（化学工程专业论文）化学调剖效果经济评价方法研究.pdf

浙江大学硕士研究生学位论文 摘要 化学调剖技术作为注水开发油田机械细分技术的有力完善和补充，为改善油田开发 效果发挥了重要的作用。本文以化学调剖效果经济评价为研究对象，运用油藏工程学、 渗流力学以及技术经济学原理，将油藏和注采井视为统一的整体，综合考虑注水井的注 入动态以及周围油井的连通情况和生产动态，采用数理统计原理、模糊数学综合决策技 术与计算机技术相结合，建立起化学调剖措施决策、效果预测及评价体系，探索了一种 新的化学调剖经济评价方法，研究开发了相应的化学调剖效果经济评价软件。 n 【本文完成的主要工作有： 1 、结合目前常用的化学调剖决策方法，确定了适合大庆油田第五采油厂的化学调 剖措施多因素综合决策选井、选层方法； 2 、运用数理统计方法对已实施化学调剖的井及连通油井的历史开发动态数据进行 处理，总结出了适合大庆油田第五采油厂化学调剖措施效果预测的数学模型； 3 、在对国内已有化学调剖效果经济评价方法进行分析的基础上，从分析化学调剖 措施提高采油速度，降低含水上升率，提高可采储量，增加综合效益角度出发，建立了 整个经济开采期内措施经济评价物理模型，并运用技术经济学原理，分析了化学调剖措 施投资与成本情况，为化学调剖效果经济评价提供了一种新方法。 取得爵主要成果及创新点： ， 1 、主要成果 ( 1 ) 、研究出较为符合大庆第五采油厂油田现场实际的化学调剖措施决策、效果预测 及效果评价方法体系。 ( 2 ) 、建立了化学调剖效果预测模型，可以实现化学调剖措施后水井效果预测以及与 之相连通油井效果预测； ( 3 ) 、在w i n d o w s9 5 9 8 环境下利用v i s u a lb a s i c6 0 开发了化学调剖效果经济评价软 件，应用该软件可对已实施化学调剖措施的井进行调剖效果评价，也可对未实施化学调 剖措施的井进行调剖决策和效果预测。 1 2 、创新点 由于目前国内现有的化学调剖效果评价方法尚存在一定的局限性，从而影响评价的 科学性。为此，本课题在分析国内已有的化学调剖效果评价方法基础上，从化学调剖措 施产生的综合效益角度出发，运用技术经济学原理，建立了整个经济开采期内措施经济 评价模型，在化学调剖效果经济评价方面做了一定尝试和实践，对于降低成本投入，提 高化学调剖措施有效率和措施经济效益具有一定的指导意义，并为进行化学调剖效果经 济评价提供了一种新方法，目前利用该方法已在大庆油田第五采油厂应用1 5 口井，并 取得了良好的效果。 关键词：注水井化学调剖措和经济评价方法习f 涪 浙江大学硕士研究生学位论文 a b s t r a c t a sap o w e r f u ls u p p l e m e n tt om e c h a n i c a ll a y e r i n gt e c h n o l o g yu s e di nw a t e r - f l o o d i n g o i lf i e l d ，t h ec h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lt e c h n i q u eh a sp l a y e da s i g n i f i c a n tr o l ei ni m p r o v i n g t h e d e v e l o p i n g e f f e c to ft h eo i l f i e l d t h i s p a p e rs u b j e c t s t h ee v a l u a t i o nt ot h e e c o n o m i c a le f f e c to ft h ec h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lt e c h n i q u e b ya p p l y i n gt h et h e o r i e so f r e s e r v o i r e n g i n e e r i n g ，t h ep r i n c i p l e s o f p e r c o l a t i o n f l o wm e c h a n i c sa n dt e c h n i c a l e c o n o m i c s ，r e g a r d i n g t h er e s e r v o i ra n di n j e c t i o n p r o d u c t i o nw e l l a sac o m b i n a t i o n ， t a k i n ga c c o u n to ft h ef l o o d i n gp e r f o r m a n c e ，p r o d u c t i o np e r f o r m a n c ea n dt h ec o n n e c t i v e c o n d i t i o nw i t hi t so i lw e l l ，a n d b yc o m b i n i n gt h ep r i n c i p l eo fm