CN109113690B - 分层注水井的分注层段确定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分层注水井的分注层段确定方法。技术要点为：根据注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差、注水井射开层的油层中深、受益井个数、受益井注采井距之和、受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比这十项与分注层段确定相关的注水指标参数，计算得到每个分注层段内每一小层的分注系数，之后计算得到每个分注层段的分注系数级差，并根据吸水剖面测试资料得到待确定分注层段的分层注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式，根据该函数关系式科学、合理地指导分层注水井分注层段的确定，从而提高油层动用程度，提高油田采收率。
Description
技术领域
本发明涉及油田注水开发技术领域，特别涉及一种分层注水井的分注层段确定方法。
背景技术
注水开发是石油开采过程中最经济有效的技术方法。但是随着油藏进入高含水开发阶段，由于剩余油分散，使得注入水低效、无效循环的问题越来越突出。注水井分层注水是减缓层间矛盾，实现有效注水，提高油层动用程度和采收率的重要手段。如何科学、合理地确定分注层段是实现有效分层注水的关键。
现有技术中主要依据油藏静态地质参数进行判断。例如，吴义志在“油藏分注设计的层段组合参数优化”一文中指出，油藏分注设计涉及的主要相关参数为段内有效厚度、粘度、渗透率(吴义志，油藏分注设计的层段组合参数优化，科学技术与工程，2012年4月1671—1815(2012)11-2711-04)。王家宏在《实用砂岩油藏水驱开发设计分析方法》一书中指出，分注层段的确定要按注水层段的性质进行分类，主要是考虑厚度、渗透率及层段内的小层数，提到了分注段厚度应该是注水井以及与注水井相连通的采油井厚度的平均值；并且注水层段的平均渗透率应该采用厚度加权平均值。李海方等在“利用细分注水调整方法有效改善油田开发效果”一文中，给出细分注层段划分方法和标准，认为单一注水层段内小层数控制在7个以内，层段砂岩厚度控制在8m以内，渗透率变异系数小于0.7，层段内渗透率级差不大于3(李海方、单璐瑶，利用细分注水调整方法有效改善油田开发效果，内蒙古石油化工，2010年第12期153-158)。
在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有依据油藏静态地质参数确定的分注层段不够准确，导致油层动用程度、油田采收率达不到理想数值。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种分层注水井的分注层段确定方法，科学、合理地确定分注层段，提高油层动用程度以及油田采收率。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明实施例提供了一种分注井的分注层段确定方法，包括以下步骤：
步骤a，获取与待确定分注层段的分层注水井位于同一个区块、且具有吸水剖面测试资料的参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的注水指标参数，所述注水指标参数包括：注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差、注水井射开层的油层中深、受益井个数、受益井注采井距之和、受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比；
步骤b，分别对所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项所述注水指标参数进行归一化处理；
步骤c，确定各项所述注水指标参数的权重值；
步骤d，计算所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项注水指标参数经过所述归一化处理后的数值与其对应的权重值的乘积之和，得到所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的分注系数；
步骤e，计算所述参比分层注水井的每个分注层段中最大分注系数和最小分注系数之比，得到所述参比分层注水井的每个分注层段的分注系数级差；
步骤f，获取所述参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数，并建立所述待确定分注层段的分层注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式；
步骤g，根据所述函数关系式，获取吸水厚度百分数为预设值时所对应的分注系数级差；
步骤h，根据步骤a～步骤d，计算所述待确定分注层段的分层注水井的每个小层的分注系数，并根据步骤g中获取的分注系数级差确定所述待确定分注层段的分层注水井的分注层段。
具体地，步骤c中，采用专家调查权重法确定各项所述注水指标参数的权重值。
具体地，所述注水井射开层的渗透率、所述注水井射开层的射开厚度、所述注水井射开层的地层启动压差以及所述注水井射开层的油层中深的权重值之和大于所述受益井个数以及所述受益井注采井距之和的权重值之和，并大于所述受益井渗透率之和、所述受益井射开厚度之和、所述受益井日产液量之和以及所述单砂层累计注采比的权重值之和。
具体地，所述注水井射开层的渗透率、所述注水井射开层的射开厚度、所述注水井射开层的地层启动压差以及所述注水井射开层的油层中深的权重值之和为0.5；
