关于油藏流场体系研究

1、关于油藏流场体系研究油藏流场定义为油气存储空间和存储流体以及流体在油藏中渗流特征的 总称,其强度定义为流场强度。注水开发油田在长期冲刷过程中，储层参数逐渐发 生变化,油水井间逐步形成优势流场，其所在的地方吸水量大，流体流速快，但注 水利用率低，形成注入水的无效循环，降低开发效果2-4。国内很多油田已进入 高含水甚至特高含水期，层内、层间及平面非均质性突出，剩余油分布散乱，油田 开发效果不是很好。因此,有必要对油藏流场进行研究，以获得准确的优势流场分 布规律,有效指导高含水期油田开发。1优势流场的形成及变化储层参数变化规律研究现状关于长期注水开发油田储层参数的变化特点 国内外许多学者作了研究，应

2、用的方法主要有物理模拟实验、示踪剂测试、岩心 分析、测井解释、试井等。宋万超等提出了流体动力地质作用的概念，并认为流体动力地质作用通过风化、剥蚀、搬运、沉积对储层进行改造，是造成储层参数变化的主要原因。钟大康等认为，长期注水冲刷后孔隙度及渗透率均会增大，岩石 成分成熟度高、成岩演化程度低，长期注水是形成大孔道的主要原因。李存贵及 林玉保等7-8的研究成果均表明，储层孔隙特征在高含水期明显变好，喉道半径 有增大的趋势，喉道分选性变好，孔喉半径中值增大。在优势通道的识别方面，刘 月田等利用层次分析及模糊综合评判法计算出了大孔道的综合判度。杨元明等通过应用层次分析法及模糊综合评判法建立了低效循环形成

3、时机的评判模型。彭仕宓等11通过引入大孔道综合指数的概念，结合模糊综合评判技术定量识别窜流 通道的分布规律。杨焕文等12采用注采关联度方法来识别窜流通道。余成林等 13从地质及开发角度求取井组变异系数等 4个参数,应用综合判别参数法定量 判识窜流通道发育区。王都伟等14利用模糊ISODATA聚类方法进行了大孔道的 级别确定。冯其红等15将储集层渗透率演化模型与油藏流体渗流方程进行耦合 计算得出了大孔道在地层中的形成与演化规律。由此可见，人们对于储层参数变化的认识是逐步加深的，经历了由定性到半定量再到定量的描述过程。现在人们 逐渐认识到“大孔道”是一个相对概念，并不是绝对的，不能将半径超过某一值

4、 的某个通道就定义为大孔道，因为“大孔道”并不能真实地反映注入水无效利用 的现状。现在人们改用优势通道、窜流通道发育区、低效循环区等概念来表征储 层参数的变化，本文则引入优势流场的概念展开研究。油藏流场一开始就存在，并随着油田开发的进行而不断发生变化。优势流场指在油田开发中后期，储层岩石在注入水的长期冲刷作用下，再加上油水的重力分异作用，局部多孔介质内的 流场强度明显高于与之体积相当的邻近介质内的流场强度。优势流场的存在，严重影响油田高含水期的政策制定及方案实施，准确识别及评价优势流场，能够有针对性地开展油井防砂、高含水期生产制度调整、封堵剂及封堵工艺的研制工作， 将油藏流场评价并分级后，可以

5、通过层系调整、井调整等流场重整措施部署油田 开发方案。前人对优势通道的识别以模糊综合评判法为主，各评价指标的权重通过层次分析法或专家打分法确定，这2种方法人为主观因素较多，不能客观反映 各因素对优势流场的影响，本文提出应用BP神经络技术，选用经矿场调剖堵水后 优势流场得到充分认识的油田作为样本 ，BP神经络经样本训练后获得各层的连 接权重并保存起来，即可作为评价优势流场的工具。油藏流场评价指标的选取流场评价涉及地质和开发因素在内的许多指标 但有些指标对流场的影响是重复的，有些指标虽然是独立的，但对流场的影响较 小,因此首先要对评价指标进行筛选。指标的选取要遵循重要性、针对性、可比 性及定性与定