a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c s ， i n t e g r a t e dd e c i s i o nt e c h n i q u eo ff u z z ym a t h e m a t i c sa n dt h ec o m p u t e rt e c h n i q u e ，w e h a v eb a s i c a l l ye s t a b l i s h e ds y s t e m so fm e a s u r e t a k i n g ，e f f e c tp r e d i c t i n ga n de v a l u a t i n g ， a n da l s oh a v ed e v e l o p e dan e wm e t h o dt oe v a l u a t et h ee c o n o m i c a le f f e c to fc h e m i c a l p r o f i l ec o n t r o la sw e l la si t sr e l a t i v es o f t w a r e ， t h em a i nj o b sw eh a v ef i n i s h e da r e ： 1 w i t hr e g a r d i n gt h en o r m a l l yu s e dd e c i s i o nm e t h o do ft h ec h e m i c a lp r o f i l ec o n t r 0 1 w eh a v ed e t e r m i n e dt h e i n t e g r a t e d m u l t i - f a c t o rw e l l l a y e rs e l e c t i o nm e t h o dw h i c hi s a p p r o p r i a t et ot h en o 5o i lp r o d u c t i o nc o m p a n y ，d a q i n go i lf i e l d ，w h e nt h ec h e m i c a l p r o f i l ec o n t r o lm e a s u r e i st a k e n 2 b ym e a n so fm a t h e m a t i c a ls t a t i s t i c sw em a n i p u l a t e dt h eh i s t o r i c a lp e r f o r m a n c e d a t ao ft h o s ei n j e c t o r sw h i c ht h ec h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lm e a s u r eh a db e e nt a k e no n ， a n dt h o s ep r o d u c e r sc o n n e c t e dw i t hi n j e c t o r s o nt h i sb a s i sw eh a v ee s t a b l i s h e dt h e e f f e c t p r e d i c t i n gm a t h e m a t i c a lm o d e l ，w h i c hi sa p p r o p r i a t et ot h en o 5o i lp r o d u c t i o n c o m p a n y ，d a q i n g o i lf i e l d ，w h e nt h ec h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o tm e a s u r e i st a k e n 3 o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h ee x i s t e de c o n o m i c - e v a l u a t i n gm e t h o dt oc h e m i c a l p r o f i l ec o n t r o l ，s t a d i n gf r o mi n c r e a s i n gp r o d u c t i o nr a t e 。