所述受益井个数以及所述受益井注采井距之和的权重值之和为0.25；
所述受益井渗透率之和、所述受益井射开厚度之和、所述受益井日产液量之和以及所述单砂层累计注采比的权重值之和为0.25。
具体地，所述注水井射开层的渗透率的权重值为3/16，所述注水井射开层的射开厚度的权重值为3/16，所述注水井射开层的地层启动压差的权重值为1/16、所述注水井射开层的油层中深的权重值为1/16、所述受益井个数的权重值为2/16、所述受益井注采井距之和的权重值为2/16、所述受益井渗透率之和的权重值为1/16、所述受益井射开厚度之和的权重值为1/16、所述受益井日产液量之和的权重值为1/16，所述单砂层累计注采比的权重值为1/16。
具体地，步骤f中，从所述吸水剖面测试资料中获取所述参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
本发明实施例提供的分注层段确定方法中，根据注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差、注水井射开层的油层中深、受益井个数、受益井注采井距之和、受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比这十项与分注层段确定相关的注水指标参数，计算得到每个分注层段内每一小层的分注系数，之后计算得到每个分注层段的分注系数级差，并根据吸水剖面测试资料得到待确定分注层段的注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式，根据该函数关系式科学、合理地指导分层注水井分注层段的确定，从而提高油层动用程度，提高油田采收率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明一示例性实施例中分注系数级差与吸水厚度百分数之间的关系图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。
在对本发明实施例提供的分层注水井的分注层段确定方法作进一步描述之前，首先需要说明的是，对于油藏来说，根据性质的差异分为多个小层。分层注水中，则需要将多个小层中的某几个划分为一个分注层段，也就是一个分注层段中包括多个小层。另外，对于一口分层注水井来说，以该分层注水井为中心，其周围具有至少一口油井，通过该分层注水井可以向其周围的油井注水，这些油井即为该分层注水井的受益井。分层注水井和其周围的受益井组成一个注采井组。
基于以上所述，本发明实施例提供了一种分层注水井的分注层段确定方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，获取与待确定分注层段的注水井位于同一个区块、且具有吸水剖面测试资料的参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的注水指标参数，注水指标参数包括：注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差、注水井射开层的油层中深、受益井个数、受益井注采井距之和、受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比。
步骤S2，分别对参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项注水指标参数进行归一化处理。
步骤S3，确定各项注水指标参数的权重值。
步骤S4，计算参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项注水指标参数经过归一化处理后的数值与其对应的权重值的乘积之和，得到参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的分注系数。
步骤S5，计算参比分层注水井的每个分注层段中最大分注系数和最小分注系数之比，得到参比分层注水井的每个分注层段的分注系数级差。
步骤S6，获取参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数，并建立待确定分注层段的注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式。
步骤S7，根据函数关系式，获取吸水厚度百分数为预设值时所对应的分注系数级差。
步骤S8，根据步骤S1～步骤S4，计算待确定分注层段的分层注水井的每个小层的分注系数，并根据步骤S7中获取的分注系数级差确定待确定分注层段的分层注水井的分注层段。
本发明实施例提供的分注层段确定方法中，综合考虑油水井静态地质参数以及动态参数对分层注水的影响，确定了十项与分注层段确定相关的油、水井动静态注水指标参数，根据这十项注水指标参数，计算得到每个分注层段内每一小层的分注系数，之后计算得到每个分注层段的分注系数级差，并根据吸水剖面测试资料得到待确定分注层段的注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式，根据该函数关系式科学、合理地指导分层注水井分注层段的确定，从而提高油层动用程度，提高油田采收率。
具体来说，在步骤S1中，所获取的十项注水指标参数可划分为注入端指标、井网指标以及采出端指标这三类。
其中，注入端指标包括：注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差以及注水井射开层的油层中深。
井网指标包括：受益井个数以及受益井注采井距之和。
