[自然科学]中低渗透油藏调剖技术经济评价体系研究.doc

前言中低渗透油藏调剖技术经济评价体系研究1前 言11开题的目的与意义目前，我国大部分油田都进入了水驱开发的中后期，油井含水越来越高，产量递减越来越快，但地下可采储量仍然较大。因此，如何提高中高含水期油田开采效益已成为石油工业关注的一个焦点。长期注水开发的油藏因受成藏条件的影响，储集油气的储层在平面和剖面物性分布存在着一定程度的差异，使得地下的流体分布以及运移规律也呈现出各向异性。水驱开发的油藏，在开发后期储层，油井含水高达80%，长期受外来流体的侵蚀冲刷，胶结程度相对较差的粘土矿物以及部分骨架颗粒随之运移加剧了储层的非均质性，加上不利的油水流度比，造成注入水沿高渗透层、大孔道串流突进，导致油层过早水淹，剩余油饱和度相对较高的低渗透层得不到合理的利用，降低了水驱开发效果。注水井调剖，不仅应从单井注采状况考虑，最终应归结到产油层的利用程度，注入水的波及体积，注入开发油藏的阶段采出程度，注水开发效果和注水采收率等几个方面。国内外油田多年经验表明，从油藏整体上，调剖效果主要表现在下述五个方面：一是降低油井的含水比，提高产油量。二是增加油层段厚度，减少高含水层厚度，改善油井的产液剖面。三是提高注入水的利用率，改善注入水驱替效果。四是改善注水井的吸水剖面。五是从整体上改善注入水开发效果。由于调剖工艺的多样性和影响措施效果因素的复杂性，为能最大限度的挖潜地下剩余油，优化调剖方案以及工艺参数，需开发一套调剖优化决策系统，简便快捷地为用户提供可靠的决策信息。这无论从理论上还是实际上均具有十分重要的意义。12调剖技术在国内外的研究和发展现状121调剖技术的发展现状最近国外研制的深部调剖剂有微生物类、沉淀类、冻胶类以及胶态分散冻胶类等。深部调剖技术在国外也进行了一些矿场实践，如美国TIORCO公司在落矾山地区的29个油田采用了胶态分散体系深部处理，解决了深部和层间窜流问题，其中22个项目获得成功。我国从50年代开始研究和应用堵水调剖技术。在调剖体系方面，结合我国不同类型油藏特征和不同的开发阶段的调剖技术需求研制出了一系列的调剖体系，主要可分为以下7大类型：无机沉淀类调堵剂；水溶性聚合物凝胶调堵剂；颗粒类调堵剂；沉淀型(悬浊液型)调剖剂；冻胶型调剖剂；树脂型调剖剂；胶体分散型调剖剂。国内研制的深部调剖剂主要有两类：冻胶类和颗粒类。冻胶体系以控制成胶时间方法达到在地层深部形成冻胶，从而抑制水窜现象，达到改善吸水剖面的目的。1211调剖物理模拟研究国外许多学者对调剖的机理、堵剂的封堵性和堵剂的选择性进行了研究。交联聚合物的封堵作用主要表现在物理堵塞上。Dawe、Liang等人分别利用微观模型和Berea砂岩岩心实验研究了聚合物冻胶堵水不堵油的原因，其结果认为油水流动通道的分离可能是造成冻胶对油水相渗透率不均衡减少的根本原因。Seright利用Berea砂岩采用示踪剂等技术研究了渗透率、堵后注水速度、岩性、冻胶性能等因素对堵剂封堵性能的影响，结果认为强冻胶可使不同渗透率的岩心减少到近似同一个值，对于弱冻胶，渗透率越高，封堵率越大；堵后的残余阻力系数随注水速度的增大而减少，并具有较好的双对数关系。1212堵剂的研究和应用近20年来，水溶性聚合物堵剂在油田得到了广泛的应用。前苏联各国对聚丙烯酰胺堵水有广泛的研究和应用，同时还使用了有机硅、水泥、泡沫及化工副产品作为堵剂；美国以聚丙烯酰胺冻胶为主，同时还使用了生物聚合物、水玻璃、油基水泥及微细水泥堵剂，经过多年的研究和应用，美国和前苏联各国均形成了一套比较完备的适应各种地层、温度等条件的堵水调剖剂，并进行了系列化研究，对堵剂的适用条件进行了筛选，如前苏联油井大修科学研究院等单位制定的堵水工艺和堵水剂选择规程指出，应根据地质工艺条件选择有效的堵水方法和堵水剂，规程中对各类堵剂的适用条件和范围进行了研究。1）聚合物冻胶类堵剂2）颗粒型3）沉淀类4）生物型5）泡沫型1213堵水调剖化学剂自50年代开始，结合我国不同类型油藏的特点和不同开发阶段的堵水调剖技术的要求，已研制出系列的堵水调剖剂。据统计，油田应用过的各种堵水调剖剂约有70种共分8类，应用较多的有以下几类：1）水泥类堵剂2）无机盐沉淀类调剖堵水剂3）水溶性聚合物冻胶类堵水调剖剂4）颗粒类堵水调剖剂5）改变岩石润湿型的堵剂122调剖决策技术的发展现状油田调剖决策技术是近年来发展起来的与调剖技术相配套的技术，通过室内研究和矿场实践，建立数学模型定性定量描述调剖技术，其内容主要包括调剖措施的方案设计、方案效果预测、方案优化以及工艺参数的优化设计等。