CN113901378A - 压力梯度影响因素权重系数确定方法 - Google Patents

压力梯度影响因素权重系数确定方法 Download PDF

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CN113901378A CN202010577036.1A CN202010577036A CN113901378A CN 113901378 A CN113901378 A CN 113901378A CN 202010577036 A CN202010577036 A CN 202010577036A CN 113901378 A CN113901378 A CN 113901378A
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张世明
曹小朋
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孙秀芝
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Abstract

本发明提供一种压力梯度影响因素权重系数确定方法，该压力梯度影响因素权重系数确定方法包括：步骤1，选取影响压力梯度的主要因素；步骤2，确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度；步骤3，对各方案参数进行无量纲化；步骤4，利用灰色关联度方法计算各影响因素的关联度；步骤5，将各影响因素的关联度转化为各因素对压力梯度影响的权重系数。该压力梯度影响因素权重系数确定方法针对不同影响因素参数变化水平，评判区域压力梯度分布状况，为后期井位筛选提供参考。

Description

压力梯度影响因素权重系数确定方法
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别是涉及到一种压力梯度影响因素权重系数确定方法。
背景技术
低渗透油藏物性差，渗透率级差大，平面动用极不均衡，而压力梯度作为现场难以获取的参数，在很大程度上决定着单井的有效动用范围，影响着单井动用界限，因此有必要确定影响压力梯度的各因素重要性。目前国内外关于注采井间压力梯度的计算多采用解析方法，在均质储层条件下得到注采井间压力梯度的变化规律，而未考虑多因素不同参数水平情况下的压力梯度变化规律，且没有对影响启动压力梯度的各因素的重要程度进行论证。
为此我们发明了一种新的压力梯度影响因素权重系数确定方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以明晰多因素影响下的压力梯度复杂分布状况，对影响压力梯度的各因素进行权重系数赋值，为后期新井位筛选提供参考的压力梯度影响因素权重系数确定方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：压力梯度影响因素权重系数确定方法，该压力梯度影响因素权重系数确定方法包括：步骤1，选取影响压力梯度的主要因素；步骤2，确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度；步骤3，对各方案参数进行无量纲化；步骤4，利用灰色关联度方法计算各影响因素的关联度；步骤5，将各影响因素的关联度转化为各因素对压力梯度影响的权重系数。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，选取影响压力梯度的主要因素：地层原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距，根据目标区域取心井的岩心分析资料和地质研究工作，得到各参数取值范围，并根据各参数的数据集中度确定各参数的因素水平，以每个参数的数据集中度确定各参数基准值。
在步骤2中，依据各参数的因素水平，利用各参数的非基准值与其它参数的基准值确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度。
在步骤3中，地层原油粘度的无量纲化公式为：
Figure BDA0002550007820000021
地层渗透率的无量纲化公式为：k标准＝(k-k平均)/Sk
地层厚度的无量纲化公式为：h标准＝(h-h平均)/Sh
含水饱和度的无量纲化公式为：
Figure BDA0002550007820000022
注采井距的无量纲化公式为：L标准＝(L-L平均)/SL
最小压力梯度的无量纲化公式为：
Figure BDA0002550007820000023
其中：
Figure BDA0002550007820000024
Figure BDA0002550007820000025
x标准＝(xi-x平均)/S
式中，
Figure BDA0002550007820000026
—地层原油粘度标准化后的变量值；μo—地层原油粘度，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000027
—地层原油粘度算数平均值，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000028
—地层原油粘度标准差；k标准—地层渗透率标准化后的变量值；k—地层渗透率，10-3μm2；k平均—地层渗透率算数平均值，10-3μm2；Sk—地层渗透率标准差；h标准—地层厚度标准化后的变量值；h—地层厚度，10-3μm2；h平均—地层厚度算数平均值，10-3μm2；Sh—地层厚度标准差；
Figure BDA0002550007820000029
—含水饱和度标准化后的变量值；Sw—含水饱和度，％；
Figure BDA0002550007820000031
—含水饱和度算数平均值，10-3μm2；
Figure BDA0002550007820000032
—含水饱和度标准差；L标准—注采井距标准化后的变量值；L—注采井距，m；L平均—注采井距算数平均值，10-3μm2；SL—注采井距标准差；
Figure BDA0002550007820000033
—最小压力梯度标准化后的变量值；Gp—最小压力梯度，MPa；
Figure BDA0002550007820000034
—最小压力梯度算数平均值，MPa；
Figure BDA0002550007820000035
—最小压力梯度标准差；x平均—x因素的算数平均值；xi—x因素值；S—x因素标准差；x标准—x因素标准化后的变量值。
