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注水井处理效果灰色模糊综合评判分析

【关键词:理学】 
摘要:  注水是目前油田开发中应用最广泛的二次采油技术,也是目前高产稳产的重要手段。但在油田注水过程中,由于各种原因造成注水地层吸水能力下降,影响了油田注水开发的效果。本文利用等级权衡法和灰色模糊综合评判法对东辛油田2002年~2005年注水井206井次解堵措施进行了分析,并与实际应用后的效果进行了对比,符合率高,可以用于预测处理措施的效果。对实现东辛油田注水井处理措施决策的及时化和科学化、提高工作效率与工作质量具有重要的指导作用。

关键词:注水井;等级权衡;模糊综合评判;灰色关联;

Abstract:  Water flooding is the most popular technique of secondary oil recovery and important method for high and stable production. However, the descendent injectivity influenced development result during the process of waterflooding. In this paper, the application of field are analyzed based on grade weighing and fuzzy-gray judgment, results are basically identical between the calculation and the application. Therefore the study can make decision more quickly and more scientific and improve efficiency and quality of work.

Key Words: injection well ; grade weighing; fuzzy judgment; gray relationship;

0  引言

近几年全国油田年平均注水6.8亿吨,平均每吨石油注水量接近5立方米。然而,由于外来液体与储层岩石矿物、储层流体等不配伍,水中悬浮物、浮油、微生物及代谢产物的存在,以及注水地层的敏感性等,常常引起地层伤害,造成部分注水井注水地层吸水能力下降,影响了油田注水开发效果。[1]

在油田注水开发过程中,常常采用各种各样的处理措施清除或降低注水井近井地带的地层伤害,以恢复或提高注水地层的吸水能力。然而在这些解堵措施的应用中,将涉及到不同层次定量和非定量多因素复杂系统的决策问题。因此,有必要建立评价预测模型和方法,将各类因素有机地结合起来,以决策注水井地层解堵措施应用的可行性,提高措施的有效性和油田开发效益。

在油田实际工作中,经常根据生产资料的统计分析,结合理论研究,得出本油田实用的分析评价方法。如何晓东等立足于多年来轮南油田注入水质的实验研究数据,对轮南油田注入水现状进行了分析讨论,对化学指标(铁含量、溶解氧、硫化物含量、二氧化碳含量、含油量、腐蚀率) 、细菌指标、物理指标(悬浮物含量、悬浮物粒径) 和注入水与地层水配伍性等进行逐一评定,用来指导现场注水实践[2]。东辛油田针对注水井地层伤害的特点,采用了一系列处理措施,总体上效果不错,但是还有许多注水井效果并不明显[3][4]。因此东辛油田很有必要在采取措施前进行合理地决策,也就是建立一套评价预测模型进行辅助决策。目前,对于这种影响因素较多的评价预测方法有灰色聚类分析法、等级权衡法等。本文根据东辛油田现场资料的情况和理论研究,建立了等级权衡和灰色模糊综合评判两种模型,用以决策注水井地层处理措施应用的可行性。

1 等级权衡法

1.1  基本原理

注水井处理措施效果是所有影响因素的综合反映,具体到某一因素对处理效果的影响程度就很难确定。但是如果大量的注水井数据综合起来,就可以建立一个初步的认识,例如注水井都有某个因素影响时处理措施效果好,那么就认为有这个影响因素时注水井处理措施效果好的可能性大,反之亦然。概率论是研究某一事件可能性大小的数学工具,可以通过某一事件出现的频率分析该事件发生的可能性大小。概率论认为,事件出现的频率是事件本身固有的一种客观属性,在基本条件不变的情况下,当试验次数足够多时,事件出现的频率接近一个常数,这个值是客观存在的。那么,在井次足够多的情况下,同一个因素对处理措施效果影响程度,必然在大量数据资料中反映出来,并且相对稳定。然后对每一因素影响程度合理赋值,可以定性的计算出所有因素对处理措施效果综合影响程度,从而对注水井处理措施决策起到辅助作用。[5][6]

