水驱油田开发效果评价方法综述及发展趋势_张继风

第24卷第3期2012年6月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.24No.3Jun.2012水驱油田开发效果评价方法综述及发展趋势张继风（中国石油大庆油田有限责任公司勘探开发研究院，黑龙江大庆163712）摘要：对国内外水驱油田所应用的开发效果评价方法，包括状态对比法、系统动态分析法、模糊综合评判法、灰色系统理论法等进行了评价，分析了各种方法存在的优点和不足，指出状态对比法及模糊综合评判法比较适合油田应用，并对各种评价方法在应用与研究过程中存在的问题和将来的发展趋势进行了较深入的探讨。

研究成果对水驱油田开发效果评价方法优选及研究具有一定的指导意义和参考价值。

关键词：水驱油田；开发效果；评价方法；发展趋势中图分类号：TE341文献标志码：A0引言油田开发效果评价贯穿于油田的整个开发过程，是明确挖潜方向、确定调整措施的重要手段。

合理而正确地评价油田开发效果，总结经验，吸取教训，以指导油田更加合理、高效地开发，具有极为重要的意义。

综合考虑注水开发油田的开发合理性可以追溯到20世纪50年代初。

1955年美国Guthrie等［1］利用多元回归分析法得到预测注水油田的水驱可采储量的经验公式；1967年美国石油学会（API）提出了预测注水油田的水驱可采储量的经验公式，并得到广泛的应用［2］。

前苏联从20世纪50年代开始考虑注水油田开发合理性的研究，并与美国油田开发的主要指标进行对比，提出了本国油田注水开发的指标变化范围，同时根据多因素线性相关分析理论，对开发效果的影响因素进行了分析，得出了很多实用的经验性结论，为后来油田开发效果评价奠定了基础。

我国从20世纪50年代以来，也开始进行水驱开发效果研究，经过几十年的发展，形成了多种评价方法，大多通过确定一个或多个评价指标并与给定的评价标准进行对比，或者采取将几个评价指标联立并运用数学方法进行综合评判等手段来评价开发效果。

当前较为明显的发展趋势是运用各种数学方法，如模糊数学、运筹学、多元统计分析、系统分析等对各种指标或参数进行综合评价，以期得到合理、正确的评价结果。

1评价方法1.1状态对比法所谓状态对比法［3］是指将理论（标准）曲线与实际的生产曲线进行对比，根据两者之间偏离情况来进行评价。

常用的对比曲线有含水率与采出程度关系曲线、存水率与含水率关系曲线、含水上升率与含水率关系曲线、存水率与采出程度关系曲线等。

不同的研究者常常会选择一个或多个指标进行评价分析。

其理论曲线的确定主要采用理论计算法、矿场单层注水开采试验分析法、密闭取心检查井资料统计法和国外油田开发资料统计对比法等方法。

由于状态对比法简单、明了，得到了广泛的应用［4-6］。

对该方法的改进之一是提出了新的评价指标，如王国先等［7］提出的即时含水采出比或累积含水采出比（用任一时刻的综合含水比或累积综合含水比除以与之相对应的采出程度）；卢俊［8］提出的注入倍数增长率（采出单位地质储量的注入孔隙体积倍数增长值），从注水角度来评价和预测油田调整挖潜的效果；王文环［9］提出的应用理想系数、实际采出程度和含水关系曲线与理论采出程度和含水关系曲文章编号：1673-8926（2012）03-0118-05收稿日期：2012-03-08；修回日期：2012-04-25第一作者简介：张继风，（1977-），男，硕士，工程师，主要从事开发规划和油藏工程研究工作。

地址：（163712）黑龙江省大庆市让胡路区勘探开发研究院开发规划室。

电话：（0459）5095336。

E-mail：zhangjifeng@2012年线对比来评价油田开发效果。

对该方法的改进之二是对推导方法或理论的改进，如冯其红等［10］以童氏水驱校正曲线为基础，在运用经验方法标定油藏采收率的基础上，计算油藏的含水率与采出程度、存水率与采出程度的关系曲线，并将其作为理论曲线来评价水驱开发效果；孙继伟等［11］重新制作耗水指数的理论图版来评价注水开发效果。

但冯其红等［10］认为，利用流管法并考虑渗透率非均质性建立的理论曲线存在2个问题：一是理论曲线是基于一维流动建立的含水率、存水率与采出程度的关系曲线，而实际地层流体的流动不是一维流动；二是建立理论曲线时需要用到渗透率的概率分布模式，而渗透率的分布不一定符合某种特定的模式，因此所建立的渗透率概率分布模式本身就存在一些问题。

这种基于理想条件建立的理论曲线用于实际水驱开发效果评价，会存在一些偏差。

由于该方法在生产数据的可靠性和理论公式的准确性等方面存在不足，因而在应用时可能会导致评价结果与实际认识偏差较大甚至相矛盾的情况，但由于其简单、实用，能够充分利用丰富的动态资料，且结果简洁、明了，在较长一段时间内将会继续在油田现场广泛使用。

1.2系统动态分析法薛中天等［12］提出了一种新的效果评价方法———系统动态分析方法。

该方法以大系统理论和方法为依据，把油田看作一个复杂的系统，研究各生产井中产油量与产液量、产水量与产液量、含水率与产液量之间的相关关系，研究各生产井之间产油量、产水量的相关关系，研究注采井之间注入量与产水量、产油量的相关关系，进而得到油藏中油水运动关系、储层中能量消耗与储层非均质性的关系、储层能量补充和能量消耗的关系，从而为油田的开发决策提供有力的科学依据。