在步骤4中，灰色关联系数的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000036
式中，
Figure BDA0002550007820000037
Figure BDA0002550007820000038
Figure BDA0002550007820000039
x0(k)是各影响因素的值，xi(k)是压力梯度的值。
关联度的计算公式为：
Figure BDA00025500078200000310
根据灰色关联度的计算公式，计算可得到各影响因素的关联度；
式中，x0(k)—各影响因素的值，xi(k)—压力梯度的值；ξi(k)—各因素的灰色关联系数；ri—各因素的灰色关联度。
在步骤5中，权重系数的计算公式为：
Figure BDA00025500078200000311
式中，
Figure BDA00025500078200000312
ri—各因素的灰色关联度；αi—各因素对压力梯度影响的权重系数；
根据上述公式计算得到权重系数表。
本发明中的压力梯度影响因素权重系数确定方法，主要用于计算影响压力梯度的因素权重系数，可用于后期新井井位筛选，优化最佳井位。该方法选取影响压力梯度的主要因素：地层原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距等，根据各因素实际区块的参数取值范围以及数据集中度，确定各因素的参数取值，在各参数取值不同排列组合情况下计算注采井距间最小压力梯度，并进行无量纲化，根据无量纲值计算各因素的关联度，得到最终的影响压力梯度的各因素的权重系数。压力梯度的分布对极限泄油面积起着至关重要的作用，因此需要一种压力梯度影响因素权重确定方法，针对不同影响因素参数变化水平，评判区域压力梯度分布状况，为后期井位筛选提供参考。
附图说明
图1为本发明的压力梯度影响因素权重系数确定方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的压力梯度影响因素权重系数确定方法的流程图。
步骤101，选取影响压力梯度的主要因素：地层原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距等，根据目标区域取心井的岩心分析资料和地质研究工作，得到各参数取值范围。并根据各参数的数据集中度确定各参数的因素水平，以每个参数的数据集中度确定各参数基准值。
表1参数取值范围和基准值确定表
Figure BDA0002550007820000041
Figure BDA0002550007820000051
表中，
Figure BDA0002550007820000052
—地层原油粘度分布范围，mPa·s；k1-k4—地层渗透率分布范围，10-3μm2；h1-h4—地层厚度分布范围，m；
Figure BDA0002550007820000053
—含水饱和度分布范围，％；L1-L4—注采井距分布范围，m；
Figure BDA0002550007820000056
k1、h2、
Figure BDA0002550007820000054
L1—根据地层原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距的数据集中度确定的各参数基准值。
步骤102，依据各参数的因素水平，利用各参数的非基准值与其它参数的基准值确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度。
表2各参数排列组合方案表
Figure BDA0002550007820000055
Figure BDA0002550007820000061
表中，
Figure BDA0002550007820000062
—地层原油粘度排列值；k1、k2、k3、k4—地层渗透率排列值；h1、h2、h3、h4—地层厚度排列值；
Figure BDA0002550007820000063
—含水饱和度排列值；L1、L2、L3、L4—注采井距排列值；
Figure BDA0002550007820000064
Figure BDA0002550007820000065
—不同排列组合方案计算所得最小压力梯度。
步骤103，对各方案参数进行无量纲化。
无量纲化方法见表3。
表3无量纲化方法表
Figure BDA0002550007820000066
表中，
Figure BDA0002550007820000067
—地层原油粘度标准化后的变量值；μo—地层原油粘度，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000071
—地层原油粘度算数平均值，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000072
—地层原油粘度标准差；k标准—地层渗透率标准化后的变量值；k—地层渗透率，10-3μm2；k平均—地层渗透率算数平均值，10-3μm2；Sk—地层渗透率标准差；h标准—地层厚度标准化后的变量值；h—地层厚度，10-3μm2；h平均—地层厚度算数平均值，10-3μm2；Sh—地层厚度标准差；
Figure BDA0002550007820000073
—含水饱和度标准化后的变量值；Sw—含水饱和度，％；
Figure BDA0002550007820000074
—含水饱和度算数平均值，10-3μm2；
Figure BDA0002550007820000075
—含水饱和度标准差；L标准—注采井距标准化后的变量值；L—注采井距，m；L平均—注采井距算数平均值，10-3μm2；SL—注采井距标准差；
Figure BDA0002550007820000076
—最小压力梯度标准化后的变量值；Gp—最小压力梯度，MPa；
Figure BDA0002550007820000077
—最小压力梯度算数平均值，MPa；
Figure BDA0002550007820000078
—最小压力梯度标准差。
其中：
Figure BDA0002550007820000079
Figure BDA00025500078200000710
x标准＝(xi-x平均)/S
式中，x平均—x因素的算数平均值；xi—x因素值；S—x因素标准差；x标准—x因素标准化后的变量值。
步骤104，利用灰色关联度方法计算各影响因素的关联度。
灰色关联系数的计算公式为：
Figure BDA00025500078200000711
式中，
Figure BDA00025500078200000712