石油大学(华东)和胜油田合作研制的PI决策技术软件，该软件可解决以下几方面的问题：1）判断区块调剖的必要性；2）选择调剖井；3）选择合适的调剖剂；4）计算调剖剂用量，即方案设计5）评价调剖井的调剖效果；6）判断下次调剖的时间。石油大学(北京)，经过多年的研究和实践，开发了一套RE决策技术。其该技术从油藏地质特征出发，建立数学模型对措施方案进行优化设计。该技术考虑油藏因素较多，很难提供完整的数据进行决策，因而其推广应用受到了限制。随着计算机数学技术的发展和对调剖体系在地下流动行为的认识，中石油勘探开发研究院等单位结合RE决策技术和数值模拟技术开发了RS决策系统。RS决策系统油藏数值模拟法是在给定油藏几何形态参数分布以及油水井的井位和工作制度建立油藏地质、渗流模型，用一定的数学方法计算出不同生产时间内的各项指标。1221示踪剂技术水驱开发油藏中应用井间示踪剂技术已有多年的历史，最初只用来定性地了解地下流体运动状况。70年代末，DYuen和MAbbaszadeh先后在Brigham和Smith提出的五点井网中示踪剂流动特性预测方法基础上，提出了用井间示踪资料解释油藏非均质特性，使井间示踪资料的解释向定量化发展。80年代末，加拿大ESSO公司的KNWood等人，在Cook专利基础上，提出了利用井间示踪剂技术确定水淹层剩余油饱和度的理论和方法，并在矿场实践中得到验证。这些研究成果，把井间示踪剂技术推向更加实用和指导油田开发的新阶段，在调剖矿场试验中，井间示踪剂技术是评价措施的有效性、指导数值模拟、建立较为切合实际的地质模型的重要依据。1222深部调剖技术深部调剖的主要作用机理为：使用不同的方法使注入的化学调剖剂进入油层深部后堵塞水流通道，使油藏中的液流改向，提高波及系数，提高原油采收率。1223区块整体堵水调剖技术研究和发展了一批新技术，形成了一套以堵水调剖为主的油田区块整体综合治理技术。各油田相继采用该套技术，进行了一批区块整体堵水调剖作业，明显地改善了注水开发效果，具体表现在以下几个方面：1）区块的综合含水上升速度减缓，产量递减速度下降或转为产量递增；2）区块的水驱特征曲线斜率变缓，注入水波及体积增大，驱替效率得到改善；3）区块的可采储量动用程度增加；4）注水开发的阶段采出程度增加。13研究思路对于注水开发的油田，为了提高水驱油效率，势必开展调剖堵水治理，由此形成了相应的决策技术。该技术主要包括以下几个方面的内容：利用模糊综合评判技术选择最佳的调剖井点、调剖层位；根据地层条件，选择合适的调剖剂，并根据地层条件设计出最佳的调剖剂用量；确定出适合于井况和地层条件的施工工艺参数；对调剖效果进行预测；对调剖效果进行评价。通过简单可行的调剖决策技术使调剖方案的制定和操作达到科学化和定量化，为提高调剖措施的成功率提供有力的工具。14研究的主要内容本文分析了针对目前调剖决策技术中存在的一些问题和不确定因素，综合考虑油藏地质特征和生产动态资料，建立调剖决策、方案设计，完成了以下研究内容：1）决策指标和决策模型的建立在决策技术方面，综合分析PI、RE等决策技术的优点，从油藏地质特征和生产动态数据出发，考虑注水井注入能力、油层非均质程度、周围受效油井生产动态等因素建立决策指标，进行多因素多层次的模糊综合决策。2）调剖方案的设计调剖方案的确定依据调剖候选井的选层结果和调剖剂性能，在公式法(注入前后能力比值法)的基础上，基于数理统计线性回归技术和人工智能技术建立效果预测模型，进行方案效果预测和方案经济评价，确定最佳调剖方案。3）调剖施工工艺参数的设计通过对注入压力系统的分析，从注水压力系统平衡出发建立注入过程中爬坡压力预测模型，并结合注水压力系统求解模型中的部分参数。15主要成果1）在决策技术方面，系统继承了PI、RE决策技术的优点，从油藏地质资料和生产动态数据出发，充分考虑注水井注入能力、油层非均质程度、周围受效油井生产动态等因素建立多层次的模糊综合评判模型。2）调剖方案的设计和优化根据公式法(前后注水能力比值法)，结合方案效果预测技术和方案经济评价，确定最佳方案。第 48 页 （共45页）低渗透油藏特征2低渗透油藏的特征21低渗透油田分布状况世界上低渗透油田资源十分丰富，分布范围广泛，各产油国基本上都有该类油田。美国中部、南部、北部和东部，前苏联的前喀尔巴叶山、克拉斯诺达尔、乌拉尔一伏尔加、西西伯利亚油区和加拿大西部的阿尔伯达省都有广泛的分布。随着时间的延长，小而复杂的低渗透油田的比例越来越大。