汽驱油藏适应性研究

刘欣，张莉娜

（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛266555）

汽驱油藏适应性研究

刘欣，张莉娜

（中国石油大学（华东）石油工程学院，山东青岛266555）

汽驱油藏是多因素、多参数控制的系统，在筛选适合汽驱的稠油油藏时，需要评价可量化因素的权重，甄别其重要程度，为建立合理有效的油藏筛选评价体系提供依据。将模糊综合评价方法和生产实际相结合，在层次分析法基础上利用效果评价的思路修正现有权重集，从而建立较为精确的地质参数模糊评价模型。并将该模型应用于克拉玛依油田某区，确定首批转驱井组，成功实现了汽驱油藏筛选的定量、定性评价。

汽驱；模糊综合评价；权重集；数值模拟

1996年Daniel Diaz[1]首次提出利用筛选指标的权重集乘以其适宜度矩阵，对油藏进行综合评价。2001年赵西萍等应用多级模糊综合评价方法，指导油藏的经营决策[2]，2007年应用突变理论建立突变模糊隶属函数，对蒸汽驱油藏建立了加权模糊评价运算模型[3-4]，2012年对筛选指标进行了逻辑分析和相关性分析，建立稠油热采开发效果评价的模糊综合评价模型[5]。这些研究存在的共同问题是：关于权重的确定多采用统计法、专家打分法、层次分析法、模糊关系方程求解法等，具有较强的主观性和多解性。

根据前人研究，通过层次分析法确定权重，再利用实际生产效果对权重进行修正，使模糊评判效果更加客观合理。

1 模糊评价模型的建立

1.1 模型建立思路

根据克拉玛依油田某区的油藏情况建立概念模型，得到6个主要地质因素（有效厚度、渗透率、φ·So、净毛比、纵向变异系数、转驱前的原油黏度）的隶属度分布函数，利用层次分析法得到模糊权重集；构建完整的模糊评价模型，得到模糊评价得分。接下来需要通过分析评分是否合适，验证权重集的合理性并加以修正。选取该区一井组（该井组具有任意性，只用做拟合评分结果），根据实际汽驱效果与模糊综合评价模型所得评分进行对比。若二者一致，则权重集具有代表性，符合本区实际情况；反之，根据曲线异常点，微调权重集，直至数值模拟结果和模糊评价结果变化一致，流程见图1。

图1 模糊综合评价方法流程Fig.1Flow of uzzy synthetic appraisal method

1.2 指标体系的确定

根据新疆油区汽驱先导试验和概念模型敏感性因素分析，得出较为关心的且对开发效果影响较大的参数有6个：有效厚度、渗透率、φ·So、净毛比、纵向变异系数、原油黏度。参数的多少可根据实际情况增加或是减少，有效参数越多，评价体系越完善，但相应的工作量也会增多。

式中：ui为影响因素（变量）；n为筛选指标个数；DQ为蒸汽驱累计增油量。

采用CMG中STARS模块建立概念模型，确定各指标的分布情况。将油藏储层近似为均质储层，注气井和生产井按照五点井网布置。设置模型参数为：模型大小100 m×100 m×20 m，网格数10×10×4= 400个，埋深290 m，原始油藏温度为20℃，平均孔隙度30%。平均渗透率1 200×10-3μm2，含油饱和度75%。注汽速度80 m3/d，注汽温度260℃。

根据数值模拟得到关于各个参数的基本认识后，建立基础的线性型和梯形型隶属度函数模型，即确定各个隶属函数的分布类型。针对石油行业数据的特殊性，在满足系统性、简易性、可行性、定性和定量相结合的原则下，依据概念模型汽驱增油量（控制变量法）为隶属函数确定依据，对不适合转汽驱的井以相对优劣程度在[0，1]区间上进行打分，确定隶属函数各个拐点。

为确保打分合理有效，对所选井的地质数据和生产数据进行统计类比，根据统计数据得出所有评价井的分数分布，来调节各个参数拐点情况，使得分数分布尽量趋于拟正态分布（正常情况下，井的各项数据分布应符合拟正态分布）。图2即为调节后的各个参数的隶属度函数。

输入每口井各参数矩阵，根据隶属度函数进行归一化处理，即可得到这6个因素的模糊评价矩阵R。其中行数n表示n个筛选指标，列数m表示m口井。

1.3 指标权重的求取及修正

权重代表各筛选指标对评价结果的重要程度，xi数值越大，说明该指标越重要。

1.3.1 层次分析法求权重

1.3.2 利用汽驱先导试验修正权重

选取该油田蒸汽驱先导试验区具有代表性的6口井，根据实际汽驱开发效果，对计算权重值进行修正。从图3的拟合曲线中，可以明显看出部分井的评分（如井DF131）与实际汽驱效果存在一定差异，单独分析这些异常井点的实际地质参数，对权重集进行微调整。

