石油大学-分注措施效果评价方法研究

分层注水措施效果评价方法研究

赵明宸1

陈月明 袁士宝 雷占祥

（中石化胜利油田东辛采油厂，中国石油大学（华东）石油工程学院）

摘要：综合了分层注水措施前后的生产动态资料，水驱曲线评价，监测资料和经济效益等各方面的

指标，应用模糊综合评价的方法对分层注水措施效果进行评价，各指标的权重采用层次分析法进行确定。评价结论能够客观地反映分层注水措施的效果，为以后分析影响分注措施效果的因素奠定的基础，使措施效果评价方法系统化，定量化。

关键词：分层注水 措施效果 模糊综合评价 层次分析

Abstract: Combining several indices, such as production performance data, water flooding curves,

monitoring data and economy assessment, this paper evaluates the effects of the stratified waterflood measures with the fuzzy mathematic theory, in which the weighing coefficient of the indices is determined according to the Analytic Hierarchy Process method. The conclusion can reflect the effects of stratified waterflood measures objectively and make the appraisal method systematically and quantitatively.

Key words: stratified waterflood comprehensive fuzzy appraisal Analytic Hierarchy Process

前言

分层注水是油田大面积进行控水稳油的基本措施之一，对分注措施效果的认识就显得尤为重要，因为只有措施效果有了客观的认识才能对影响措施效果的因素进行分析进而对分注施工进行指导。

以往对分层注水措施的效果评价多是单因素评价或者多个单因素的罗列。单因素评价的结果往往是片面的，而且用不同的单因素评价方法评价有时会出现相反的结论。这样就有必要建立一套完善的分层注水措施效果评价方法。

模糊综合评价可以考虑分层注水前后的各方面因素，把各种不同的指标进行模糊运算，得出符合实际情况的评价结果。

1 模糊综合评价的原理和方法

1.1 模糊综合评价的原理

模糊综合评判就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价，是综合决策的一个有力数学工具适合于评判影响因素层次性及影响程度不确定性项目[1]。

影响评价对象的各种因素或指标记为{}n u u u U ,,,21 =，评语等级组成评语集合记为{}m v v v V ,,,21 =。

对于一个评价对象X 的综合评价应同时考虑论域U 中的n 个因素的优

赵明宸 男 中石化胜利油田东辛采油厂，联系方式：0546-8535109，Email ：zmc@

劣等级，即论域{}m v v v V ,,,21 =中的m 个等级，最后结合每种因素的权重得出评价对象的总评语[2]。

当评语j v 为模糊概念时，j u 的可能性就是()ij i v r u j =μ。设()

m

n ij

r R ⨯=已知，综合评

价函数通常选择权重系数()n a a a a ,,,21 =(其和等于1)，使评语对象x 属于m v v v ,,,21 的隶属度为：

()()()()⎥

⎥

⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=nm n n m m v v v r r r r r r

r r r an a x x x 2

1

22221

11211,,1,,,111μμμ

（1）

1.2 各评价指标权重的确定

权重的确定方法有统计法、模糊关系方程求解法、相似样本确定法、层次分析法，本文采用层析分析法。

层次分析法（The Analytic Hierarchy Process ，简称AHP ）是一种定量与定性相结合，将人的主观判断用数量形式表达和处理的方法。同时引入了Saaty 提出的1-9标度法，构成判断矩阵，其含义如下表1所示。通过计算判断矩阵的最大特征根及对应的特征向量，即某一层因素相对上一层某一个因素的权重系数。这种方法不仅简化了系统分析和计算，还有助于保持判断的一致性。为此，引入判断矩阵最大特征根以外的其余特征根的负平均值CI 作为一致性的指标。

max 1

n

CI n λ-=

- （2）

为了度量不同阶段矩阵是否具有满意的一致性，又引入了平均随机一致性指标RI ，对于1-9阶判断矩阵的RI 的值为下表2所示:

表1 层次分析标度表

表2 一致性检验评价标准

CI 和RI 的比值称为随机一致性比率CR ，当CR =CI /RI <0.1时，即认为矩阵具有满意的

一致性，否则就要调整判断矩阵。 1.3 隶属度的确定方法

考虑油藏分注措施的特点，在进行了多次数值实验的基础之上，将传统的岭形函数加以引申。同时，将非等距的区间线性变化成等距区间，将隶属度分布密度函数用对称形式的岭形分布表示。用区间内的平均分布密度表示该区间的隶属度，得到该评价指标X 在模糊集合A 各区间的隶属程度。

2 分层注水措施的效果模糊综合评价方法

选出常用的措施效果评价的9种指标，将这些指标根据不同的方面将其分为四类（动态开发指标，水驱曲线评价指标，动态监测指标，经济效益指标），进行二级模糊综合评价，分层注水措施效果评价指标递阶层次结构见图1。

措施有效期定义为措施实施时开始到井组的月产油量下降到措施前的水平的时候结束。现场把两次施工的间隔作为有效期，和我们的定义不同，从油藏工程的角度来看是不对的。

分注合格率就是对每一段内的配注与实注的比值进行平均的概念。假设分注工艺为一级两段式，则分注合格率为：

)1()1(1002221

⎦⎢⎢⎣⎡-+--=p s p s Q Q Q Q abs E （3）

式中 E — 分注合格率，%；Qs — 段内配注，m 3；Q p — 段内实注，m 3；

这一指标反映了分注措施每一层段的效果，分注合格率变化就是措施前后的分注合格率的差。

3 模糊综合评价方法评价分层注水措施效果的实例

3.1 评价分注效果的实例

东辛油田在2000到2002年在不同的区块进行了分层注水措施，因为断块油藏的复杂性，措施井所在的断块类型、油藏沉积相、原油性质都有很大差别。为了研究分层注水措施在不同油藏上的适应性就要对其效果进行评价。应用模糊数学原理对某井组实施的分层注水措施