Figure BDA0002550007820000081
Figure BDA0002550007820000082
关联度的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000083
根据灰色关联度的计算公式，计算可得到各影响因素的关联度。
式中，x0(k)—各影响因素的值，xi(k)—压力梯度的值；ξi(k)—各因素的灰色关联系数；ri—各因素的灰色关联度。
表4各影响因素关联度表
Figure BDA0002550007820000084
表中，r1—地层原油粘度的灰色关联度；r2—地层渗透率的灰色关联度；r3—地层厚度的灰色关联度；r4—含水饱和度的灰色关联度；r5—注采井距的灰色关联度。
步骤105，将各影响因素的关联度转化为各因素对压力梯度影响的权重系数。
权重系数的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000085
式中，
Figure BDA0002550007820000086
ri—各因素的灰色关联度；αi—各因素对压力梯度影响的权重系数。
根据上述公式计算得到权重系数表。
表5各影响因素权重系数表
Figure BDA0002550007820000091
表中，α1—地层原油粘度对压力梯度影响的权重系数；α2—地层渗透率对压力梯度影响的权重系数；α3—地层厚度对压力梯度影响的权重系数；α4—含水饱和度对压力梯度影响的权重系数；α5—注采井距对压力梯度影响的权重系数。
在应用本发明的一具体实施例中，包括了以下步骤：
1.选取影响压力梯度的主要因素：原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距等，根据目标区域取心井的岩心分析资料和地质研究工作，得到各参数取值范围(表6)。并根据各参数的数据集中度确定各参数的因素水平，以每个参数的数据集中度确定各参数基准值(表6)。
表6参数取值范围和基准值确定表
Figure BDA0002550007820000092
2)依据各参数的因素水平，利用各参数的非基准值与其它参数的基准值确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度。
表7各参数排列组合方案表
Figure BDA0002550007820000093
Figure BDA0002550007820000101
3)对各方案参数进行无量纲化。
无量纲化方法见表8。
表8无量纲化方法表
Figure BDA0002550007820000102
其中：
Figure BDA0002550007820000103
Figure BDA0002550007820000104
x标准＝(xi-x平均)/S
式中，
Figure BDA0002550007820000111
—地层原油粘度标准化后的变量值；μo—地层原油粘度，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000112
—地层原油粘度算数平均值，mPa·s；
Figure BDA0002550007820000113
—地层原油粘度标准差；k标准—地层渗透率标准化后的变量值；k—地层渗透率，10-3μm2；k平均—地层渗透率算数平均值，10-3μm2；Sk—地层渗透率标准差；h标准—地层厚度标准化后的变量值；h—地层厚度，10-3μm2；h平均—地层厚度算数平均值，10-3μm2；Sh—地层厚度标准差；
Figure BDA0002550007820000114
—含水饱和度标准化后的变量值；Sw—含水饱和度，％；
Figure BDA0002550007820000115
—含水饱和度算数平均值，10-3μm2；
Figure BDA0002550007820000116
—含水饱和度标准差；L标准—注采井距标准化后的变量值；L—注采井距，m；L平均—注采井距算数平均值，10-3μm2；SL—注采井距标准差；
Figure BDA0002550007820000117
—最小压力梯度标准化后的变量值；Gp—最小压力梯度，MPa；
Figure BDA0002550007820000118
—最小压力梯度算数平均值，MPa；
Figure BDA0002550007820000119
—最小压力梯度标准差；x平均—x因素的算数平均值；xi—x因素值；S—x因素标准差；x标准—x因素标准化后的变量值。
无量纲化后的数据见表9。
表9无量纲化数据表
Figure BDA00025500078200001110
Figure BDA0002550007820000121
4)利用灰色关联度方法计算各影响因素的关联度。
灰色关联系数的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000122
式中，
Figure BDA0002550007820000123
Figure BDA0002550007820000124
Figure BDA0002550007820000125
关联度的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000126
式中，x0(k)—各影响因素的值，xi(k)—压力梯度的值；ξi(k)—各因素的灰色关联系数；ri—各因素的灰色关联度。
根据灰色关联度的计算公式，计算可得到各影响因素的关联度。
表10各影响因素关联度表
Figure BDA0002550007820000127
5)将各影响因素的关联度转化为各因素对压力梯度影响的权重系数。
权重系数的计算公式为：
Figure BDA0002550007820000131
式中，
Figure BDA0002550007820000132
式中，ri—各因素的灰色关联度；αi—各因素对压力梯度影响的权重系数。
根据上述公式计算得到权重系数表。
表11各影响因素权重系数表
地层原油粘度 地层渗透率 地层厚度 含水饱和度 注采井距
0.200 0.195 0.188 0.226 0.191
本发明综合考虑影响压力梯度的各种因素确定其权重系数，压力梯度作为现场难以获取的参数，在很大程度上决定着单井的有效动用范围，影响着单井动用界限，该方法根据实际区块的参数范围和数据集中度，确定不同方案得到各参数，进行无量纲化和关联度计算，最终得到影响压力梯度的各因素的权重系数。该方法对于多因素的复杂变化情况，可以根据权重系数的排序，为后期新井位筛选提供参考。