采出端指标包括：受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比。
受益井注采井距之和是指每个受益井到注水井的距离之和，即注水井和采油井之间的井距之和。
单砂层累计注采比是指某一小层对应的总的注水量与该层对应的各个受益井的采出量之和的比值。
本领域技术人员可以理解的是，本发明实施例提供的分注层段确定方法中，是分别获取参比分层注水井的每个分注层段内每一小层的上述十项注水指标参数。
需要说明的是，对于一口分层注水井来说，每一小层对应的受益井的数量可能不同。
在步骤S2中，是分别对每项注水指标参数进行归一化处理，使步骤S1中获取的所有注水指标参数均变为0～1之间的数值。具体可以按照以下公式(1)进行归一化处理。
其中，uA(x)代表经过归一化处理后的参数，x代表原始参数，a1代表原始参数中的最小值，a2代表原始参数中的最大值。
选择某区块具有吸水剖面测试资料的分层注水井A作为参比分层注水井，以该分层注水井A为例，对步骤S2中的归一化处理作详细说明。
分层注水井A中IV6、IV7、V1、V2、V3以及V4小层的各项注水指标参数如表1所示。按照上述公式(1)进行归一化后的数值如表2所示。
表1
表2
以对注水井渗透率这项参数进行归一化处理为例，IV6层注水井渗透率归一化的计算方法为(67.18-67.18)/(131.17-67.18)＝0，IV7层注水井渗透率归一化的计算方法为(94.69-67.18)/(131.17-67.18)＝0.43，V3层注水井渗透率归一化的计算方法为(131.17-67.18)/(131.17-67.18)＝1。
当归一化计算结果是小数时，小数点后所保留的位数可以根据实际需要进行确定，本发明实施例不作特殊限定。
在步骤S3中，各项注水指标参数的权重值可以按照注采关系特点和每一项指标参数在分注层段的确定中的重要性来确定，并且可根据动态变化情况进行调整。可以采用专家调查权重法来确定各项注水指标参数的权重值。
本领域技术人员可以理解的是，各项注水指标参数的权重值之和为1。
本发明实施例中，注入端指标权重(即注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差以及注水井射开层的油层中深的权重值之和)大于井网指标权重(即受益井个数以及受益井注采井距之和的权重值之和)，也大于采出端指标权重(即受益井渗透率之和、井射开厚度之和、井日产液量之和以及单砂层累计注采比的权重值之和)。
可选地，注入端指标权重为0.5，井网指标权重为0.25，采出端指标权重为0.25。
可选地，如表3所示，注水井射开层的渗透率的权重值为3/16，注水井射开层的射开厚度的权重值为3/16，注水井的地层启动压差的权重值为1/16、注水井的油层中深的权重值为1/16、受益井个数的权重值为2/16、受益井注采井距之和的权重值为2/16、受益井渗透率之和的权重值为1/16、受益井射开厚度之和的权重值为1/16、受益井日产液量之和的权重值为1/16，单砂层累计注采比的权重值为1/16。
表3
步骤S4中，以参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项注水指标参数经过归一化处理后的数值与其对应的权重值的乘积之和，作为每个小层的分注系数，实质上是以每个小层的各项注水指标参数经过归一化处理后的数值的加权平均数作为每个小层的分注系数。具体可以采用公式(2)所示的变权矩阵来计算每个小层的分注系数。
其中，m为小层数，
n为参数个数，
FZ11FZ21...FZn1分别为每一小层的分注系数，
u11u12....u1m分别为各项参数的权重，
F11F12....F1n分别为第一小层的各项参数，
Fm1Fm2....Fmn分别为第m小层的各项参数，
仍以分层注水井A为例，对步骤S4中的每一小层的分注系数的计算作进一步说明。
利用表2中经过归一化后的每一小层的各项注水指标参数分别与表3中各项注水指标参数对应的权重值相乘，并计算乘积之和即得到每一小层的分注系数，结果如表4所示。
例如，IV6层的分注系数的计算方法为：
IV7层的分注系数的计算方法为：
V4的分注系数的计算方法为：
表4
当分注系数计算结果是小数时，小数点后所保留的位数可以根据实际需要进行确定，本发明实施例不作特殊限定。
在步骤S5中，以参比分层注水井的每个分注层段中最大分注系数和最小分注系数之比作为每个分注层段的分注系数级差。
以表4中的数据为例，当V1、V2、V3和V4为同一个分注层段时，该分注层段的分注系数级差为0.81/0.19＝4.26。
当分注系数级差计算结果是小数时，小数点后所保留的位数可以根据实际需要进行确定，本发明实施例不作特殊限定。
在步骤S6中，是从吸水剖面测试资料中获取参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数，这也是要求选择具有吸水剖面测试资料的分层注水井作为参比分层注水井的原因。
在本发明实施例一种可选的实施方式中，以分注系数级差作为横坐标，以吸水厚度百分数作为纵坐标，作出分注系数级差与吸水厚度百分数之间的关系图，进行回归后，得到分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式。回归的具体方法本发明实施例同样不作具体限定，本领域常用的回归方法均可。
本发明实施例中，为了使得到的分注系数极差与吸水厚度百分数之间的函数关系式更加准确，可以在与待确定分注层段的分层注水井所在区块中，选择多个具有吸水剖面测试资料的注采井组，分别计算每个注采井组中每个分注层段的分注系数极差，同时获取每个分注层段对应的吸水厚度百分数，这样可以获取多组分注系数级差与吸水厚度百分数的值，从而使最终得到的分注系数极差与吸水厚度百分数之间的函数关系式更加准确。
