CN110956388A - 一种海上油气藏增产方案生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上油气藏增产方案生成方法，它解决了现有方法不能有效地优选出海上油气藏最合适的增产方式的问题，本发明能够有效地优选出海上油气藏最合适的增产方式，提高了海上油气藏增产措施优选的实用性。其技术方案为：包括以下步骤：建立评价指标体系；获取待分析海上油气藏参数，根据所述参数和评价指标体系计算评价指标；根据评价指标构建评价指标向量，计算待评价向量与评价指标向量之间的距离，排序得到距离最优向量最近同时距离最劣向量最远的样本。

Description

一种海上油气藏增产方案生成方法

技术领域

本发明涉及海上油气藏增产技术领域，尤其涉及一种海上油气藏增产方案生成方法。

背景技术

海上油气藏渗透率过低，油层非均质性非常严重，开发难度非常大，且开采过程中储层极易受到损害，开采和后期维护成本巨大，对海上油气藏增产措施的合理配置能有效地提高措施效果和油田的经济效益。采用压裂增产措施能开发低渗透油层、酸化增产措施能改善井底附近地层伤害，压裂和酸化等各类增产措施成为海上油气藏增产与改善开发效果的重要技术措施。

国内外学者对于油气藏增产措施选择优选做了大量研究。(Hotelling，1931)最先提出了利用资源的最优耗竭理论；(J.S.Aronofsky，1958)运用线性规划方法研究了以生产效益最大化为目标的有限个均质油藏的生产规划问题；(侯风华，2000)等以获得最大的利润总额，建立最优规划模型，做出了最佳的措施配置决策；(康小军，2005)等利用功能模拟原理研究并建立了油田措施产量最大、措施费用最低、措施效益最好的措施结构优化模型；(刘文广，2007)建立了规划期内增产措施产油量最大的整数线性优化模型；(宋杰鲲，2008)等建立了油田增产措施配置的模糊机会约束目标规划模型；(王振生，2014)采用基于熵权和灰关联分析的多因素综合评判方法对油气田增产措施进行优选；(张山江，2016)建立单井增产措施效益指标体系为评价依据的灰色模糊综合评价方法。

发明人发现，以上研究增产措施的优化大多为线性规划方法，考虑的因素为经济成本和增产效益指标，其是在增产措施选定的基础上，以经济效益最大化为目标优化参数生产油气，考虑因素单一，是措施选定后的优化，不是针对各种增产措施的优选，也没有综合考虑增产措施与油气藏地质上的适应性、增产措施实施的技术可行性和风险性，达不到最佳增产、效益和最低风险的效果，不能有效地定量优选出海上油气藏最佳增产措施。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种海上油气藏增产方案生成方法，能够有效地优选出海上油气藏最合适的增产方式，提高了海上油气藏增产措施优选的实用性。

本发明采用下述技术方案：

一种海上油气藏增产方案生成方法，包括以下步骤：

步骤(1)建立评价指标体系；

步骤(2)获取待分析海上油气藏参数，根据所述参数和评价指标体系计算评价指标，根据评价指标构建评价指标向量；

步骤(3)计算待评价向量与评价指标向量之间的距离，排序得到距离最优向量最近同时距离最劣向量最远的样本。

进一步的，根据评价指标a_j构建评价指标向量P，其中，j＝1,2…,n，n表示指标向量最大维数；根据评价指标向量P构建决策矩阵A，并对矩阵A归一化处理得到规范化矩阵A′。

进一步的，确定评价指标的权重向量W，并对评价指标的权重向量W做一致性检验。

进一步的，构建标度矩阵B_jy，根据标度矩阵B_jy得到权重向量W。

进一步的，计算一致性指数CI，根据一致性指数CI判断是否满足一致性。

进一步的，将权重W与规范化矩阵A′相乘，得出加权标准化矩阵Z,根据矩阵Z得到加权向量Q(i)。

进一步的，求出加权标准化矩阵Z的最优理想向量

和最劣理想向量

计算加权向量Q(i)与最优理想向量

之间的欧氏距离

及加权向量Q(i)与最劣理想向量

之间的欧氏距离

进一步的，计算贴近度指数

并根据贴近度指数的大小排序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明在“地质条件允许和技术可行”的前提下，以“追求短期内经济效益最大化”为基本原则，提出了一种适合海上油气藏的增产措施优选方法；

2)本发明通过AHP计算出各评价指标的权重，通过TOPSIS计算出各评价指标向量与理想向量的贴近度，进而实现增产措施的排序，并以此完成对增产措施的优选，确定最适合的增产方案，并进行实证分析计算；该方法有效地优选出海上油气藏最合适的增产方式，提高了海上油气藏增产措施优选的实用性。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