Claims (6)

1.压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，该压力梯度影响因素权重系数确定方法包括：
步骤1，选取影响压力梯度的主要因素；
步骤2，确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度；
步骤3，对各方案参数进行无量纲化；
步骤4，利用灰色关联度方法计算各影响因素的关联度；
步骤5，将各影响因素的关联度转化为各因素对压力梯度影响的权重系数。
2.根据权利要求1所述的压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，在步骤1中，选取影响压力梯度的主要因素：原油粘度、地层渗透率、地层厚度、含水饱和度和注采井距，根据目标区域取心井的岩心分析资料和地质研究工作，得到各参数取值范围，并根据各参数的数据集中度确定各参数的因素水平，以每个参数的数据集中度确定各参数基准值。
3.根据权利要求1所述的压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，在步骤2中，依据各参数的因素水平，利用各参数的非基准值与其它参数的基准值确定排列组合方案，并利用数值模拟计算不同方案的注采井间最小压力梯度。
4.根据权利要求1所述的压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，在步骤3中，
地层原油粘度的无量纲化公式为：
Figure FDA0002550007810000011
地层渗透率的无量纲化公式为：
Figure FDA0002550007810000012
地层厚度的无量纲化公式为：h标准＝(h-h平均)/Sh
含水饱和度的无量纲化公式为：
Figure FDA0002550007810000013
注采井距的无量纲化公式为：L标准＝(L-L平均)/SL
最小压力梯度的无量纲化公式为：
Figure FDA0002550007810000014
其中：
Figure FDA0002550007810000021
Figure FDA0002550007810000022
x标准＝(xi-x平均)/S
式中，
Figure FDA0002550007810000023
—地层原油粘度标准化后的变量值；μo—地层原油粘度，mPa·s；
Figure FDA0002550007810000024
—地层原油粘度算数平均值，mPa·s；
Figure FDA0002550007810000025
—地层原油粘度标准差；k标准—地层渗透率标准化后的变量值；k—地层渗透率，10-3μm2；k平均—地层渗透率算数平均值，10-3μm2；Sk—地层渗透率标准差；h标准—地层厚度标准化后的变量值；h—地层厚度，10-3μm2；h平均—地层厚度算数平均值，10-3μm2；Sh—地层厚度标准差；
Figure FDA0002550007810000026
—含水饱和度标准化后的变量值；Sw—含水饱和度，％；
Figure FDA0002550007810000027
—含水饱和度算数平均值，10-3μm2；
Figure FDA0002550007810000028
—含水饱和度标准差；L标准—注采井距标准化后的变量值；L—注采井距，m；L平均—注采井距算数平均值，10-3μm2；SL—注采井距标准差；
Figure FDA0002550007810000029
—最小压力梯度标准化后的变量值；Gp—最小压力梯度，MPa；
Figure FDA00025500078100000210
—最小压力梯度算数平均值，MPa；
Figure FDA00025500078100000211
—最小压力梯度标准差；x平均—x因素的算数平均值；xi—x因素值；S—x因素标准差；x标准—x因素标准化后的变量值。
5.根据权利要求1所述的压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，在步骤4中，灰色关联系数的计算公式为：
Figure FDA00025500078100000212
式中，
Figure FDA00025500078100000213
Figure FDA00025500078100000214
Figure FDA0002550007810000031
关联度的计算公式为：
Figure FDA0002550007810000032
根据灰色关联度的计算公式，计算可得到各影响因素的关联度；
式中，x0(k)—各影响因素的值，xi(k)—压力梯度的值；ξi(k)—各因素的灰色关联系数；ri—各因素的灰色关联度。
6.根据权利要求1所述的压力梯度影响因素权重系数确定方法，其特征在于，在步骤5中，权重系数的计算公式为：
Figure FDA0002550007810000033
式中，
Figure FDA0002550007810000034
ri—各因素的灰色关联度；αi—各因素对压力梯度影响的权重系数；
根据上述公式计算得到权重系数表。
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