低渗透油藏水驱开发效果评价指标优选

王佳琦 邱淑新 王久星

摘      要： 我国低渗透油田经过长期注水开发，大部分的油田已进入高含水阶段，油田产量递减较快，单井产量低，传统的开发效果评价方法已不能准确地描述低渗透油田的开发状况。因此，本文运用各个指标对油田开发效果进行科学的评价，并通过数学模糊算法赋予各个指标不同的权重来综合评判油藏开发效果，并针对该油藏的地质特征完善了各个指标相关的权重，总结出一套适合该区块的理论系统，这为下一步开发政策的调整给出合理的理论依据，为保证油藏开采拥有最大采收率提供理论支持。

关  键  词：低渗透;开发效果评价;指标优选;数学模糊算法

中图分类号：TE348       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）10-2260-05

Abstract： After long-term water injection development in China's low-permeability oilfields， most of the oilfields have entered the stage of high water cut， the production of oil fields is decreasing rapidly， and the output of single wells is low. The traditional development effect evaluation method can not accurately describe the development status of low permeability oil fields. In this paper， various indicators were used to scientifically evaluate the effect of oilfield development， and the different weights of each index were obtained through mathematical fuzzy algorithm to comprehensively evaluate the reservoir development effect. Based on the geological features of low permeability reservoirs in W block of Daqing oilfield， the weights of each indicator were perfected. A theoretical system for evaluating the development effect of low-permeability sandstone reservoirs was put forward. This system can provide a reliable basis for determining the current development technology policy boundaries and judging the potential for tapping potentials， and is also of great significance for improving the ultimate recovery of reservoirs.

Key words： Low permeability; Development effect evaluation; Index optimization; Mathematical fuzzy algorithm

隨着世界各国油气工业的发展以及未来对石油的需求，开展低渗透油气资源相关研究的重要性日益凸显。我国低渗透油田储量十分丰富且分布区域较广，开发潜力十分巨大。在已探明的储量中，低渗透油藏储量的比例约占全国储量的50%，而且在我国的主要盆地都有大面积分布：在东部诸如松辽盆地、渤海湾、海拉尔等，另外还有中部的鄂尔多斯、四川盆地，西部的准噶尔、柴达木、塔里木、三塘湖盆地等。低渗透油气田的开发已经成为重点研究对象，其中鄂尔多斯盆地、松辽盆地、准噶尔盆地、四川盆地的低渗透储量比例均在85%以上，且累计探明低渗透油田石油储量76亿t，但由于其自身地质独特性，总体开采程度仅为16.6%[1]。大庆油田的低渗透储量作为接替产量的重要战略区，逐步成为油气勘探开发的热点，进而如何高效开发以及评价这类低渗透油藏就必不可少。

国内外学者对如何开展油田注水开发评价展开了十分全面的研究，并取得了不菲的成果。如高文君、徐君等，黄炳光等，唐海等人对存水率、采收率、压力变化等指标做了定性的评价[2-4]。宋子齐等把不同水驱油田的开发特点和评价指标分类，运用相关数学算法，提供了可靠的依据，进而为提高油田采收率提供了依据[5]。

这些新方法在常规砂岩油田取得了一定效果，但由于低渗透储层地质条件复杂以及方法的普适性很差，此类经验在大庆外围油田低渗透储层的应用没有得到有效的推广。因此，低渗透油田水驱开发效果评价以及指标优选仍面临着挑战，至少在以下两个方面，还有待做深入的探讨：选择适合低渗透油田开发效果评价的评价标准;怎样综合各个参数从总体上评价目标油田。

因此，笔者以大庆油田W区块油层为例，结合油藏本身特性、开采情况以及现阶段注水开发特点，运用数学模糊算法筛选出4项指标中影响最大的指标作为评价的首要参考依据，进而为改善注水开发效果以及调整下一步开发方案提供理论依据。

1  研究背景

大庆油田W区块位于松辽盆地中央坳陷大庆长垣二级构造带南部的三级构造带上，构造条件相对复杂，纵向上主力油层为葡萄花油层。初期布井方式为反九点法，油井一般采取注水保持压力的开采方式，开发后期井网加密为菱形反九点法注水。油层样品分析孔隙度分布范围为8.85%～13.55%，平均为8.9%;空气渗透率分布范围为（0.63～1.6）×10-3μm2，平均1.23×10-3μm2，属于中孔、低渗透油层。砂体多以薄差储层为主，沉积相主要为三角洲外前缘亚相。

2  开发效果评价

受现有动态生产数据以及葡萄花油层构造条件复杂等多方面限制，本文从影响油藏水驱开发潜力的4个因素即含水率、递减率、剩余可采储量、水驱储量动用程度出发，参考行业标准并运用模糊综合评判法，给出一种低渗透油藏水驱开发评价方法[6]。而递减率和剩余可采储量采油速度可以综合反映出在当前方案下油田的开采情况;水驱储量动用程度是反映注采井网完善情况的指标。

2.1  含水率综合评价

W区块在2002年底进行注水开发，2013年开始实施注采井网调整，井网局部加密为反九点菱形井网。本文采用相对渗透率曲线法来综合评价含水率及含水率的上升情况[7]。含水率与采出程度关系曲线分为3种，分别是凸型、S型和凹型，其中凸型含水率曲线正与目标研究区块油藏相符，因此这里采用凸型曲线进行含水率评价。其数学表达式为：