例如，俄罗斯近年来在西西伯利亚地区新发现的低渗透、薄差层低效储量已占探明储量的50%以上。有的地区，低渗透砂岩油田连片分布，成为低渗油区。22国外低渗透油田的主要特点从国外报道的情况看，对低渗透油田大体上可以归纳出以下几个特点：1）储层物性差，渗透率低：由于颗粒细、分选差、胶结物含量高，经压实岩作用使储层变得十分致密，渗透率一般小于01少数低于0001 (统计北美172个低渗透砂岩油藏的数据)。2）储层孔隙度一般偏低，变化幅度大。大部分由7%一20%，个别高达28%。3）原始含水饱和度较高，原油物性较好。一般含水饱和度30%一40%，个别高达60%(美国东堪顿油田)，原油比重多数小于085，地层粘度多数小于3mPaS。(4)油层砂泥交互，非均质性严重：由于沉积环境不稳定，砂层的厚薄变化大，层间渗透率变化大，有的砂岩泥质含量高，地层水电阻率低，给油水层的划分带来很大困难。5）天然裂缝相对发育：由于岩性坚硬致密。多存在不同程度的天然裂缝系统，一般受区域性地应力的控制，具有一定的方向性，对油田开发的效果影响较大，裂缝是油气渗透的通道，也是注水窜流的条件，且人工裂缝又多与天然裂缝的方向一致，因此，天然裂缝是低渗透砂岩油田开发必须认真对待的因素。6）油层受岩性控制，水动力联系差，边底水驱动不明显，自然能量补给差，多数靠弹性和溶解气驱采油，油层产能递减快，一次采收率低，只能达到8%12%0，采用注水保持能量后，二次采收率可提高到25%一30%。7）由于渗透率低，孔隙度低，必须通过酸化压裂投产，才能获得经济价值或必须通过压裂增产，才能提高经济效益。8）由于孔隙结构复杂，喉道小，泥质含量高，以及各种水敏性矿物的存在，导致开采过程中易受伤害，损失产量可达30%一50%，因此，在整个采油工艺系列中，保护油层是至关重要的环节。23国内低渗透油田储量分布231低渗透油田分布状况低渗透油田广泛分布在全国各个油区，截止2000年底，我国已探明的低渗透油田地质储量为5214t，占全部探明地质储量的的261%。我国已经动用的低渗透油田地质储量为2666t，占全部已动用储量的255%。232低渗透油田储量分布特点1）目前发现的低渗透油田储层以中深埋藏深度为主；由各油区的低渗透储层埋藏深度统计表明，目前发现的油藏以中深层为主，埋藏深度小于1000m约占52%，1000一200Om约占431%，2000一3000m约占362%，大与3000m约占155%。2）低渗透储层中特低渗透及超低渗透储量占较大的比例；根据渗透率大小，低渗透油藏可以分为三类：一类渗透率10-50,其储量占53%，二类渗透率为1-10，其储量占386%，三类渗透率为01-1，其储量占84%，二三类低渗透储层的储量占到了47% 。3）国内低渗透油藏岩性以砂岩为主从目前探明的低渗透油藏统计，砂岩油藏占70%左右，砾岩油藏占10%左右，其余的存在于变质岩及灰岩等特殊岩性油藏中。233国内低渗透油田的地质特征a、油藏类型单一。我国低渗透油田属于常规油藏类型，以岩性油藏和构造岩性油藏为主，有60%以上的的储量存在于上述两种类型的油藏中，主要为弹性驱动油藏。b、储层物性差，孔隙度和渗透率低，总体上看，岩屑含量高、粘土或碳酸盐胶结物较多是低渗透砂岩储层的普遍现象。c、孔喉细小，溶蚀孔发育。低渗透砂岩储层的孔隙以粒间孔隙为主，原生粒间孔隙和次生粒间孔隙都发育，但溶蚀孔隙相对较发育，另外还有微孔隙，品间孔和裂隙孔。低渗透储层以中孔、小孔为主；喉道以管状和片状的细喉道为主，根据大量低渗透油田砂岩储层的统计，喉道半径一般小于15非有效孔隙体积喉体积中所占比例较大，在26-65%之间，平均30%，直接影响储层的渗透性。d、储层非均质性严重。这主要是受水进、水退形成储层纵向上的沉积旋回规律而造成储层不同微相之间的储层物性差异。层内非均质性受沉积韵律的变化和成岩作用而表现明显的不同。e、裂缝发育。我国低渗透油田储层的裂缝大多是构造裂缝，其分布比较规则，常常成组出现；裂缝切穿深度大，产状以高角度裂缝为主，倾角大于60的裂缝占裂缝总数的70%以上，裂缝密度受构造部位、砂岩厚度、岩性控制十分明显。低渗透油田裂缝宽度一般都很小，多数在十几到几十微米之间，裂缝的延伸长度大多小于100米。f、油层原始含水饱和度高。低渗透油藏原始含水饱和度较高，一般在30-50%，有的高达60%。g、储层敏感性强。低渗透砂岩油藏储层碎屑颗粒分选差，粘土和基质含量高，成岩作用强，油层孔喉细小，容易造成各种损害。h、原油性质好。