实施例一：

本实施例提供了一种海上油气藏增产方案生成方法，其考虑经济和效果指标的同时结合技术可行性、措施风险性和地质适应性构建评价指标向量，结合酸化和压裂等措施的技术工艺特点，以TOPSIS法为核心，以AHP层次分析法为辅助，计算待评价向量与最优最劣向量之间的距离，排序得到距离最优向量最近同时距离最劣向量最远的评价向量，以确定油气藏的最优增产措施。

具体的，包括以下步骤：

一、建立评价指标体系。

根据对油气藏生产井措施地质因素、风险因素、经济投入及增产效果分析，以地质适应性、技术风险性、技术可行性、增产量和增产倍数、增量利润和单井投资为指标构建综合评价指标向量，以科学评价增产措施改造效果。评价指标向量如表1所示：

表1综合评价指标向量

其中，重要度根据专家经验打分确定。

第i种增产措施的指标向量为P(i)＝(a_i1,a_i2,…,a_ij…,a_in)，所有增产措施的指标向量则构成决策矩阵。

二、获取待分析海上油气藏参数，根据所述参数和评价指标体系计算评价指标，根据评价指标构建评价指标向量。

(1)依据地质、技术、效果和经济方面影响因素，设定评价指标为a_j，其中，j＝1,2…,n；n为指标向量最大维数。构建评价指标向量P，第i种增产措施的指标向量为P(i)，i＝1,2…,m，m为待优选增产措施个数。多种增产措施评价向量构成决策矩阵A，对矩阵归一化处理得到规范化矩阵A′，其中，评价指标向量P＝(a₁,a₂,…,a_j,…,a_n)。

第i种增产措施的指标向量P(i)＝(a_i1,a_i2,…,a_ij,…,a_in)，其中，a_ij表示第i种增产措施优选的第j个评价指标的数值。

决策矩阵A为：

其中，P(m)表示第m种增产措施的评价指标向量。

规范化矩阵A′为：

第i种增产措施优选的第j个评价指标规范化的数值a′_ij为：

(2)利用AHP层次分析法，确定各评价指标的权重，并对评价指标的权重做一致性检验：

1)利用层次分析法建立具有目标层、准则层、方案层的评价方案，利用两两比对法对准则层以及方案层进行赋值构造成对矩阵，通过输入判断值数据，比对时用1～9尺度对评价指标进行重要性标度，其中1表示同样重要，3表示稍微重要，5表示明显重要，7表示强烈重要，9表示绝对重要，2，4，6，8则是介于两个相邻等级之间，b_jy＝1/b_yj，构成一个成对的标度矩阵B_jy：

式中，b_jy表示第j个指标相对于第y个指标的比较结果，b_yj表示第y个指标相对于第j个指标的比较结果，其中j、y＝1,2,…,n。

2)计算权向量及一致性检验

标度矩阵B_jy中各指标对应行向量的标度积n次方根为

上式所求值占全部指标行向量标度积n次方根和的比重为指标权重值w_j：

则评价指标向量P的权重向量W为：

W＝[w₁,w₂,…,w_j,…,w_n](j＝1,2,…,n)。

检查矩阵的一致性和正确性，采用特征值原理计算一致性指数CI，计算公式为：

式中，λ表示最大特征值；

当一致性比率

时，矩阵满足一致性。

其中，RI表示平均随机一致性指标，由表2确定：

表2平均随机一致性指标

三、计算待评价向量与评价指标向量之间的距离，排序得到距离最优向量最近同时距离最劣向量最远的样本。

(1)将评价指标的权重W与其规范化矩阵A′相乘，得出加权标准化矩阵Z,根据矩阵Z得到各增产措施的加权向量Q(i)。

Q(i)＝(z_i1,z_i2,…,z_ij,…,z_in)i＝1,2,…,m；j＝1,2…,n

式中，W^T表示评价指标的权重向量W转置后的矩阵，z_ij表示第i种增产措施优选的第j个评价指标加权后的数值。

(2)TOPSIS计算欧氏距离：

1)利用TOPSIS法求出加权标准化矩阵Z的最优理想向量

和最劣理想向量

式中，I₁为效益型指标，I₂为成本型指标。

2)计算各增产措施的加权向量Q(i)与最优理想向量

之间的欧氏距离

及加权向量Q(i)与最劣理想向量

之间的欧氏距离

3)计算各增产措施的贴近度指数

根据

大小排序：

各增产措施的贴近度指数

越接近于1综合能力越好。

实施例二：

本实施例以海上D气田F井进行说明，海上D气田为属于中孔低渗砂岩气藏，具有储层埋藏浅、低渗、低产能、储量大丰度低、非均质性强、地质条件复杂等特征。目前该气田已投产的32口生产井中有五口低效井，该类低效井储层渗透率低，连通性差，非均质性强，含水饱和度高。以F井为例，应用所建立的增产措施优选方法进行措施优选。