将油藏实际关系曲线与理论曲线进行比较，从图1可以看出随着采出程度逐渐升高，含水率逐渐上升;当采出程度达到10%时，逐渐接近理论曲线，当采出程度达到20%左右时，含水率逐渐保持不变。实际关系曲线在理论曲线上方，呈现上升趋势，后期含水率逐渐下降，慢慢低于理论曲线。

将采出程度与含水率的关系数据绘制于图版中，得出如图2所示曲线[8]，采出程度范围在30%到32%之间，可得出该研究区块最终采收率度为33.12%。由上述数据可以得出RR的变化范围在90.6%与96.61%之间。

根据表1，研究区块含水率属于较好或者好之间，由数据可知含水率的评价矩阵为（0.17，0.65，0.14，0.02）。

2.2  产量递减规律评价

如图3所示W区块产量经历了上升、稳定和下降3个阶段。研究区自投入生产开发以来，总体可分为以上3个生产阶段，2002年至2008年为上产阶段，大约6年，油田处于低含水采油期，油田产量稳步上升，直至2008年末产量达到最大值，油田生产能力比较旺盛;2009年至2012年产量递减较为明显，2012年产量处于最低;从2012年开始进行井网调整和新井的投产，开发效果有所好转，产量略有回升，从2014年直至目前为稳产期，产量稳步上升[9]。

研究区递减规律符合“产量递减率加大又减小”类型：区块 2002年投产，2006年开始进入产量递减阶段，呈双曲递减[10]。2006年11月—2009年8月，月递减6.21%，2009年9月—2013年7月，产量递减最大，月递减达到7.08%;2013年以来实施了井网加密，产量上升，从2015年11月—2018年4月，递减率略有回升为5.39%，总体开发效果好转（如图4所示）。

根据表2所示数据，该区块的产量递减指标属于“中等”。该区块的产量递减率的评价矩阵为（0，0，0.12，0.87）。

2.3  剩余可采储量采油速度评价

自2002年投产开始，剩余可采储量采油速度先随时间逐渐上升，2005年末达到最高值5.06%，2006年开始缓慢下降;直至2013年，采油速度下降到最低值3.09%，随后采油速度一直稳定在一定范围内，略有回升但效果不明显，如图5所示。

截至2018年4月研究区采出程度为13.94%，计算得到剩余可采储量采油速度总体分布在3.09%至5.06%之间，平均采油速度为3.84%;根据剩余可采储量采油速度的评价标准（见表3）可知：研究区块的剩余可采储量采油速度属于三类开发水平，即开发水平“较差”，剩余可采储量采油速度的单因素评价矩阵为（0.81，0.16，0.01，0.0），从剩余可采储量采油速度来看油田开发不理想。

2.4  水驱储量动用程度评价

W区块自2002年投入生产，上产阶段6年后开始进入产量递减阶段，且产量递减过快。针对研究区块油田实际开采过程中的问题，结合甲型水驱特征曲线法进行水驱储量动用程度评价[11]。

根据图6甲型水驱特征曲線计算出可动油储量为5.457×105 t[12]，最终采出程度为35.12%（见表4）。已知的地质可采储量为2.138 1×106 t，故对应的水驱储量动用程度为72.67%。

根据表5所示的储量动用程度评价表，该区块的储量动用程度“较好”。进一步得出该指标的评价矩阵为（0.17，0.67，0.14，0.02）。

3  模糊综合评价法指标优选

根据上述指标的评价与分析，结合模糊综合评判法进行综合评价。采用数学方法将这些定性语言量化，对于评价油田开发效果更加具有可靠性和正确性[13]。

在对各开发指标分析的基础上，结合W区块油藏特征，对各因素进行对修正完善（见表6），进而对研究区进行合理评价[14]。

根据评价结果，随着注水开发的不断进行，保持高产稳产难度较大。同时，从单因素评价结果来看，几项指标都处于“中等”与“较差”的范围内，表明整个水驱开发效果尚且不佳。因此，要进一步改善区块开发效果可以调整注采比，优化酸化压裂等措施，此外还要加强油水井管理，加强注水井监测工作[15]。

此方法实用可靠，具有广泛的适用性，有望为油田提高采收率、井网方案合理调整提供理论指导，同时也为同类型油田提供可靠的参考经验。

4  结 论

1）本文依照传统的油藏工程方法，从多个指标评价了低渗透砂岩油藏水驱开发效果。结合各个因素指标的评价结果，可以看出研究区块阶段含水上升值为23.67%，较理论值偏高，目前采出程度为13.94%，水驱动用程度较高，产量递减率较大，稳产年限仅6年。

2）根据最大隶属度原则可确定“递减率”为影响程度較大的指标，作为第一评价指标，其次“含水率”也有较大影响。

3）通过该方法研究W区块注水效果情况，把多个评价因素通过数学模糊算法评价水驱开发，依据研究结果可以得知现在油田开采的重要矛盾，为下一阶段合理开发提供依据。

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