基于模糊综合评价法的水驱开发效果评价

基于模糊综合评价法的水驱开发效果评价
司想;汪宁宇;焦冀博
【摘要】本文通过低渗透砂岩油藏分级标准建立适用于A8区块的水驱开发效果评价体系,并采用模糊综合评价法对该区块进行开发效果评价.在模糊综合评判过程中,使用层次分析法和改进的梯形隶属度分布函数确定各个评价指标的权重和评判矩阵,经过模糊线性变换求得最终评价等级,结果表明,A8区块的水驱开发效果为\"中\"级.
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2019(000)004
【总页数】3页(P18-20)
【关键词】模糊综合评价法;水驱开发效果;评价指标;层次分析法;梯形隶属度分布函数
【作者】司想;汪宁宇;焦冀博
【作者单位】东北石油大学提高采收率教育部重点实验室黑龙江大庆 163318;中国石化西北油田分公司,新疆轮南 841604;西部钻探克拉玛依录井工程公司 3,新疆克拉玛依 834000
【正文语种】中文
【中图分类】TE347
在油田开发过程中，不断进行油藏开发效果评价，是了解当下开发状况、发现开发
问题、制定改善油藏开发效果措施的重要手段。

A8区块为大庆长垣外围低渗透砂岩油藏，具有储层物性差、储层能量保持水平低、剩余储量动用难度大等特点，为合理开发此类油藏，需要及时评价水驱开发效果。

由于水驱开发效果评级指标多，各评价指标间关系复杂、模糊性高，决定采用模糊综合评价法对该区块进行开发效果评价，定量表示评价指标间的相互关系。

1 模糊综合评判法
模糊综合评判法[1,2]是利用模糊变换原理和最大隶属度原则将与评价对象主要相
关的各个评判指标用模糊集合表示，通过评判矩阵和评判指标的权重之间的线性变换，得出模糊集合的评价结果。

通常适用于评价多因素、复杂性高的不确定性问题。

1.1 模糊综合评价数学原理
在模糊综合评价中涉及到3个基本要素的确定：（ 1）确定因素集，即各个评判指标的集合：U=（ u1，u2，…，un）。

（ 2）确定评判集，即评语等级的集合：
V=（ v1，v2，…，vn）。

（ 3）确定模糊评判矩阵 R=（ rij）n×m，需建立隶属度分布函数求出。

另外，在评价过程中，还需考虑各个评判指标对评判等级的优先级，即权重X，其为因素论域的一个模糊子集，X=（ x1，x2，…，xn），且必须满足归一化条件。

由X和R通过模糊线性变换可得到综合评判结果P，如公式1所示。

最后根据最
大隶属度原则，集合P中的最大值为模糊综合评价法对于评价对象的最终结果。

1.2 评价步骤
在模糊综合评判中，首先要确定评价对象，确定评价因素集U和评价集V，其次
利用层次分析法进行单因素权重求解，建立隶属度分布函数并求解出评判矩阵R，最后通过单因素权重和评判矩阵之间的模糊线性变换得出评判结果P。

2 开发效果评价
A8区块含油面积20.12km2，地质储量1563.64×104t，1991年6月投产，截
止2018年底共有油水井264口，其中生产井198口，注水井66口。

累计产油169.44t，累计产水 43.56104m3，采出程度 10.84%。

根据静态资料，平均渗透
率9.07μm2，平均孔隙度20.15%，油层有效厚9.8m。

应用上述模糊综合评价法对该区块截止2018年底水驱开发效果进行评价。

2.1 评价体系的确定
评价体系是由因素集（评价指标）和评价集（评价等级）构成。

在筛选评价指标时，考虑到低渗透油藏储层渗透率低，储层物性差，注采井网完善程度低等特点，为反映低渗透油藏的开发状况、井网适应性、注水状况以及管理情况，结合低渗透油藏开发效果评价指标的全面性、动态性、独立性和可操作性原则，筛选出10个评价指标。

由于评价等级的分级标准具有一定的模糊性，另外考虑到低渗透砂岩油藏较中高渗透油藏的储层物性差，水驱开发难度较大，开发水平较低等特点，在开发效果评价中不能沿用常规砂岩油藏评价标准进行评价。