我国低渗透油田原油具有原油密度小、粘度小、含胶质和沥青少的特点，另外原油凝固点比较高、含蜡量比较高，原油密度一般为084-0869/，地层原油粘度一般为07-87mPaS。原油性质好是低渗透油田开发的一个重要的有利因素。24 影响低渗透油田开发效果的主要因素l）油层孔喉细小，比表面积大，渗透率低2）渗流规律不遵循达西定律，具有启动压力梯度3）弹性能量小，利用天然能量方式开采压力和产量下降快4）产油能力和吸水能力很低，一油井见注水效果缓慢5）油井见水后产液(油)指数大幅度下降6）裂缝性低渗透砂岩油田沿裂缝方向油井水窜、水淹严重影响中低渗透油藏调剖选井的主要因素分析3影响中低渗透油藏调剖选井的主要因素分析调剖的目的就是封堵高渗透层，提高注入压力，启动一些低渗透层，提高一些低渗透层的吸水能力，改善吸水剖面。调剖决策技术取得了重大进展，逐渐形成了区块整体调剖PI决策（Pressure Index）以及油藏工程RE决策（Reservoir Engineering）两大决策技术。PI技术以注水井井口压力降落试井为理论基础，在给定的时间边界条件下，由压力降落曲线计算注水井的PI值。由于PI值同地层渗透率、地层厚度、地层系数、流度等反相关，同注水井日注水量、注入流体粘度正相关，因此根据PI值可以确定需要区块整体调剖的决策参数。而RE技术是将油藏工程理论和数值模拟技术有机地结合为一体，不但全面地考虑了注水井的注入动态，而且也考虑了周围油井的连通情况和生产动态，通过对渗透率、吸水剖面、注入动态、压降曲线等四方面因素进行模糊数学综合评判，来选择较佳的调剖井层。目前现场通常采用定性分析的方法来选择调剖井，因而存在较大的不确定性。为此，我们首先对影响调剖井选择的各种因素进行综合分析。31影响调剖井选择的因素影响调剖井选择的因素很多，主要包括每米视吸水指数、每米吸水指数、井口压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面非均质性、连通油井的总产液量、平均含水率、连通油井剩余储量和采出程度等几个方面。311每米视吸水指数每米视吸水指数是指单位注入压力下的每米油层的吸水量。属于越大越优型参数，即数值越大，调剖的必要性越大。笼统注水井： K= （3-1）式中： K每米视吸水指数，m/(dMpam)；q全井日注水量，m3/d；井口注入压力，MPa；h吸水厚度，m 。分层注水井：K= （3-2）式中： K每米视吸水指数，m/(dMpam)；Q单层日注水量，m3/d；P水嘴压耗，MPa；h注水分层厚度，m 。其中，水嘴压降损失为： （3-3）式中：水嘴压耗，MPa；水嘴流量系数，无因次；A水嘴过流面积，。调剖决策计算时，用嘴损曲线消除水嘴压力损失的影响。正注时井口压力取油压，反注时则取套压。312每米吸水指数每米吸水指数是指单位生产压差下每米油层日注水量。属于越大越优型影响因素，即数值越大，越有必要进行调剖。K （3-4）式中：K每米吸水指数，m/(dMpam)；q全井日注水量，m3/d；P注水井流压，MPa；P注水井静压，MPa；h吸水厚度，m 。若利用指示曲线则可按下式计算吸水指数：K （3-5）式中：K每米吸水指数，m/(dMpam)；q,q不同压力下的日注水量，/d；P , P不同日注水量时的对应注水压力，MPa；H 吸水厚度，m 。313井口压降曲线井口压降曲线是井口压力降落变化的曲线，即注水井在正常注水条件下突然关井，测得的井口压力随时间变化的关系，然后用下式计算PI值：PI= （3-6）式中：PI注水井的压力指数，MPa；t关井t时间后井口得油管压力，min；p(t)注水井关井t时间后的井口油管压力或其随时间变化的函数。即如图1所示：图1井口压降曲线具体计算时，可利用下式计算 （3-7）式中：PI注水井的压力指数，MPa；q注水井日注量，m/d ；流体动力粘度，mPas；K地层渗透率，m ；h地层厚度，m；r注水井控制半径，m；若P与PI相比可忽略，公式可改为：PI= （3-8）若P与PI相比不可忽略，可将P左移 （3-9） 令IPI=PI- P，则IPI可以作为决策参数。从上式可以看出：(1)注水井PI值与地层渗透率反相关；(2)注水井PI值与地层厚度成反比；(3)注水井PI值与日注量成正比；(4)注水井PI值与注入流体粘度正相关；(5)注水井PI值与地层系数反相关；(6)注水井PI值与流度反相关。可见，注入井的PI值是储层物性、流体特性等多因素的综合反映结果。吸水能力越大，PI值越小，越需要调剖，是偏小型指标。