其中，储层及水平井参数如表3所示：

表3 D气田储层物性参数

D气田实施不同增产措施可能出现的风险如表4所示：

表4 D气田不同措施风险

首先，根据储层地质特性和措施风险，进行评级打分与AHP法所得权重相结合，加权求和得到地质适应性指数和风险性指数。

具体地，按照很强、强、一般、不强、很弱5个评定等级，对地质指标量化成具体分数为100，80，60，40，20，给出各个子指标数值，如表5所示：

表5地质适应性子指标数值

根据表5得出地层适应性子指标量化矩阵R:

应用AHP法求其权重，评价指标权重向量W为：

W＝[0.2822，0.1482,0.0453,0.4379，0.0862]

将评价法得到的地层适应性子指标量化矩阵R与AHP法求得权重向量W相结合，得到了地质因素指标最终量化值向量X；

压裂和酸化的地质适应性指数分别为86.2和66.15。

同理可得压裂和酸化的风险性指数分别为76.55和51.79。

然后，依据海上油气藏增产措施优选影响因素，以此确定措施优选的评价指标向量P，第一种增产措施即压裂的指标向量为P(1)，第二种增产措施即酸化的指标向量为P(2)，构建决策矩阵A，对矩阵归一化处理得到矩阵A′。

具体地，根据各指标数值确定方法，确定D气田各储层改造措施生产数据如表6所示：

表6不同储层改造措施基本指标数据

其中，压裂增产措施评价指标向量P(1)＝(86.2,89.84,6.3,1000,6.59,76.55,20)，酸化增产措施评价指标向量P(2)＝(66.15,39.81,3.3,10,3.89,57.79,95)；

决策矩阵A为：

规范化矩阵A′为：

利用AHP层次分析法，确定各评价指标的权重，并对评价指标的权重做一致性检验；将评价指标的权重与其规范化矩阵A′相乘，得加权标准化矩阵Z根据矩阵Z得到压裂增产措施的加权向量为Q(1)，酸化增产措施的加权向量为Q(2)。

最后，采用TOPSIS法计算欧氏距离：

1)计算最优理想向量Z^*、最劣理想向量Z^-；

Z^*＝(0.1068,0.0528,0.0512,0.0003,0.2514,0.1636,0.1318)

Z^-＝(0.0820,0.0234,0.0268,0.0312,0.1484,0.2418,0.0277)

2)计算各增产措施的加权向量Q(1)、Q(2)与最优最劣理想向量之间的欧式距离：

式中，

表示压裂增产措施的加权向量与最优理想向量之间欧氏距离，

表示压裂增产措施的加权向量与最劣理想向量之间欧氏距离，

表示酸化增产措施的加权向量与最优理想向量之间欧氏距离，

表示酸化增产措施的加权向量与最劣理想向量之间欧氏距离。

3)计算各增产措施的贴近度指数

根据

大小排序：

表7增产措施优选排序表

表7表明F井酸化改造储层效果更优。该措施在技术可实施性、风险性以及单井投资方面显示较好优越性，但储层改造后，增产气量及有效期等尚需进一步提高，可进一步梳理工艺流程，考虑与钻井工艺相结合，使D气田产能释放效果达到最佳。

F井实施酸化改造措施后增产量为2181.6万方，增产产值为959.904万元，措施及操作成本为226.4万元，酸化经济效益为733.504万元，优选结果与实际结果相符。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)建立评价指标体系；

步骤(2)获取待分析海上油气藏参数，根据所述参数和评价指标体系计算评价指标，根据评价指标构建评价指标向量；

步骤(3)计算待评价向量与评价指标向量之间的距离，排序得到距离最优向量最近同时距离最劣向量最远的样本。

2.根据权利要求1所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，根据评价指标a_j构建评价指标向量P，其中，j＝1,2…,n，n表示指标向量最大维数；根据评价指标向量P构建决策矩阵A，并对矩阵A归一化处理得到规范化矩阵A′。

3.根据权利要求2所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，确定评价指标的权重向量W，并对评价指标的权重向量W做一致性检验。

4.根据权利要求3所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，构建标度矩阵B_jy，根据标度矩阵B_jy得到权重向量W。

5.根据权利要求3所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，计算一致性指数CI，根据一致性指数CI判断是否满足一致性。

6.根据权利要求3所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，将权重W与规范化矩阵A′相乘，得出加权标准化矩阵Z,根据矩阵Z得到加权向量Q(i)。

7.根据权利要求6所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，求出加权标准化矩阵Z的最优理想向量

和最劣理想向量

计算加权向量Q(i)与最优理想向量

之间的欧氏距离

及加权向量Q(i)与最劣理想向量

之间的欧氏距离

8.根据权利要求7所述的一种海上油气藏增产方案生成方法，其特征在于，计算贴近度指数

并根据贴近度指数的大小排序。