图2 各筛选指标对应的模糊分布函数Fig.2Fuzzy distribution function corresponding to each screening index

表1 筛选指标的比较矩阵Table 1Comparison matrix of screening index

图3 油藏实际开发效果与评分结果拟合曲线Fig.3Fitting curves of actual reservoir development effects and scoring results

以井DF131为例，分析井DF131原油黏度等参数均在最佳范围区间附近，有效厚度是在最佳范围内，只有渗透率略高最佳范围。由拟合曲线知该井的评分偏低，分析原因：渗透率的权重微高、有效厚度的权重微低。多次微调层次分析法中的比较矩阵，当权重集为X=（0.223，0.307，0.074，0.046，0.187，0.163）时，拟合情况理想，说明该权重集可以较好地反映油藏开发潜力。

1.4 评价体系表

用VB或Matlab语言编程，输入克拉玛依某区汽驱候选油藏内每口井地质参数，可直接进行模糊变换（本文采用矩阵乘法X·R），求出全区每口井的评分结果，评分越高代表该井当前时间越适合转驱（表2）。

2 实例应用

对克拉玛依某区，将模糊评价模型加以应用，目的是为了验证修正过的模型可行性与可靠性。试验区井数共423口，利用该模型确定的首批汽驱井组15个，目前已进行了1年的汽驱开发，生产稳定，其生产效果与评价模型的评价结果基本一致。由此可见，本文所修正的模糊综合评价模型在进行油藏筛选时合理可靠，将模糊方法进行了量化，可以更加准确地反映汽驱候选油藏的开发潜力。

表2 克拉玛依某区汽驱候选油藏某井组汽驱效果及评分Table 2Steam flooding effect and ratings of some well group of steam drive reservoir in some district of Karamay

3 结论

1）采用层次分析法和数值模拟技术相结合的方法，综合了多个开发指标，建立较为准确的模糊评价模型，可以真实反映油藏实际情况，降低汽驱候选油藏筛选的风险系数。

2）本方法消除了模糊函数、权重传统确定方法中的主观因素，利用数学方法、拟合原理对其进行了客观、合理的验证。

3）所选取的评价指标依据对油藏汽驱开发效果的影响程度，所提出的评价标准符合油藏各参数实际分布，建立的模型简单易操作。

4）本方法可以推广到其他蒸汽驱候选油藏，具有一定的应用价值和推广前景。

[1]Daniel Diaz.Screening criteria for application of carbon dioxide miscible displacement in water flooded reservoirs containing light oil[C].SPE/doe 35431.1996:21-24.

[2]赵西萍，刘玲，高静乐.模糊综合评价法在区块油藏经营决策中的应用[J].西安石油学院学报（社会科学版），2001，10（2）：27-31.

[3]师俊锋，吴晓东，竺彪.稠油油藏动用顺序决策中的复杂性问题研究[J].西南石油大学学报，2007，29（5）：137-140.

[4]高海红，程林松，赵梅，等.稠油油藏蒸汽驱筛选的模糊综合评判[J].西南石油大学学报，2007，29（3）：53-56.

[5]杜殿发，王青，师耀利，等.稠油热采开发效果的模糊综合评价模型[J].新疆石油地质，2012，33（3）：331-333.

（编辑：严骏）

Study on adaptability of steam flooding reservoir

Liu Xin and Zhang Lina
(School of Petroleum Engineering,China University of Petroleum,Qingdao,Shandong 266555,China)

Steam flooding reservoir is a system controlled by multi-factors and multi-parameters.When screening heavy oil reser⁃voir suitable for steam flooding,it’s crucial to evaluate the weight of quantifiable factors and determine its importance,which will help to forecast the effects of steam flooding and complete economic evaluation work.Combined the fuzzy comprehensive evalua⁃tion method with the actual production and on the basis of the analytic hierarchy process,a more accurate fuzzy evaluation model of geological parameters was established by correcting existing weight set.The model was applied in some district of Karamay oil field.The first well groups applied steam flooding were determined.The quantitative and qualitative evaluation of the screening work were realized successfully

steam flooding,fuzzy comprehensive evaluation method,weight set,numerical simulation

TE357.4

A

2014-11-24。

刘欣（1989—），男，在读硕士研究生，油气藏开发、数值模拟研究。