314油层非均质性指标油层严重的非均质性直接导致并加剧了油水井间的注采矛盾，是反映地下流体运移方向的一个关键地质参数。储层沉积受水动力强度等因素的影响，储层渗透能力在平面和剖面上存在一定程度的各向异性。随着油田的长期注水开发，油层受注入水、边水等流体的长期冲刷，使得粘土等一些骨架矿物和胶结物被侵蚀、运移形成了大孔道、高渗层，油层的非均质性加剧。渗透率的非均质性反映了油层的渗透能力，高渗透部位流体流动阻力小，水驱油流动速度快，这些高渗透层(部位)通常都是高含水期的高含水层(部位)。在注水开发过程中，注入水就沿着这些高渗透层(部位)突进，造成注入水不均匀推进，渗透率差别越大，注入水推进的不均匀程度就越高，剩余油也就相对越集中在低渗透部位。因此，应该选择渗透率变异系数比较大的井进行调剖。从平面上看，通常平均渗透率高、各向分布不均的注水井，其吸水能力比较大、单向突进严重，尤其是仅考虑静态因素时，渗透率应该是制约注水井注入能力大小的最主要因素，因此应该选择渗透率级差比较高的井进行调剖。3141渗透率变异系数由于非均质油层各小层厚度和渗透率差异很大，所以引入渗透率变异系数来描述油层的非均质性。渗透率变异系数的计算公式如下： （3-10）其中平均渗透率的求法为 （3-11）式中： K渗透率变异系数；n小层数；k第i小层渗透率；h第i小层的厚度；平均渗透率；H总厚度。在高含水期，高渗透层（部位）通常都是高含水层（部位），在注水开发过程中，注入水就沿着这些高渗透层（部位）突进，造成不均匀水洗。从平面上看，平均渗透率比较高的井吸水能力往往也比较大，在静态因素中，渗透率是制约注入能力的最主要因素。因此，平均渗透率大的井越需调剖，从纵向上看，各小层渗透率差别越大，水洗的不均匀程度越高，剩余油越相对集中在低渗透部位。因此在选择调剖井点时，也应选择那些渗透率变异系数比较大的井进行调剖。3142吸水剖面非均质性 吸水剖面是反映注水井在纵向上单层吸水量相对大小的一个参数，吸水剖面资料能直接反映注水井单层吸水状况的差异，和渗透率一样，单层吸水强度的不均匀反映了注水井纵向上的差异。吸水强度大的层吸水量大，反之则小。这种吸水强度差别越大，那么注入水的不均匀推进越严重。因此，选择调剖井点时也必须选择吸水剖面最不均匀的井，从而引出了与渗透率变异系数类似的吸水百分数变异系数。通常采用吸水百分数变异系数的差异来描述吸水剖面的非均质性。吸水百分数变异系数的计算公式为： （3-12） 其中平均吸水百分数的求法为： （3-13）式中： W吸水百分数变异系数；n小层数；W第i层的吸水百分数；平均吸水百分数；h第i层的厚度；H总厚度。315连通油井总产液量连通油井的动态指标是考虑对应水井是否具有挖潜地下剩余油潜力的指标。为能充分考虑各对应油井对调剖效果的贡献程度，连通油井动态指标均采用产液能力加权平均法衡量。(1)连通油井采出程度采出程度将影响最终的调剖效果，在选井时对应油井的采出程度不易过高。水井对应采出程度计算模型：连通油井总产液量： （3-14）式中： 一连通井产液量，m3/d；n一连通井数。各连通油井占总连通油井产液量的百分数： （3-15）式中：各参数物理意义同前。对应油井采出程度为： （3-16）式中： f一连通油井采出程度；n一连通井数。 以上参数属于偏小型，数值越小，表明越需要调剖处理。 (2)连通井含水率对应油井的含水率是一个静态数据，但注水井作业时，油水井之间的矛盾反映在油井方面的就是油井含水率上升快，油层水淹产能下降。总含水上升率计算： （3-17）连通油井含水率指标属于越大越优型决策参数，其值越大表明连通井间注采矛盾突出，越有必要进行调剖治理。316连通油井剩余储量连通油井剩余储量也是影响调剖选井的动态参数之一，数值上等于连通油井的原始地质储量与累积产油量之间的差值。317连通油井采出程度连通油井采出程度也是影响调剖选井的动态参数之一，数值上等于连通油井的累积产油量与连通油井的原始地质储量之间的比值。32知识的不确定性表示方法从定性的角度利用每米视吸水指数、每米吸水指数、井口压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面非均质性、连通油井的总产液量、平均含水率、连通油井剩余储量和采出程度等九个方面因素都可以选择调剖井，但是当因素与因素之间出现矛盾时，这就必须将定性转化为定量概念，把那些难以取舍的定性因素利用定量的概念进行取舍，以达到选择最佳调剖井的目的。