r e d u c i n gw a t e re s c a l a t i n gr a t e i n c r e a s i n gr e c o v e r a b l er e s e r v e sa n dg e t t i n gm o r ei n t e r e s t s ，w eh a v ee s t a b l i s h e dt h e e c o n o m i c - e v a l u a t i n gp h y s i c a lm o d e lw h i c hc a nb eu s e dd u d n gt h ew h o l ee c o n o m i c a l p r o d u c t i o np e r i o d m o r e o v e r ，w ea l s oh a v ea n a l y z e ds o m eq u e s t i o n s c o n c e r n i n g a 8 s t f t a c t i n v e s t m e n ta n dc o s t i n gb ym e a n so ft e c h n i c a le c o n o m i c sp r i n c i p l e ，a n dp r e s e n tan e w m e t h o dt oe v a l u a t et h ee c o n o m i c a le f f e c to fc h e m i c a l p r o f i l ec o n t r o lm e a s u r e 。 t h em a i n a c c o m p l i s h m e n t sa n di n n o v a t o r yp o i n t s ： 功em a i n a c c o m p l i s h m e n t s ： 1 ) d e v e l o p e dt h es y s t e m so fm e a s u r ed e c i s i o n ，e f f e c tp r e d i c t i o na n de v a l u a t i o n w h i c hi sa p p r o p r i a t et ot h en o 5o i lp r o d u c t i o nc o m p a n y ，d a q i n go i lf i e l d ，w h e nt h e c h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lm e a s u r ei st a k e n ( 2 ) e s t a b l i s h e dt h ee f f e c t - p r e d i c t i n gm o d e lo fc h e m i c a lp r o f i l ec o n t r 0 1 w h i c hc a n p r e d i c tt h ee f f e c to fi n j e c t o r sa n d t h ep r o d u c e r sc o n n e c t e da f t e rp r o f i l ec o n t r o lm e a s u r e s a r et a k e n ( 3 ) d e v e l o p e dt h ee c o n o m i c - e v a l u a t i n gs o f t w a r ef o rc h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o le f f e c t u n d e rt h ec o n d i t i o no fw i n d o w s 9 5 9 8b yu s i n gv i s u a lb a s i c6 0 了h i ss o f t w a r en o to n l y c a nb eu s e dl oe v a l u a t et h ee f f e c to ft h o s ew e l l sw h i c hh a v eb e e nm e a s u r e d ，b u ta l s o c a nb eu s e dt oh e l pm a k ep r o f i l ec o n t r o ld e c i s i o na sw e l la se v a l u a t et h em e a s u r i n g e f f e c tt ot h ew e l l sw h i c hw i l lb em e a s u r e d 2t h e i n n o v a t o r yp o i n t s ： t h ee x i s t e de f f e c t - e v a l u a t i n gm e t h o do fc h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lu s e di no u rc o u n t r y n o r m a l l yc a nn o tp r e s e n tu sa s c i e n t i f i ce v a l u a t i o nd u et oi t si i m i t a t i o n s t h e r e f o r ew e a n a l y z e dt h ee x i s t e de f f e c t - e v a l u a t i n gm e t h o do fc h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o ld u r i n go u r