地层真实压力水平的合理监测比例；若不符合则继续返回重新选取，直至所选取的监测井位既能满足地层平均压力的精度要求，又能满足分布规律。

2.2 压力计井位部署

在2/7井区上做压力计部署，分析这8口油井的静态数据，利用前面的系统优化部署模型来进行计算总方差，各井平均压力和研究区块平均压力。假设每口井均可以作为监测井位，计算出各井的总方差、平均压力值，由静态数据（见表1）。

根据监测井位选取的原则，即单井总方差最小的原则，从无到有的逐渐增加监测井位，由上面数据可推断：A25h、A30井的方差总值较小，可以作为压力监测井位，将监测井位的平均压力与研究区块地层平均压力进行对比，经计算得到A17h、A25h、A30、A35s井压力值与区块平均压力比值相对较小。

按照上述选取监测井位的原则，结合本区块油藏地质特征以及平面井网控制特点，确定出合理监测井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（见图2），选取的监测井位为合理的监测井位，确定的监测比例为合理的监测比例，最小监测比例为50%；A15h所在的井区，A15h井建议下入压力计。两个井区的最小监测比例为55.6%。

3 结论及建议

（1）对JZ25-1N潜山油田考虑不同压力分区，运用数学优化部署模型分别优化计算，最终得到生产井的压力监测井位5口，最小监测比例为55.6%。

（2）考虑潜山油田裂缝发育特点，同时兼顾其构造特征以及驱动类型，在不同压力系统中，运用数学模型方法进行优选时，可适当改变流动系数方差的比重。

（3）利用该方法对JZ25-1N潜山油田进行压力监测方案优化，优化的压力监测方案既能代表全井网动静态特征，又可以简化采油工程、降低油田生产管理成本。

参考文献

[1] 华北石油勘探开发设计研究院.古潜山油气藏[M].北京：石油工业出版社，1982：86-87.

[2] 代永贮，徐加军，等.动态监测在油藏中的应用实践与认识[J].断块油气田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉红，郭伟.多井网条件下动态监测系统的优化[J].中国科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 赵秀娟，钱志鑫，程云霞.分层段压力监测系统在大庆油田的应用[J].大庆石油地质与开发，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪军，蔡明，等.密井网条件下油藏压力监测系统优化部署方法[J].数学的实践与认识，2012，42（15）：219-226.

[6] 吴洪彪，孙波，周慧.多油层油田地层压力分析[[J].油气井测试，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吴洪彪，王其文，刘立明，等.压力监测系统优化部署方法研究[[J].石油勘探与开发，2003，30（6）：104-106.

2.2 压力计井位部署

在2/7井区上做压力计部署，分析这8口油井的静态数据，利用前面的系统优化部署模型来进行计算总方差，各井平均压力和研究区块平均压力。假设每口井均可以作为监测井位，计算出各井的总方差、平均压力值，由静态数据（见表1）。

根据监测井位选取的原则，即单井总方差最小的原则，从无到有的逐渐增加监测井位，由上面数据可推断：A25h、A30井的方差总值较小，可以作为压力监测井位，将监测井位的平均压力与研究区块地层平均压力进行对比，经计算得到A17h、A25h、A30、A35s井压力值与区块平均压力比值相对较小。

按照上述选取监测井位的原则，结合本区块油藏地质特征以及平面井网控制特点，确定出合理监测井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（见图2），选取的监测井位为合理的监测井位，确定的监测比例为合理的监测比例，最小监测比例为50%；A15h所在的井区，A15h井建议下入压力计。两个井区的最小监测比例为55.6%。

3 结论及建议

（1）对JZ25-1N潜山油田考虑不同压力分区，运用数学优化部署模型分别优化计算，最终得到生产井的压力监测井位5口，最小监测比例为55.6%。

（2）考虑潜山油田裂缝发育特点，同时兼顾其构造特征以及驱动类型，在不同压力系统中，运用数学模型方法进行优选时，可适当改变流动系数方差的比重。

（3）利用该方法对JZ25-1N潜山油田进行压力监测方案优化，优化的压力监测方案既能代表全井网动静态特征，又可以简化采油工程、降低油田生产管理成本。

参考文献

[1] 华北石油勘探开发设计研究院.古潜山油气藏[M].北京：石油工业出版社，1982：86-87.

[2] 代永贮，徐加军，等.动态监测在油藏中的应用实践与认识[J].断块油气田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉红，郭伟.多井网条件下动态监测系统的优化[J].中国科技信息，2008（16）：99-101.

[4] 赵秀娟，钱志鑫，程云霞.分层段压力监测系统在大庆油田的应用[J].大庆石油地质与开发，2002，21（3）：58-60.

[5] 隋新光，尹洪军，蔡明，等.密井网条件下油藏压力监测系统优化部署方法[J].数学的实践与认识，2012，42（15）：219-226.

[6] 吴洪彪，孙波，周慧.多油层油田地层压力分析[[J].油气井测试，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吴洪彪，王其文，刘立明，等.压力监测系统优化部署方法研究[[J].石油勘探与开发，2003，30（6）：104-106.

2.2 压力计井位部署

在2/7井区上做压力计部署，分析这8口油井的静态数据，利用前面的系统优化部署模型来进行计算总方差，各井平均压力和研究区块平均压力。假设每口井均可以作为监测井位，计算出各井的总方差、平均压力值，由静态数据（见表1）。

根据监测井位选取的原则，即单井总方差最小的原则，从无到有的逐渐增加监测井位，由上面数据可推断：A25h、A30井的方差总值较小，可以作为压力监测井位，将监测井位的平均压力与研究区块地层平均压力进行对比，经计算得到A17h、A25h、A30、A35s井压力值与区块平均压力比值相对较小。

按照上述选取监测井位的原则，结合本区块油藏地质特征以及平面井网控制特点，确定出合理监测井位，即：A17h、A25h、A30、A35s井（见图2），选取的监测井位为合理的监测井位，确定的监测比例为合理的监测比例，最小监测比例为50%；A15h所在的井区，A15h井建议下入压力计。两个井区的最小监测比例为55.6%。

3 结论及建议

（1）对JZ25-1N潜山油田考虑不同压力分区，运用数学优化部署模型分别优化计算，最终得到生产井的压力监测井位5口，最小监测比例为55.6%。

（2）考虑潜山油田裂缝发育特点，同时兼顾其构造特征以及驱动类型，在不同压力系统中，运用数学模型方法进行优选时，可适当改变流动系数方差的比重。

（3）利用该方法对JZ25-1N潜山油田进行压力监测方案优化，优化的压力监测方案既能代表全井网动静态特征，又可以简化采油工程、降低油田生产管理成本。

参考文献

[1] 华北石油勘探开发设计研究院.古潜山油气藏[M].北京：石油工业出版社，1982：86-87.

[2] 代永贮，徐加军，等.动态监测在油藏中的应用实践与认识[J].断块油气田，2005，12（1）：52-54.

[3] 康玉红，郭伟.多井网条件下动态监测系统的优化[J].中国科技信息，2008（16）：99-101.

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[5] 隋新光，尹洪军，蔡明，等.密井网条件下油藏压力监测系统优化部署方法[J].数学的实践与认识，2012，42（15）：219-226.

[6] 吴洪彪，孙波，周慧.多油层油田地层压力分析[[J].油气井测试，2004，13（1）： 8-12.

[7] 吴洪彪，王其文，刘立明，等.压力监测系统优化部署方法研究[[J].石油勘探与开发，2003，30（6）：104-106.