6、量相结合的原则。本文采用逻辑分析方法，将影响流场的指标按因 果关系、等价关系和过程关系分类，剔除原因、等价多余和过程等指标，从而确定 指标体系16。最终选取的评价指标为：渗透率、油层有效厚度、孔道半径、非 均质系数、单位厚度累计注水量、单位厚度累计产液量、含水率、过水倍数、注 采压差。2BP神经络人工神经络是模拟生物神经结构和信息处理方式的络，可以用来解决模式识别、预测估值、评价分析等问题，目前被越来越多地应用于石油勘探开发中， 主要用于识别剩余油分布、储层参数解释、产能评价、预测原油PVT属性、预测最小混相压力等17 0 BP神经络是一种根据实际输出和期望输出之差，对络各层 之间的连接权值由

7、后向前进行校正的多层前馈络。它由1个输入层、1个输出层和若干个隐含层构成，可以真实刻画出输入变量和输出变量之间的非线性关系；它通过多个样本的训练获得各层连接权值等信息作为知识保存，以便对新样本进 行预测。应用BP神经络技术对某类问题综合评价的原理是：把评价指标体系作为 输入向量,将代表相应综合评价的量值作为输出向量。首先利用一些经传统综合 评价取得成功的样本训练这个络，经训练学习后，各指标的权值可得到正确表示， 训练好的神经络即可作为综合评价的有效工具。利用BP神经络进行流场评价时， 各评价指标作为输入变量，因此输入层神经元的个数为 9;流场强度作为输出向 量,因此输出层神经元的个数为1,流场

8、评价输出标准见表1。研究证明,单隐含层 的神经络,若隐层节点数足够的话，它就能以任意精度去逼近一个非线性函数，所 以,本文确定隐含层数为1。选取胜利油田调剖堵水后对优势流场取得较好认识 的4个油田数据作为样本，每个油田数据对应一种流场评价结果，计算每个样本 数据所需的9个指标值,利用MATLAB件对神经络进行训练和检验,直到误差满 足要求，此时各连接权值被确定下来。对于新油田，确定各个输入指标后，就可以 进行流场的评价及分级。3流场评价体系现场应用试验区概况埕东油田东区位于埕 21大断层东侧,构造平缓，闭合高度60m, 主要含油层系为上馆陶组，探明含油面积，地质储量425lXl04t。建立油藏

9、数值 模拟模型后，进行储量、压力和含水率的历史拟合，拟合效果较好，为剩余油潜力 研究和方案优选奠定了基础。试验区流场强度评价通过计算试验区块各个小层的渗透率、有效厚度等 参数,应用训练好的BP神经络对该试验区块进行流场评价。通过对比各个层的流 场强度可以发现，埕东东区主力层Ng251,Ng252,Ng331,Ng34的流场强度较大，产 生了优势流场。结合剩余油饱和度分布图和油藏流场评价分级图发现，无论是平面上还是纵向上，优势流场存在的区域，剩余油饱和度很低；主力油层形成优势流 场的区域大，剩余油饱和度较低而且分散，该评价结果与油田生产实际结果相符 合。针对优势流场区域，可以采用层系重整、井重建

10、等流场重整措施来挖潜剩余 油,提高采收率。油藏流场重整油藏流场调整措施主要包括：1）井调整。一是以目前流场评价体系研究为基础，结合流场强度分级，根 据优势流场位置，以调整注采关系、完善注采井为主要方式，达到提高开发效果的 目的;二是以油藏动态分析为基础，结合流场分级和数值模拟技术对剩余油分布 的研究,在剩余油富集区补钻调整井。2）层系调整。主力含油层系由于形成优势流场的区域大，优先考虑调整优 势通道,尽量利用现有井点进行层系互换，降低开发成本。3）生产制度调整。对目前开发效果较好，但矛盾也比较突出的区域，淡化 层系概念，充分利用现有井，以改变注水方式为主，以调整注采关系为辅，提高层 系开发效果

11、。在经济评价的基础上，结合区块特点通过数值模拟技术对试验区进 行了流场重整方案优选，以油田最终采收率为目标，最终确定试验区块油藏流场 重整方案为：部署油井34 口，水井41 口，其中新油井1 口，预测15a后采出程度达 到对比流场重整前后主韵律层流场强度可以发现，总流场强度大、剩余油饱和 度低的区域经过流场重整后总流场强度降低，提高了注入水的利用率及油田开发 效果。4结论1）提出了油藏优势流场的概念。油藏流场一开始就存在，并随着注水开发 的进行而不断发生变化，优势流场所在的区域注入水冲刷强度大，形成注入水的 低效或无效循环，影响油田开发效果。2）应用逻辑分析方法筛选出了油藏流场评价指标。结合BP神经络技术对油藏流场进行评价，形成了高含水油田油藏流场评价体系