s t u d yp r o c e s s w i l 1e n o u g hc o n c e r nt ot h eo v e r a l li n t e r e s t sp r o d u c e db yt a k i n gp r o f i l e c o n t r o lm e a s u r e s ，w ea l s oe s t a b l i s h e de c o n o m i c - e v a l u a t i n gm o d e la p p r o p r i a t et ot h e w h o l ee c o n o m i c a lp r o d u c t i o np e r i o db ya p p l y i n gt e c h n i c a le c o n o m i c s p r i n c i p l e s f u d h e r m o r e ，w eh a v ep u to u rs t u d yr e s u l t si n t op r a c t i c ea n dg o ts a t i s f 、j i n ge f f e c t w ea l s o b e l i e v et h a to u rs t u d yr e s u l t sh a v es o m es i g n i f i c a n c ei n r e d u c i n g i n v e s t m e n ta n d i n c r e a s i n gt h ee f f i c i e n c ya n di n t e r e s t so fc h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lm e a s u r e s n o wt h i s m e t h o dh a sb e e nu s e do n 5w e l l si nt h e5 l b0 # p r o d u c t i o nc o m p a n y 。d a q i n go i lf i e l d a n dp o s i t i v ee f f e c th a sb e e no b s e r v e d k e yw o r d s ：w a t e rl n j e c t i o n c h e m i c a lp r o f i l ec o n t r o lm e a s u me f f e c t e c o n o m i ce v a l u a t i o nm e t h o dr e s e a r c h 2 浙江大学硕研究生论文 第一肇绪论 大庆油田属于内陆湖瓮条件下形成的特大型油刚，是中阑目前最大的油田，也是世 界上十几个特大漓丽之一嘲。3 。1 9 5 9 年投入开发，截止到2 0 0 1 年底，累计生产原油1 6 2 4 亿吨，占全豳同期陆上油田总产掇的4 7 以上。从1 9 7 6 年开始，连续2 5 年高产稳产5 0 0 0 万吨。 大庆油田位于松辽盆地的中央部分，松辽盆地照中、掰生代时期溉洲吉陆上最大的 内陆湖沉积毓地之一，盆地面积约2 6 x1 0 4 k i n 2 ，内部广泛分布着侏罗系、自垩系和第三系 的地层，总厚度达6 0 0 0 m 以上。大庆油蹬的生油层、储油层和藏层属下彝垩系的海出口 组、姚家组和嫩江组蛾层，有缀厚的生油崭发育于靛地的中央部位，从北而南延伸的河 流三焦洲相砂岩袈体楔入生油岩之中，组成了缀好的生濮、德油秘藏层组会嘲。 储油层为下白垩系的一套内陆湖盆的河流要角洲相沉积的碎屑澍，在这段沉积 过程中，多次发生不圈瓣摸熬湖避襄濑退，形成了l 譬多提带不羼、援撰大小苓阉、壤露 性差异及岩性物性有很大差别的各式各样的砂体，谯纵向上置相穿插、交织在一起，平 蘸上不露相豢频繁变豫，魏残了卡分复杂瓣德集层沉积俸系，l 均震链十分严耋，表襞 为： 姨链势裁嚣我缀翔上羲，洼瀑分毒势羧长，洼滋蘧数多，攀层浮度较薄，鬃麓蒺冥 很大，目前开采的主要目的层萨、葡、高三套油层井段长达3 0 0 5 0 0 m ；单井可钻j 羼不同 煎矮憝i 盔屡死至上嚣令擎瑟，铁这些擎溪静岩心土溪察，羧薄豹哭霄死蓬米，褥最大 的有l o 2 0 m 厚，前者多为河间薄层砂或前缘席状砂，后者则为河床砂。单层空气渗透 率饫接近予零，最大甏速4 0 0 0 5 0 0 0 x 1 0 - 3 弘岔，瑟熬来看，缀向上移、灞闻互分奄，丽 砂滕中薄层、厚层，低渗透层、高渗透层又相互交互，给油田开发带来很大的困难。 1 ，2 大庆油豳应用分艨开采工艺技术的必凝性 陆襁棼均矮、多溜蔟砂岩灌藏，由于葵震闻、乎嚣秘屡瘫渗渡特瞧上存在藿竣最差 i 第一章绪论 异，从而决定了要提高这类油藏的注水开发效果，必须具有一套相应的分层开采工艺技 术。针对不同开发阶段的需要，以提高各类储层动用程度和油田开发效益为目的，发展 并形成了以分层注水、分层堵水、分层改造和分层测试为主体的同井分层开采工艺技术 系列。1 。通过分层注水，使各类油层具有足够的驱动能量，为提高可采储量动用程度和各 项措施效果奠定了基础。 