知识的不确定表示方法如图2：每项因素的决策因子大小用隶属度来表示，也就是说利用隶属函数，可求得每项因素的决策因子的大小。根据我们实际问题的特点，选用了梯形分布这种模糊分布。其中吸水剖面、渗透率、每米视吸水指数、每米吸水指数、连通井总产液量、平均含水率和连通井剩余储量等指标采用升半梯形分布，因为这些指标越大则表示越需要调剖。而压降曲线的压力指数PI和连通油井的采出程度采用降半梯形分布因为这两个指标越大越不需要调剖。梯形分布的特点如下：升半梯形分布计算公式： （3-18）降半梯形分布计算公式： （3-19）图2升半梯形和降半梯形分布图2 升半梯形和降半梯形曲线根据实际问题的特点和要求将升半梯形分布简化为如下形式： （3-20） 降半梯形分布简化为如下形式： （3-21）其中表示单项因素的最小值，为最大值。对于升半梯形分布，例如研究注入动态的决策因子时，主要是由吸水强度来选井，因此为区块所有井中吸水强度最小的井的吸水强度，为吸水强度最大的井的吸水强度，由此求出的各井决策因子介于0，1之间。而对于降半形分布，例如利用压降曲线求PI值时，为所有井中压力指数最小的井的PI值，为压力指数最大的井的PI值，求出的各井决策因子也介于0，1之间。33利用综合决策技术进行调剖选井影响调剖井选择的因素很多，各种因素对选择结果的制约程度也不同。在综合分析影响调剖井选择的各种因素的基础上，结合PI决策技术和RE决策技术以及油田现场实际，将调剖井的选择因素（包括每米视吸水指数、每米吸水指数、压降曲线、渗透率变异系数、吸水剖面的非均质性以及对应油井的总产液量、平均含水率、剩余储量和采出程度等多种因素）归结为注水井吸水能（包括每米视吸水指数、每米吸水指数和压降曲线）、注水井油层非均质性（包括渗透率变异系数和吸水百分数变异系数）和周围连通油井的生产动态（包括对应油井的总产液量、平均含水率、剩余储量和采出程度）三个方面。每项因素的决策因子大小用隶属度来表示，即利用隶属函数求得每项决策因子的大小。331单因素决策选井3311注水井吸水能力决策它包括了每米吸水指数、每米视吸水指数和压降曲线三方面的因素。假设有m口井参加决策，根据定义分别计算每口水井的每米视吸水指数（K）、每米吸水指数（K）和压降曲线（PI），可得到吸水能力指标矩阵: （3-22）对上述指标按偏大型（即升半梯形分布）、偏小型（即降半梯形分布）处理，每米视吸水指数（K）、每米吸水指数（K）为偏大型，压降曲线修正值（PI）为偏小型，并经归一化处理得： （3-23）对K、K、PI的权重打分为： （3-24）吸水能力的评判结果为：B= （3-25）其中B是与R按模糊矩阵的乘法原则计算的结果。经过计算，得出每口注水井的吸水能力决策因子，选择该因子比较大的注水井实施调剖。3312注水井油层非均质性决策它包括了渗透率变异系数和吸水百分数变异系数两个方面的因素。假设有m口井参加决策，根据定义分别计算每口水井的渗透率变异系数K和吸水百分数变异系数W，可得到非均质性指标矩 （3-26）对上式按偏大型（即升半梯形分布）处理，经过归一化处理得： （3-27）对K和W的隶属度进行权重打分： （3-28）非均质性的评判结果为： B= （3-29）其中B是与R也按模糊矩阵的乘法原则计算的结果。经过计算，得出每口注水井的非均质性决策因子，选择该因子比较大的注水井实施调剖。3313周围连通油井的生产动态决策它包括了对应油井的总产液量、平均含水率、剩余储量和采出程度等四个方面的因素。假设有m口井参加决策，根据定义分别列出每口水井的对应油井的总产液量、平均含水率、剩余储量和采出程度，可得到周围连通油井的生产动态指标矩阵： （3-30）对上述指标按偏大型（即升半梯形分布）、偏小型（即降半梯形分布）处理，总产液量（Q）、平均含水率（f）和剩余储量（Ns）为偏大型，采出程度（R）为偏小型，并经归一化处理得： （3-31）对Q、f、Ns和R的隶属度进行权重打分： （3-32）周围油井生产动态的评判结果：B= （3-33）其中B是A与R也按模糊矩阵的乘法原则计算的结果。经过计算，得出每口注水井的周围油井生产动态决策因子，选择该因子比较大的注水井实施调剖。332多因素综合决策选井我们采用多因素综合决策选井，在上一级单因素决策评判的基础上，对吸水能力非均质性和周围油井生产动态三方面的因素进行加权，从而求出调剖井的多因素模糊决策因子FZ。3321模糊综合评判的一般模型设U=为m种因素构成的集合（因素集），为n种评语所构成的集合（评判集）。各因素的权重分配可视为U上的模糊集，记为： （3-34）a为第i种因素u的权重，满足归一化条件。