因此，根据《油田开发水平分级》中低渗透砂岩油藏分级标准[3]，结合A8区块的水驱开发特点，采用三级评价标准
进行评价，即评语为“好、中、差”。

评价标准见表1。

表1 低渗透砂岩油藏水驱开发效果评价标准Tab.1 Evaluation criteria for water flooding development in low permeability sandstone reservoirs评价指标评价等级好中差水驱采收率/% ≥30 [20，30）＜20剩余可采储量采油速度/% ≥5 [4,5）＜4含水上升率/% ＜0.6 [0.6,1.5）≥1.5即时含水采出比＜3 [3,5）≥5
水驱储量控制程度/% ≥70 [60，70）＜60水驱储量动用程度/% ≥70 [50，70）＜50地层能量保持水平/% ≥90 [80,90）＜80油水井分注率/% ≥70 [60,70）＜60油水井措施有效率/% ≥70 [60,70）＜60油水井综合生产时率/% ≥70 [60,70）＜60
2.2 单因素权重的确定
层次分析法[4]是对一些较为复杂、较为模糊的问题做出决策的简易方法，使用于
难以定量分析的问题。

因此，在确定各个评价指标权重时，采用层次分析法进行计算。

根据层次分析法的建模步骤，首先要针对A8区块评价指标之间的重要关系建立单层次结构，即第一层为水驱开发效果、第二层为10项评价指标；其次，将第二层次各因素两两进行比较，根据因素间的相对重要性构造数值判断矩阵；最后利用方根法求解判别矩阵的最大特征值和特征向量，并进行一致性检验，确定权重集。

通过计算得出权重集为 X=（ 0.22117，0.07415，0.13084，0.13084，0.22117，0.13084，0.03777，0.01774，0.01774，0.01774）。

2.3 评判矩阵的确定
模糊评判矩阵确定的关键在于隶属度分布函数确定，这也是模糊数学思想的重要体现。

为更加清晰地描述某一指标在评价等级的符合程度，采用改进的梯形隶属度分布函数[5]构造评判矩阵。

根据评级指标和评价效果的线性关系，可将评价指标分
为两类，一类是单调递增指标，即评价值越大，开发效果越好的评价指标，利用公式2进行评价。

包括水驱采收率、剩余可采储量采油速度、水驱储量控制程度、
水驱储量动用程度、地层能量保持水平、油水井分注率、油水井措施有效率、油水井综合生产时率；另一类为单调递减指标，即评价值越小，开发效果越好的评价指标。

利用公式3进行评价。

包括含水上升率、即时含水采出比。

式中β1、β2分别为单调递增和单调递减隶属度集；b0：评价指标的最低值；b1、b2：评价指标在评价等级中的两个分级界值；b3为评价指标的最高值。

针对各个开发指标，利用隶属度分布函数进行计算，得出各评价指标的隶属度集，见表2。

表2 隶属度结果表Tab.2 Membership degree results table隶属度好中差水驱
采收率/% 2 7.7 0.3 8 0.5 0.1 1剩余可采储量采油速度/% 3.5 8 0 0.4 7 0.5 2含水上升率/% 4.1 2 0 0.4 4 0.5 5即时含水采出比 4.1 2 0.2 2 0.5 0.2 8水驱储量控制程度/% 6 7.4 0.3 7 0.5 0.1 2水驱储量动用程度/% 6 2.3 0.3 0.5 0.1 9地层能量保持水平/% 8 4.8 0.2 4 0.5 0.2 5油水井分注率/% 4 4.1 0 0.4 2 0.5 7油水井措施有效率/% 8 7.3 0.7 0 0.2 9 0油水井综合生产时率/% 7 6.3 0.5 5 0.4 4 0评价指标评价参数
根据各个评价指标隶属度建立评判矩阵：
R=（ 0.38，0，0，0.22，0.37，0.3，0.24，0，0.7，0.55；0.5，0.47，0.44，0.5，0.5，0.5，0.50.42，0.29，0.55；0.11，0.52，0.55，0.28，0.12，0.19，0.25，0.57，0，0）
2.4 综合评判结果
通过层次分析法求得的各评级指标权重集X和改进的梯形隶属度分布函数公式求得的评判矩阵R，经过模糊线性变换公式，可得到最终评价结果：
P=[0.267,0.484,0.248],根据最大隶属度原则，模糊集P在评价等级为中级的隶属度0.484为最大值，则基于模糊综合评判法的A8区块水驱开发效果的评语为“ 中”。

3 结论
（1）针对A8区块的地质条件和开发情况筛选开发指标，建立适用于该区块的水驱开发评价指标体系，并求得基于模糊综合评判法的A8区块水驱开发效果的评价等级为“中”。

（2）通过改进的梯形隶属度分布函数计算出各个评价指标隶属度，发现剩余可采储量采油速度、含水上升率以及油水井分注率在评价等级“差”的隶属度较高，建议在制定A8区块下一步水驱开发调整方案时，应注重解决采油速度慢、含水上升快以及分注率低的问题。

参考文献
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