大庆油田是一个具有6 0 1 0 0 个小层、层间渗透率级差高达6 0 以上的特大型非均质 多层砂岩油藏，各类油层在层间、平面和层内均有很大的差异性。通过划分不同的开发 层系，每i ：1 井仍有几个或十几个小层进行开采，各层之间以及单层在平面上的渗透率仍 然存在着较大差异，这些差异对注水开发效果有很大影响。大庆杏树岗油田，由于一套 层系内各油层的沉积特征不同，高渗透率油层是河床沉积或河流作用较强的条件下形成 的，而低渗透率油层是在洪水泛滥或河流作用较弱的条件下形成的，当把具有不同沉积 特征的油层组合成一套开发层系进行注水开发时，油层产能和出油厚度大小与渗透率高 低密切相关，渗透率越低，产能越低，不出油的厚度所占比例也越大。 对大庆油田这样一个注水开发的非均质多层砂岩油藏来说，只有自始至终坚持搞好 分层开采，并针对不同开采方式和开发对象的特点，不断发展、完善分层开采工艺技术， 才能提高油田最终采收率和油田开发整体效益。 1 3 目前常用分层注水工艺技术 大庆油田注水开发过程，就是不断调整非均质油层层间、平面和层内差异的过程。 油田开发初期的注水工作，由于基本上是按不同性质油层的自然吸水能力进行笼统注水 的，致使不同渗透率的油层吸水量相差几倍到几十倍，造成注入水单层突进和平面蛇进， 严重影响了油田的注水开发效果。为此，从1 9 6 4 年开始，针对开发初期注水层段划分比 较少的特点，研究应用了同井固定式分层配水工艺技术，通过对高渗透层单卡控制注水， 对其它层段加强注水。油田进入中含水期开发阶段后，针对主力油层分层注水的需要， 研究应用了分隔法分层注水技术，使用能多级和调配简便的偏心式分层配水工艺技术把 油层分隔为若干注水层段，注水层段的吸水量靠配水器来调整注水量多少，实现注采方 浙江大学硕士研究生论文 案的要求，为更好地发挥该区各类油层的作用创造了条件。机械细分注水技术较好地解 决了较大卡层内的分层注水问题，改善了油田开发效果。 长期注水开发油田，由于油藏平面和纵向上的非均质性及油水粘度上的差异，油水 井组内的不平衡，势必造成注入水沿高渗透层向生产井窜进，造成油井过早出水，而油 井出水问题如果得不到及时解决不仅会严重影响油气井产量，而且会降低采收率，增加 生产成本。因此封堵高含水层，开采效益更大的低含水油层变得越来越重要，目前国内 外都极其重视这一项技术的研究和应用。 为了减少注水井的指进现象对油井造成的影响，在油田开发中，主要对水井采取细 分措施。常用的就是用封隔器卡封层段，但是由于水井套变、油层厚度过大、复杂沉积 韵律以及受机械细分卡距的限制，无法对部分水井实施机械细分。注水井化学调剖作为 机械细分的有力补充和完善已经引起了国内外许多学者的高度重视，并在油田现场得到 广泛应用，通过不断的研究与应用化学调剖技术日臻成熟和完善。 1 4 化学调剖技术 化学调剖技术通过向地层中的高渗透层注入调剖剂，利用调剖剂在地层凝固或膨胀 来降低高渗透层的渗透率，迫使注入水进入低渗透层，增加注入水对低含水部位的驱油 作用，从而有效地调整注水井的吸水剖面和采油井的产液剖面，扩大水驱波及体积，增 加水驱可采储量，控制油田综合含水上升速度，提高油田开采效益。 注水井调剖，不仅应从单井注采状况考虑，最终应归结到产油的利用程度、注入水 的波及体积、注水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。 国内外油田多年的实践表明，从油藏整体上看，调剖效果主要表现在下述五个方面“1 ： 一是降低油井的含水比，提高产油量。封堵或卡堵高含水层，减少了油井的层间干 扰，发挥了原来不能正常工作的低渗透层的作用，改变了水驱油的流线方向，提高了注 入水波及体积。因此可以有效地提高采油的日产水平。 二是增加产油层段厚度，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，改善注水驱替效果。 第一章绪论 嚣是菠蛰注承著懿蔽拳裁嚣。注拳劳落裁螽改饕了注末势爨蔽隶割藤，缀囊主控涮 高渗透麽过简的吸水能力，使低渗透层的啜求能力糯成提高，某些不暇承层开始吸永， 从嚣增嬲了注入承的波及体积，扩大了浊井的见效鼹使和方向，改善。r 井组的注入开发 效莱。 戛楚麸熬镕上羡蔷注入开发羧莱。涟毽区决夔熬薅楚莲彀：黪豪褒凳蹙令送块开发效 果褥到改静，医块含水上舞遮淡减缓，产量递减速度下降，区块水驱特征曲线斜率变缓。 荦在1 9 7 9 年，h e s s e r t 和f 1e m i n g 潮就指枣，利溺浆台携凝胶霹簿效她控铡涟井含水， 这项措施的成功率不怒很高。焚毽新墨西掰( n e wm e x i c o ) 采效率研究巾心的s e r i g h t 鞠 戮8 凋鞫霜数篷分撼方法疆究了谖翻蘩在不溺渗透麓鞠穿透深菠。1 9 9 2 笨，m a r k 。h o r f n e r 程r a m v s e e t h a r m “”等人利瘸平静管岩心实骏磺戆了聚会魏谖猁翔豹遮撵性进入能力。 八十年代，楚国除了对聚丙烯虢黻交联的凝胶进行了大量的研究外，谶对聚丙烯虢胺本 身款缀构进行了改进，飙聪研巍懑了一些耨型的聚瓣烯酸胺型堵荆以邋敷不同靛黎要。 