该方法着眼于研究油藏整个开发系统的状态和过程，而不拘泥于局部的、个别的因素，力求表现出系统的最佳特征，且不需要其所有组成部分（如单井、井组、井网）都具有最佳的特征。

通过计算、分析，采取适当的措施，如加密、堵水调剖等，使整个开发系统的总产油量得到提高，延长稳产时间，进而提高整个开发系统的最终采收率。

该方法运用结构分析的概念，将油田看做一个由输入、输出、中央处理3个部分组成的处理系统。

其中输入端是注水井，输入的信号是注水量等；输出端是采油井，输出的信号是产量等；中间的处理系统就是储层。

常规的信号处理方法是建立中央处理模型，将输入信号输入到模型中进行处理，求出输出信号。

但对实际生产中的油藏而言，由于非均质性、各向异性等的影响，难以准确地适时选取流体与储层参数，中央处理模型的建立往往依赖于过多的假设条件，处理结果也难以避免出现较大误差。

要想得到好的处理结果，有必要优化中间处理过程。

可根据输入及输出的信号来反馈中间的处理过程，而这些信号正是油田实际生产中容易获取的、连续的、呈动态变化的生产特征参数。

模型的建立根据大系统分析的原理，可将油藏动态分析中的问题先分散化处理，再进行分解，并一一协调，进而完成对多级、多目标系统的控制。

该方法是一种较为理想的效果评价方法，立足于提高整个油田大系统的产量及最终采收率，因其考虑因素较多，能更合理地模拟油田开发实际，但由于其数学模型建立较困难等一些原因，短时间内不会取得实质性的进展，因而在油田现场应用较少。

但随着理论的发展和技术的进步，该方法在将来会逐步受到重视并得到一定的应用。

1.3模糊综合评判法黄炳光等［13］、唐海等［14］在分析、评价经验公式法、水驱特征曲线法和递减曲线法确定油藏水驱开发潜力优缺点的基础上，从影响油藏水驱开发潜力的7类地质因素（岩石颗粒结构、岩石孔隙结构、储集层渗流物性、储集层敏感性、含油气砂体分布、储集层能量及原油物性）中选取在矿场易获取的能够反映油藏地质特征的24个地质参数，构成油藏水驱开发潜力评价指标体系，提出了采用“模糊综合评判法”确定油藏水驱开发潜力；张新征等［15］在其研究的基础上探讨了对该方法的改进。

该方法实际是把模糊数学理论应用到油藏工程中来，用以评价油藏水驱开发潜力，在实际应用中具有一定的参考价值。

模糊综合评判法（Fuzzy Comprehensive Evalua-tion，简称FCE）是一种运用模糊数学原理分析和评价具有“模糊性”事物的系统分析方法。

它是一种以模糊推理为主的定性与定量相结合、精确与非精确相统一的分析评价方法。

由于该方法在处理各种难以用精确数学方法描述的复杂系统问题方面所表张继风：水驱油田开发效果评价方法综述及发展趋势119岩性油气藏第24卷第3期现出的优越性，近年来已在许多学科领域中得到了广泛的应用。

模糊综合评价就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，考虑与被评价事物相关的各个因素，对其所作的综合评价［16-17］。

该方法具有其他综合评价方法所不具备的优点，主要表现在：模糊综合评价结果以向量的形式出现，提供的评价信息比其他方法丰富；从层次角度分析复杂对象；适用性强，既可用于主观因素的综合评价，又可用于客观因素的综合评价，其权重属于估价权重，是可以调整的。

模糊综合评价方法也有局限性，表现在：模糊综合评价过程中，评价因素间的相关性所造成的评价信息重复的问题难以解决；如果评价因素考虑的不够充分，有可能影响评价结果的区分度；人为确定因素的权重具有较大的灵活性，但人的主观性较大，可能会偏离客观实际；隶属度函数、模糊相关矩阵等的确定方法尚有待进一步研究。

1.4灰色系统理论法宋子齐等［18］、高兴军等［19］通过分析注水开发油藏的地质特征、开发特点及评价指标，采用灰色系统理论综合评价方法，建立了油藏水驱开发效果评价及水驱开发潜力综合地质因素的评价参数、标准、权系数和自动处理方法；通过矩阵分析、标准化、标准指标绝对差的极值加权组合放大技术的运用及综合归一，对水驱油田开发潜力地质因素进行了综合评价。

该方法实际上是把灰色系统理论应用到油藏工程中来，用以评价油藏水驱开发效果及开发潜力。

李治平等［20］提出利用灰色关联分析法着重从微观上（或区块上）分析油田的注水开发效果。

该方法主要通过分析同一区块影响采油井的主要注入井，为采取合理的增注措施提供依据。

其要点是使用采油井和注入井的动态数据，通过建立灰色关联度矩阵，根据矩阵元素的大小来进行优势分析。

灰色系统理论是指既含已知信息又含未知信息的分析方法或系统。

用灰色系统来分析注水开发油田开发地质潜力，就是把影响注水开发地质潜力的因素、评价结果看做一个包含已知因素和未知因素的灰色过程，通过分析和提取参数，统计、确定灰色信息系统中每个参数的评价标准和指标，然后用这些参数、指标及特征值去白化灰色系统，进而实现综合评价和分析注水开发油田开发地质潜力。

由于得到的注水开发地质潜力评价结果具有单序列加权和多元归一评价性质，再利用灰色多元加权归一系数来综合表述开发地质潜力综合评价结果和特征。

灰色系统理论的优点在于以“部分信息已知、部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象，通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息。

灰色关联分析法弥补了采用数理统计方法进行系统分析时的缺点，对样本量的多少和样本有无规律性没有特殊要求，使用十分方便，不会出现量化结果与定性分析结果不相符的情况。