由于n个评判并非都是绝对肯定或否定，此综合评判结果也应看作V上的模糊集，记为： （3-35）其中b反映了第j种评判在评判总体V中所处的地位。假定有一个U与V之间的模糊关系，则可得出一个模糊变换，从而构造一个由3个基本要素（因素集U，评判集V，模糊映射）组成的模糊综合评判模型。即： ：UF(V) （3-36） （3-37）由此即可得出评判模型。事实上，由可诱导出一个模糊关系： （3-38）由R诱导一个模糊变换： （3-39）这意味着三元体(U,V,R)构成了一个模糊综合评判模型。对于多因素选择调剖井，U对应选井指标集，V对应参与决策的井的集合，R对应单因素决策因子矩阵。3322选井的多因素综合决策在充分考虑各选井指标的情况下，采用多因素综合评判来选择调剖井,流程如图3。选择调剖井的多因素模糊决策模型如下：FZ=F （3-40）其中：FZ为多因素模糊决策因子矩阵，FZ=(FZ(1),FZ(2),FZ(m)；表示综合评判的模糊关系（权重）矩阵，=(1),(2),(3)；F表示单因素决策因子矩阵，即 （3-41）m表示参与决策的注水井总数；FZ(i)表示第i口注水井的多因素决策因子；F(j,i)表示第i口注水井的第j种因素的决策因子；(j)表示第j种因素的权重；j表示第j种因素（当j取1、2、3时，分别代表吸水能力因素、非均质性因素、周围油井生产动态因素）。求出每口注水井的多因素综合决策因子后，选择该因子比较大的注水井进行调剖，即选择那些决策因子大于它们平均数的注水井进行调剖，以此作为最后的调剖井选择决策。 图3 调剖选井过程流程图34选层决策在选定调剖井之后，要对调剖井进行调剖层位选择决策。影响选层决策的因素主要有渗透率和相对吸水百分数两个方面。341渗透率因素决策渗透率反映了油层的渗透能力，高渗透层流体流动阻力小，水驱油流动速度快，因此在高含水期高渗透层通常都是高含水层。这样渗透率差别越大，水洗的不均匀程度越高，剩余油相对越集中在低渗透层，因此在选择调剖层位时应该选择那些渗透率比较大的层位进行调剖。首先列出调剖井的单层渗透率指标矩阵： （3-42）其中：K表示单层渗透率指标矩阵；k表示每个单层的渗透率；n表示单层的总数。单层渗透率是偏大型参数，采用升半梯形分布计算公式，得到调剖目的层的决策因子矩阵： （3-43）342相对吸水百分数因素决策根据测井解释的吸水剖面资料计算出每米相对吸水百分数。这样可以得出单层的每米相对吸水百分数指标矩阵： （3-44）其中：W表示单层每米相对吸水百分数指标矩阵；w表示每个单层的每米相对吸水百分数；n表示单层的总数。单层每米相对吸水百分数是偏大型参数，采用升半梯形分布计算公式，得到单层每米相对吸水百分数的决策因子矩阵： （3-45）343多因素综合决策选层首先对单层渗透率K和单层每米相对吸水百分数W进行权重打分： （3-46）而选层的多因素决策因子矩阵为： （3-47）其中：F为选层的多因素决策因子矩阵；F(j,i)表示调剖井第i单层的第j种因素的决策因子；n表示单层的总数；j表示第j种因素（当j取1、2时，分别代表渗透率因素、相对吸水百分数因素）。则选层多因素模糊决策因子FZ为：FZ=F （3-48）由此可以得出调剖目的层的多因素模糊决策因子，选择该因子比较大的层实施调剖，即选择那些决策因子大于它们平均数的层位进行调剖。影响中低渗透油藏调剖效果的主要因素分析4影响中低渗透油藏调剖效果的主要因素分析41调剖剂的影响411调剖剂综述目前国内外的堵水调剖剂发展很快，品种较多。根据堵水调剖剂对油层和水层的堵塞作用，可分为非选择性堵水调剖剂和选择性堵水调剖剂。1）非选择性堵水调剖剂非选择性堵剂是指堵剂在油层中能同时封堵油层和水层的化学剂。可分为：水泥类堵剂，树脂型堵剂，无机盐沉淀型调剖堵剂，凝胶型堵剂，冻胶型凝胶。2）选择性堵剂选择性堵水适用于不易用封隔器将油层与待封堵水层分开的施工作业。这类堵剂按分散介质的不同可分为3类：水基堵剂、油基堵剂和醇基堵剂。它们分别以水、油和醇作溶剂配制而成。412调剖剂的选择调剖剂的选择首先是调剖剂类型的选择，调剖剂类型的选择主要考虑调剖剂与地层的配伍性，其中调剖剂粒径与地层孔喉的关系、调剖剂的化学性质与地层水矿化度的关系、调剖剂的热稳定性与地层温度的关系和调剖剂的酸碱性与地层pH值的关系是最重要的筛选条件。从数目众多的堵水调剖剂中选出适合某油层特性的堵剂，这需要大量的资料和时间，为此将常用的调剖剂的性能参数建立数据库，然后将实际区块的特征参数与调剖剂库匹配来优选调剖剂类型。