褒六、七十年筏我善诵蘩烹黉是攀并调鬻，未婺篷擎楚蟪稷器注承磐熊努瑟稷拳状 况和油井的产液削面来确定是资存在商渗透率层，进入a 十举代衙调潮靛发鼹为井缀帮 区块的调剡，在选择调剖水并时童要根据吸水剖丽、产液剖谳及注采时应状况等动态分 辑，避a 九十年终嚣薅着冬静麟鼓零数茨曩，调剂势翳选择嚣趣科学爨纷。 大庆漆珏l 是一个多层系、厚发发育，渗逶率分农不均匀豹 # 稳骚投滚整，层海差异 大，虽然采取了分几套井网开发不同层系，儇仍没有很好地解决局部辩缀和区块的注水 井突进闯聪。髓整调剖工芑技术的发展。大庆油蹦不断加大了化学调刹井措施技术的研 究。麓霹不凝嬲大了德学诞裁播壤戆实蘧秀度。获1 9 9 7 零至2 0 0 t 年，丈庆滚圈共窦麓 佬学调剂9 1 0 并次“，可对眈连道油并累计增漓t 6 。0 1 4 l o ，障求2 l + 6 7 l o 3 ，对改 善油羽开发效果超到了积极的作用。 1 。5 漓田糯场常雕纯攀调削效鬃缝潇洋嫒方法 隧着浦穗开发逐莎转趣熬经济散兹戈孛心，播旅经济舞徐在念盈黩潜警瑷遗疆审魏 作用越来越为人们所羹视。目前潮内现有的调剖效聚经济评价方法只照搬据调剖有效勰 4 激汪大学骚疆究生论叟 内措施井连通油井的增油黪水情况进行简单的投入产出谬估或生产贼本评估，没有考虑 调剖措施对于连通油井整个经济开采期内的影响。因而有必要对化学调剖效果经济评价 方法微燹为深入绷致的探讨。 目前油田现场上经常采用简单投入产出评储法和生产成本评估法进行化学调剖效果 经滂评 翕“。 简单投入产出评估法： 箍攀投入产爨谬售法秘以处理螽壤产戆酒爨_ 粳蘧学调裁接燕投入终为译德鹣铱摆，求 得其化学调剖措施纯经济效菔和实际投入产出比，具体计算公式如下： 接攘产密彀焱； q 。= c o 4 9 _ o ( 1 - 5 1 ) 接藏投入费溺； 瓯= ex w + c ， ( 1 - 5 2 ) 缝筑漭效益! q = q 。一或 ( 1 - 5 - 3 ) 授入产出院： r = q 。蜴 ( 1 - 5 - 4 ) 式串：q 、g 分掰兔纯学调割措施产密效蘸和播施投入赞用： d q d 调剖措施累计增油量i g 、o 、o 分别为原油价格、调澍帮单价和现场施墨费； q 化学调剖纯经济效舔 w 调割剂用燕。 生产成本评估法： 化学调剂措施在增加油蹩的同时也增加了原油生产成本，生产成本评估法通过对院 措施有效期内调划措施与未措施时吨浊生产成本也可评价化学调刹经济效益悸况。 未采取调剖摘施时吨油难产成本； 第一章绪论 c = i t 。+ c ，统+ q q , o o ( i - 5 5 ) 采取调剖措施时吨油生产成本： c = 。+ c 。轨+ q 9 + c ，j 筑 ( 1 - 5 6 ) 式中：c 、c 分别为未措旌与措施时吨油嫩产成本； q 、gg ，分别为与液、涵以及与并有关的费用； g 厂化学调剖措施费用( 含药剂费与施工费) ； 9 、q ，分别为来措施与措施时产液薰； 仍、g 分别为朱措施与措施时产油爨。 从上述分析我们可以看出，简单投入产出评估法和生产成本评估法仪对调剖措施有效 期内成本或效益情况进褥了评伶，没有扶熬令经济努采麓对调裁措施遴行全嚣评馀，扶 而影响了评价的科学性和准确性。在石油众业与国际石油市场接轨的新形势下，细化油 瞪缀营管理，逮求接麓经滚效益簸大证裁援褥更必羹要，困戴蠢必要建鼗起较戈宠蛰戆 化学调剖效果经济评价体系。 8 褒值法 l ：拳酒誊| 效果经济译徐方法 他学调割技术通过恕地层中的糍渗透层注入堵刹，利用堵剡凝固或膨胀来降低离渗透 层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部彼的驱油作用，从而有效地调熬注水井的吸水 剖露翻连通慕涵并的产液割匿，扩大水驱波及体积，增加本驱蜀采储量，降低综合会水 上升速度，从而提高油阳开发经济效益。也就是说，化学调剖措施不仅对连通油井有效 矮内熬生产壤况产生影嫡，也将慰手螽续生产稳况产生影豌( 铡强虫予调测剡封圭蠢了毫 渗遴层，减少了油井的朦间干扰，使原来来动用的低渗透层得别动用，改变了水驱油的 滚线方定，爨蹇了注入窳豹波及传捩，从露壤鸯曩了霹袋镳量 ，尽篱有效麓缨寨露逡逐、蘧 井产量已达到调剖前水平，但后续生产过襁的产量递减将不会褥遵循未措施时的递减规 律，霾瑟经济开采鲢藤葶瑟累诗产潼量遣将发生变铯“8 。 化学调剖措施对措施井措施投入以及逑通油井开采成本费用、经济开采时间、可采 键鬟、综合效藏等方嚣魏终翅可爝菝术经济学潦瑾来疆述：鞠实燕证学灞蘩臻藏增嬲了 6 浙江大学硕士研究生论文 露定资产投资，篷疑时，麦予经济牙采时耀夔变纯，爱续生产过程中瓣生产裁本释费震 也将发生变化；累计产油量的将增加，将增加产品的销售收入，这些都将使措施后净收 蘸现蓬发生变纯。 本文在对国内已有化学调剖效果经济评价方法进行分析的基础上，从分析化学调剖 臻箍提毫采涵速度、降羝含承上升率、掇离可采镱攘、蹭嘉嚣练合效益角废出发，建立了 按个经济开采期内措施经济评价物理模型，并运用技术经济学原理，分析了化学调剖措 灏投资与成本清况，在纯学调翻觳采经济评价方两擞了一定尝试帮实践，为送行化学调 剖效果经济评价提供了一种新方法，目前利用该方法已在大庆油田第五采油厂应用1 5 口 并，并取得了良好静效果。 