图1示出了一个示例性的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的关系图，对应的函数关系式为y＝-62.602Ln(x)+94.519，R2＝0.6494。
以图1所示的函数关系式为例，当希望吸水厚度百分数达到80％以上时，则一个分注层段的分注系数级差应控制在1.25以内。
本领域技术人员可以理解的是，步骤S7中，吸水厚度百分数的预设值(即希望吸水厚度百分数能够达到的数值)可以根据实际需要进行确定，本发明实施例不作特殊限定。
在步骤S7中确定了当吸水厚度百分数达到预设值时对应的分注层段的分注系数级差后，在步骤S8中，首先计算待确定分注层段的分层注水井的每个小层的分注系数，再根据分注系数级差，确定分注层段，使划分的每个分注层段的分注系数级差满足步骤S7中得到的对分注系数极差的要求。
其中，计算待确定分注层段的分层注水井的每个小层的分数系数的具体方法按照步骤S1～步骤S4中参比分层注水井的每个小层的分注系数的计算方法进行，在此不再赘述。
本发明实施例提供的分注层段确定方法，可以对新分层注水井进行分注层段的划分，也可以对已经划分分注层段但是油层动用程度不理想的已有分层注水井重新进行分注层段的划分。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
综上，本发明实施例提供的分层注水井的分注层段确定方法中，综合考虑了油水井静态地质参数以及动态参数对分层注水的影响，从而科学、合理地确定分层注水井的分注层段，从而提高油层动用程度，提高油田采收率。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种分层注水井的分注层段确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a，获取与待确定分注层段的分层注水井位于同一个区块、且具有吸水剖面测试资料的参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的注水指标参数，所述注水指标参数包括：注水井射开层的渗透率、注水井射开层的射开厚度、注水井射开层的地层启动压差、注水井射开层的油层中深、受益井个数、受益井注采井距之和、受益井渗透率之和、受益井射开厚度之和、受益井日产液量之和以及单砂层累计注采比；
步骤b，分别对所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项所述注水指标参数进行归一化处理；
步骤c，确定各项所述注水指标参数的权重值；
步骤d，计算所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的各项注水指标参数经过所述归一化处理后的数值与其对应的权重值的乘积之和，得到所述参比分层注水井的每个分注层段中每个小层的分注系数；
步骤e，计算所述参比分层注水井的每个分注层段中最大分注系数和最小分注系数之比，得到所述参比分层注水井的每个分注层段的分注系数级差；
步骤f，获取所述参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数，并建立所述待确定分注层段的分层注水井所在区块的分注系数级差与吸水厚度百分数之间的函数关系式；
步骤g，根据所述函数关系式，获取吸水厚度百分数为预设值时所对应的分注系数级差；
步骤h，根据步骤a～步骤d，计算所述待确定分注层段的分层注水井的每个小层的分注系数，并根据步骤g中获取的分注系数级差确定所述待确定分注层段的分层注水井的分注层段。
2.根据权利要求1所述的分注层段确定方法，其特征在于，步骤c中，采用专家调查权重法确定各项所述注水指标参数的权重值。
3.根据权利要求1所述的分注层段确定方法，其特征在于，所述注水井射开层的渗透率、所述注水井射开层的射开厚度、所述注水井射开层的地层启动压差以及所述注水井射开层的油层中深的权重值之和大于所述受益井个数以及所述受益井注采井距之和的权重值之和，并大于所述受益井渗透率之和、所述受益井射开厚度之和、所述受益井日产液量之和以及所述单砂层累计注采比的权重值之和。
4.根据权利要求3所述的分注层段确定方法，其特征在于，所述注水井射开层的渗透率、所述注水井射开层的射开厚度、所述注水井射开层的地层启动压差以及所述注水井射开层的油层中深的权重值之和为0.5；
所述受益井个数以及所述受益井注采井距之和的权重值之和为0.25；
所述受益井渗透率之和、所述受益井射开厚度之和、所述受益井日产液量之和以及所述单砂层累计注采比的权重值之和为0.25。
5.根据权利要求4所述的分注层段确定方法，其特征在于，所述注水井射开层的渗透率的权重值为3/16，所述注水井射开层的射开厚度的权重值为3/16，所述注水井射开层的地层启动压差的权重值为1/16、所述注水井射开层的油层中深的权重值为1/16、所述受益井个数的权重值为2/16、所述受益井注采井距之和的权重值为2/16、所述受益井渗透率之和的权重值为1/16、所述受益井射开厚度之和的权重值为1/16、所述受益井日产液量之和的权重值为1/16，所述单砂层累计注采比的权重值为1/16。
6.根据权利要求1所述的分注层段确定方法，其特征在于，步骤f中，从所述吸水剖面测试资料中获取所述参比分层注水井的每个分注层段的吸水厚度百分数。
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