选择过程中，首先根据调剖剂粒径与地层孔喉的匹配关系初步从调剖剂数据库中选择适合的调剖剂，然后再利用调剖剂的化学性质与地层水矿化度的匹配关系、调剖剂的热稳定性与地层温度的匹配关系和调剖剂的酸碱性与地层pH值的匹配关系进一步优选调剖剂，最后选择出既能与地层孔喉匹配，又能与地层水矿化度匹配、地层温度匹配和地层pH值匹配的最佳调剖剂。调剖地层（即高渗透层）的孔径大小可用下面的公式计算： （4-1）式中： r孔径大小，cm；K渗透率，m；孔隙度。大量的统计资料表明，用这种方法估算出的r值与用示踪剂解释出的r值相近，用这种方法估算的r值可用来指导调剖剂的选择。413调剖剂用量的计算调剖剂用量是调剖施工中的重要参数之一，在研究中采用了多种计算方指数法、面积法、天然裂缝型、人工裂缝型和突破压力法。实际计算时，可合适的计算方法。1）吸水指数法调剖剂注入地层后会引起注水井吸水指数的下降，通常注入调剖剂越多, 其吸水指数下降越多，所以反过来吸水强度越大的井调剖时，为了降低其吸水指数就需注越多的调剖剂。单井调剖剂用量的计算如下：（4-2）式中：Q第j口井的调剖剂用量，m；K第j口井的每米吸水指数，m/(dMpam)；K第i口井的每米吸水指数，m/(dMpam)；用量系数，m/m（由试注井按上式反求，对于没有试注井相似的其它区块的值）；h地层厚度，m；n需调剖的总井数。2）面积法 （4-3）式中：Q调剖剂用量，m；a可及孔隙度，%；r1外径，m；r2内径，m；h有效地层厚度，m；Swi束缚水饱和度；孔隙度。3）天然裂缝法 （4-4）式中：Q调剖剂用量m，；a可及孔隙度，%；Df裂缝宽度，m；Sf裂缝密度，条/；r调剖半径，m；Swi束缚水饱和度。4）人工裂缝法 （4-5） V （4-6） （4-7） （4-8） （4-9）式中： Q调剖剂用量，m；孔隙度，%；Lf裂缝长度，m；V1调剖剂滤失量，m；C综合滤失系数，m/A裂缝的渗滤面积，；t滤失时间，min；Cv粘度控制的滤失系数，m/；Cc压缩系数控制的滤失系数，m/；K渗透率，；P生产压力差，KPa；调剖剂粘度，Pas；Cr岩石压缩系数，1/KPa。5）压力突破法 （4-10）式中：Pi注调剖剂时地层中的压力，KPa；Pb实验的突破压力。图4调剖剂优选程序图一般来说，符合要求的调剖剂较多，经过上述方法的筛选，可筛选出一系列适合该井的调剖剂，为确保措施的成功率，决策者可根据现场经验和自身需求确定调剖体系类。流程图见图4。42调剖工艺1）调剖管柱的下入深度2）试注3）检查油管4）注入设备5）调剖剂的注入压力及排量控制6）顶替清水43方案设计的科学性与合理性方案的优化设计及调剖处理量是影响调剖效果的主要因素之一。调剖处理的主要就是通过改善吸水剖面，启动低渗透层的剩余油，达到稳油控水的目的，可见在确定调剖体系性能的前提下，要达到改善吸水剖面，启动低渗透层其处理量有一下限值，也就是保证主要吸水层的吸水能力降低值达50%以上。本文调剖方案的设计时借助公式法，即前后吸水能力比值法对处理量的下限值进行计算，在此基础上进行方案的进一步优化，保证方案的科学性和合理性。44施工工艺参数的合理性在调剖过程中注入压力系统是平衡的，可依据水动力学方程来表征和描述。在确定调剖体系的性能指标和调剖层位时，可计算出理想状态下(即调剖及优先进入高渗层)某一排量下压力随时间变化的曲线。在调剖施工时，可以通过监控压力来判断调剖剂是否进入目的层。当注入排量和设计排量相同时，调剖注入压力一般在设计压力曲线上下浮动；当调剖压力高于设计压力时，体系己进入低渗层，低渗透层已启动，此时应调整排量；当调剖压力低于设计压力时，表明体系性能指标偏低，应及时调整体系性能参数，以确保措施的成功率。中低渗透油藏调剖效果分析5 中低渗透油藏调剖效果分析目前油田现场主要依据石油天然气行业标准SY/T586593砂岩油田注水井调剖效果评定方法进行化学调剖效果评价。这种评价方法仅对调剖措施有效期内油水井效果进行了评价，没有考虑调剖措施对于连通油井在调剖有效期结束后继续生产过程的影响，从而影响了评价的科学性和准确性。本文的调剖效果评价主要以区块增产油量、增加可采储量与最终采收率、降低产水量、吸水剖面的改善与压降曲线的变化等几个方面进行评价。51区块开采曲线的变化为了对比措施前后区块的动态变化，作出区块的开采特征曲线，通过区块产油量、产液量与含水的变化能直观地了解措施的总体效果。如图5：52增产效果评价在高含水期调剖的