本文第二章介绍丁化学调剖决策技术的有关方法，确定了现场化学调剖多因索综合 决策选井、逸层的方法；第三章首先介绍了常用的调割措施效果预测方法，通过对比历 史数据的统计分析确定了符合本油田的规律；第四章介绍了化学调剖效果评价的几个方 掰；第五章绪合经济学原理建立了化学调制效果经济评价新体系；第六章为计算泳例； 第七章为结论和认识。 第二蠢化学调割嫁叁决策技术 第二耄化学调剖综合决策技术 2 1 引言 化学调割措施豹成败在很大稷度土取决予措熬决策静辩学性j 秘效果预测黪准确牲。 以前国内现场在调割并的选择上通常采用下述两种方法：一怒根精现场经验，透过定性 分析确定调剖井层，该方法简单易行，但存在很大程度的不确定性；二是单纯采用数值 模拟遴行决策，采用这秘方法，遗卷甓要地震建摸、历史拟会瓤方案优化等：i 建程，若达 至优他目的需要耗费大量时间。“九五”期闯，调猁决策技术取得了重犬避展，逐渐形成 了区块整体调制p i 决策( p r e s s u r ei n d e x ) 以及油藏工程r e 决策( r e s e r v i o r e n g i n e e r i n g ) 薅大决策技术“4 ”1 1 6 o 医块整体调剿p i 决策技术以注水井井口压力降落试势为理论基 础，在给定的时阔边界条件下，由蘧力降落蠢线计算注承井静p l 馕。蠢予p l 蕊同地屡渗 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p i 使可以确定需要区块整体调剖的决策参数。丽油藏工程r e 决策技术是将油 藏工稷理论和数德模掾技术有桃蟪结念为一体，誉但金覆遮考虑了注寒势的注入动态， 而且也考虑了周围油井的连通情况和难产动态，通过对渗透率、吸水箭面、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。 嚣蘸现场遴豢采用定性分柝方法寒选择调割势，因露存在较大豹琴确定性。为此， 我们首先对影响调箭并选择的各种因素进行综合分析。 2 。2 影响佬拳调割共选撵豳素 影响化学调剖井选择的因素主要有注水井吸水能力、注水井油层非均质状态以及相 连逶油井生产动态等。 2 2 1 反映注水并蔽水能力的参数 反映注水井吸水能力主要有每米视吸水指数( 偏大型) 、每米吸水指数( 偏大型) 、 井口羼降鳇线( 镳小型) 等参数。 2 2 1 i 每米视嗾承指数 r 浙江大学硕士研究生论文 笼统注水井 k 一：上 s p 。h h 式中：g 全井注水量，m 3 d ， 卜吸水厚度，m ， 只， 井口注入压力，m p a 。 分层注水井 k ： 鱼 。 p w h 一p i ) h i 式中：q ，小层注水量，m s d ， 胁小层吸水厚度，m ， o 一视吸水指数，n 3 c d m e a ) 。 2 2 1 2 每米吸水指数 ( 2 2 1 ) ( 2 2 2 ) 每米吸水指数是指单位生产压差下每米油层日注水量。 。瓦南( 2 - 2 - 3 ) 式中：只。厂一注水井流压，m p a ， 只注水井静压，m p a ， 岛视吸水指数，m 3 ( d m e a ) 。 若利用指示曲线则可按下式计算吸水指数： 疋：丝二! 1 7 ( p 2 一p 1 ) h 式中：g ，g 厂不同压力下的注水量，m z d ， p ，p 厂一不同日注水量时的对应注水压力，m p a 。 ( 2 2 4 ) 第二章 化学调剖综合决策技术 岛视吸水指数，m 3 ( d m p a ) 。 _ l 广一为注水井吸水厚度。 2 2 1 3 井口压降曲线 井口压降曲线是指井口压力降落变化曲线，即注水井在正常注水条件下突然关井测 井r 3 压力随时间变化的关系，然后用下式计算值。 ( 2 - 2 5 ) 式中：p 卜一压力指数； p 关井后注水并压力随时间变化的函数； 卜一关井测试时间。 若已知关井时间，则可由注水井井口压降曲线计算出该曲线的c p ( f ) 出( 如图2 - 2 1 所示) ，从而得到注水井的压力指数值。 ( o ，0 ) 时间t ( m i m 图2 2 1 由注水井井口压降曲线计算j p ( f 胁 2 2 2 反映注水井油层非均质状态的参数 反映注水井油层非均质状态主要有渗透率变异系数( 偏大型) 和吸水剖面非均质性 ( 偏大型) 等参数。 2 2 2 1 渗透率变异系数v ( k ) 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的概念来 描述油层的非均质性。渗透率变异系数的计算公式如下： 骨皇山r出 浙江大学硕士研究生论文 露面嘶 1 一 ( 2 2 6 ) 式中：凰渗透率变异系数； ，第i 层的渗透率； 卜平均渗透率； 厂一第i 层的厚度。 2 2 2 2 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，通常吸水百分数变异系 数较大的井是应该调剖的井。计算出每口注水井的吸水百分数变异系数w ( i ) 后，利用简 化的升半梯形分布表示成选择调剖井的决策因子。吸水剖面资料能直接反映注水井的单 层吸水状况的差异，单层吸水强度越大，注入水的不均匀推进越严重。通常采用吸水百 分数的变异系数差异来描述吸水剖面的非均质性。 。 ( 2 2 7 ) 式中：w 广吸水百分数变异系数； w 广第i 层的吸水百分数； 旷一平均吸水百分数； a 广第i 层的厚度。 