1.2  注水井处理效果等级的确定

注水井地层处理效果是一个非定量的概念,所以在评价之前要先筛选出能反映注水井地层处理效果的评价指标,然后合理的确定出效果等级。根据理论研究和现场经验,认为措施前后注水量之比、措施前后注入压力之比及有效期可以较好的评价注水井地层处理技术的效果。

2  灰色模糊综合评判法

2.1  基本原理及其方法

综合评判是指综合考虑影响事物的多种因素并对其进行总的评判,当评判因素具有模糊性时,这样的评判被称为模糊综合评判。灰色关联分析是根据序列曲线几何形状的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近,相应序列之间关联度就越大,反之就越小。

在实际生产中,解堵效果与解堵技术有关,也与注水地层地质情况、堵塞成因等多种因素有关,因此运用模糊综合评判是一种比较适合实际情况的方法。如李燕杰在大庆油田采油二厂南四—八区为主的25口油水井上,分别采用热化学解堵技术、低伤害缓蚀酸解堵技术、复合解堵技术、高频水力振荡解堵技术、超声波解堵技术、高能气体压裂解堵技术进行了解堵试验,并建立了模糊综合评判的数学模型,综合分析得出了这几种解堵技术的相对优劣及其稳定性。

3  评价模型应用分析及建议

从东辛油田2002年~2005年注水井206井次的解堵措施中选取最常用措施类型(FB-40酸化)的67组数据,运用上述等级权衡法和灰色模糊综合评判法分别建立模型。对这67次处理措施效果进行评价,并与实际处理效果进行对比:等级权衡法评价结果与实际结果相同的有51井次,符合率为76.12%,灰色模糊综合评判法评价结果与实际结果相同的有52井次,符合率为77.61%,并且等级权衡法评价结果与灰色模糊综合评判法评价结果相同的有64井次,相同率为95.52%。另外,在灰色模糊综合评判求解权数集的过程中,利用灰色关联分析还可以得出处理措施效果影响因素的主次,主要因素为浮油含量和悬浮物含量,其次是泥质含量和孔隙度,然后依次为渗透率和有效厚度。

由于所选择的分析数据过少,同一个因素对处理措施效果影响程度不够明显,故造成上述评价结果不是非常理想。若将措施类型也作为分析因素,利用206井次处理措施的全部数据建立上述两种模型,则等级权衡法评价结果与实际结果的符合率为87.86%,灰色模糊综合评判法评价结果与实际结果的符合率为91.26%,这说明在实验数据足够多地情况下,评价模型的结果将非常接近实际情况,且灰色模糊综合评判法要优于等级权衡法。为了能更好的优化油田注水井处理措施效果,进行科学的决策,今后仍要继续加强油田基础实验数据的采集和整理。

参考文献

[1] Pautz J F, Crocker M E, Walton C G. Relating water quality and formation permeability to loss of injectivity[Z] SPE 18 888,1989.

[2] 何晓东,熊燕莉. 轮南油田注水水质指标现状分析与评价[J]. 天然气工业, 2000,20(4):72-76.

[3] 覃忠校,黎石松,张兴建等. 二氧化氯复合解堵工艺研究及应用[J].石油钻探技术,2002,30(3):63-65.

[4] 覃忠校,张兴建,彭绪勇等. 高压水射流与化学复合解堵工艺应用研究[J].河南石油,2003,17(2):39-43.

[5] Barkman J H, Davidson D H. Measuring water quality and predicting well impairment [J]. J Petrol Technol, 1972, 24(6):865-873

[6] Todd, Adrian C., The Application of Depth of Formation Damage Measurements in Predicting Water Injectivity Decline [Z]. SPE 12498-MS, 1984, 13-14.

[7] 李燕杰,赵立志,吴春夏. 七项解堵技术的模糊综合评判[J]. 石油学报, 1997,18(1):49-54.

[8] 刘思峰,党耀国,方志耕. 灰色系统理论及其应用[M]. 北京,科学出版社,2004. 56-59.

[9] 李士勇. 工程模糊数学及应用[M]. 哈尔滨,哈尔滨工业大学出版社,2004. 98-101.
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