此外，相连通油井生产动态参数对调剖井的选择也有影响。相连通油井生产动态参 数主要包括连通油井总产液量和平均含水率( 偏大型) 、连通井剩余储量( 偏大型) 和采 第二章化学调剖综合决策技术 出程度( 偏小型) 等参数。 2 3 知识的不确定性表示方法 从定性的角度利用渗透率、吸水剖面、注水井注入动态和井口压降曲线等四方面因 素可以选择调剖井，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，达到选择最佳调剖井的目的。 因此，需用专家系统知识的不确定性表示方法，将这些选井依据表示或决策推理的决策 因子( 专家知识) 。知识的不确定性表示方法如下： 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( 1 aa ) ，可求得 每项因素的决策因子( f ) 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、渗透率和注入动态三项指标采用升半梯形分布，因为吸水剖面 和渗透率的非均匀性越大、吸水强度越大，越需要调剖。而压降曲线的压力指数采用降 半梯形分布，因为压力指数越大越不需要调剖。梯形分布的特点如下： 升半梯形分布计算公式： 降半梯形分布计算公式： o x 一口l 口2 一口l l j a ，一x a 2 8j d x 口 q x 吒 口， x 0 a 图2 - 3 1 升半梯形分布图2 - 3 - 2 降半梯形分布 ( 2 - 3 - 2 ) 协 一 钮描 碣 x q r 浙江大学撷士研究生论文 根据实际目题的特点和襄求将毙分布菇麓化成麴下形式： 比g ) = 三旦h x 口：) ( 2 - 3 3 ) a 2 一a i 其中a ，表示单项因素的最小值，a ：为最大值，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a 。为区块所有水井中吸水强度最小的井的吸水强度，a 。为 啜承强瘦最大并懿啜窳强凌，因毙求爨瓣各势决策溺予舟手鞫，l j 。 降半梯形分布： , u a g ) = 旦兰0 i x 鬈口2 ) ( 2 - 3 4 ) 0 翔2 0 0 麓纯舞半攒形分毒蘸2 - 3 碡燕纯降擎撵形势卷 2 。4l 坶震阑题驰搓述方法 2 4 1 统计举计算法 渗透率平均值： 渗透率平方的平均值 e ( k ) - - 臻置2 n 谁) = 珥墨2 矿酝) = 乒酽网e ( k ) ( 2 缸1 ) ( 2 - 4 - 2 ) ( 2 - 4 - 3 ) 该法诗算懿渗遴零交箕系数豹交像范垂蔻o 一之溺，鲞予交往藏围较大，难疆建立 第二章化学调剖综合决策技术 起非均质程度的概念。 2 4 2 正态分布法( d y k s t r a h 法) 矿忙) ：_ ( k - k o ) ( 2 - 4 4 ) 肝 只适用于渗透率呈对数正态分布的油藏。 2 4 3 劳伦兹系数法 该方法既适用于渗透率的随机分布，计算的变异系数又在o 1 之间。劳伦兹系数的 计算公式为： 矿= 急 协。剐 鉴于许多井的渗透率和吸水剖面分布不符合正态分布规律，为定量描述非均质问题， 本文采用了劳伦兹系数法计算渗透率变异系数和吸水剖面变异系数。基于对数正态 分布的渗透率变异系数的求解方法如下： 一是将各井和小层对应的渗透率值按由大到小的顺序排列，并求出渗透率不低于该 层渗透率( k i ) 的所有小层厚度的累积百分数，即： j 。h h 秘( h + h z ) h k ( l l + h 2 + + h o ，h k 。 i 二是利用正态分布函数f 似) = 去；翻求得当 f 佤) = 坼，+ ：+ + 。) 日时的解石，求解方法采用迭代法。 三是对所有k 取对数，则有： l g k m 。f l ( h l h ) 浙江大学硕士研究生论文 l g k 2f - 。砌l + h 2 ) h ) l g k i l g k 。 3 7 1 四是当 。h = o 5 和0 8 4 1 时，所对应的渗透率为k j 。和k s 4 j ，则变异系数 = 竺粤，平均渗透率的求法为： k e “ 窆k 红 足= ( 2 舶 式中：，r 一小层数。 h - 一总厚度； 陆一第i 小层渗透率。 彬一第i 小层厚度； 足平均渗透率。 2 5 利用综合决策技术进行化学调剖选井 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，为此，我们 在综合分析影响调剖井选择的各种因素基础上，结合r e 决策技术、决策技术以及油 r 1 现场实际，将调剖井的选择因素( 包括注水井的视吸水指数、吸水指数、压降曲线、 渗透率变异系数、吸水剖面的非均质性及对应油井的含水、采出程度、控制储量等多种 因素) 归结为渗透率、吸水剖面、注水井注入动态和井口压降曲线等四方面因素，利用 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e 的大小， 其中渗透率、吸水剖面、注入动态三项指标采用升半梯形分布，即偏大型；压降曲线中 第二章化学调剖综合决策技术 压力指数采用降半梯形分布，即偏小型。 2 。5 1 单因素决策邃弗 2 5 1 渗邂率