CN114482896A - 油水井解堵方法的优选方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于石油工业的储层保护及油田增产领域，涉及一种油水井解堵方法的优选方法。所述方法包括以下步骤：针对目标油藏，确定解堵所考虑的因素；确定对象空间、指标空间；确定隶属度；确定单指标测度及其评价矩阵；确定各因素的权重系数；确定多指标综合测度及其评价矩阵；得分排序，确定优选所得方法。本发明建立的解堵方法的优选方法，根据影响解堵效果的各种因素优选出来技术上可行性最好的措施，对增加油田产量、提高油田整体的经济效益具有指导意义。

Description

油水井解堵方法的优选方法

技术领域

本发明属于石油工业的储层保护及油田增产领域，涉及一种油水井解堵方法的优选方法。

背景技术

在钻井、完井、采油、修井、注水、压裂酸化等各个油田作业环节中常因各种原因导致油气层损害，严重影响采收率和油田经济效益。目前我国东部油田地层已经进入“双高”阶段，(采出可采储量60％，平均含水高达90％及以上)，中低渗储层占1/3～2/3，油层堵塞问题较为普遍。为满足油田生产的需要，需对油水井进行解堵处理。虽然目前解堵方法较多，但各解堵措施有各自的特点，同时导致油水井堵塞的因素是多方面的，包扩微粒运移、粘土矿物水化膨胀、出砂、有机垢堵塞、无机垢堵塞、水锁、贾敏效应、乳化堵塞等，所以为达到理想的解堵效果，必须首先对油水井的堵塞原因和种类进行诊断，再根据油水井的堵塞具体地选择解堵措施，以便对症下药。因此建立起解堵技术的优选方法对于更好地解决油水井堵塞、保护油气层、改善油气井产能及采收率、提高油田经济效益有着十分重要的意义。

目前油田常用的解堵措施分为：物理解堵、化学解堵、物化复合解堵及微生物解堵技术。物理解堵技术就是利用机械物理工艺，在物理化学作用下解除堵塞物，使油井恢复产能、水井增加注入量，常用的物理解堵技术包含强负压解堵技术、大功率超声波油层解堵技术、水力振荡解堵技术、循环脉冲解堵技术、电脉冲井底处理技术、人工地震处理油层技术、高压水射流解堵技术、井下脉冲增产技术、电磁波加热技术等。化学解堵技术就是将一定量的化学解堵剂挤入污染堵塞的油层或注水层位，在物理化学作用下解除堵塞物，使油井恢复产能，提高产量，使水井增加注入量，常用的化学解堵技术包含酸化及化学除垢法、热化学解堵技术等，近年引进的新化学解堵技术主要有原油增溶清蜡防蜡技术、缓速酸解堵技术、低温自生气增能解堵技术及多元复合酸解堵技术等。物化复合解堵技术是将物理解堵与化学解堵相结合，对损害油层进行综合处理的一项技术。微生物解堵技术是通过向油层注入选择的微生物，微生物为了生存必须就地生长，其产物(酸、气体、生命体、溶剂、表面活性剂、高分子聚合物等)随之发生激励和运移，从而达到对损害油层解堵并提高原油采收率的目的。

中国发明专利CN107165612B公开了一种用于油气井的解堵方法，该解堵方法使用由A剂、B剂和C剂组成的复合解堵剂对油气井进行解堵，复合解堵剂中各组分通过至少具有存储单元、注入单元和控制单元的注入设备采用分时异步注入油气井的方式进行注入，其中，存储单元分腔室存储有A剂、B剂和C剂且各腔室通过注入管线将复合解堵剂中各组分以加压方式注入所述注入单元，与井口耦合的注入单元包括主孔道和至少一个设置有用于控制复合解堵剂中各组分喷射速率的阻塞阀的注入口，并且注入单元基于控制单元对油气井内有机物凝胶粘度、注水水压、出液量和/或含水率的分析而以指定的喷射速率将A剂、B剂和C剂按分时方式从注入口喷射注入。

中国专利申请CN110043224A公开了一种油井井筒解堵方法，所述油井井筒解堵方法包括：检测井筒内部的开口大小，根据所述开口大小判断所述井筒内的堵塞等级，所述堵塞等级包括，轻度堵塞和重度堵塞；当判断出所述井筒内的堵塞等级为所述重度堵塞，则采用溶解剂对所述井筒内壁进行加压正挤，从而解决了现有解堵方法对堵塞严重的油井解堵效果不佳的技术问题。

中国专利申请CN111502599A公开了一种酸化解堵方法，该酸化解堵方法包括确定作业管内距离作业管的出气端最近的堵塞点，记为堵塞计量点；根据所述堵塞计量点，计算得到解堵酸液的用量，所述解堵酸液的体积量记为V；控压排空所述作业管；向所述作业管内注入V体积量的所述解堵酸液，使得附着物浸泡在所述解堵酸液内；关闭所述作业管，使所述解堵液与附着物反应预设时间；返排解堵后的溶液，该发明提供的酸化解堵方法能确定酸化附着物的最优的解堵酸液用量，防止出现解堵酸液过剩或者附着物反应不完全的状况。

目前国内外多偏重于室内研究和单一解堵技术的研究，不完善、不全面，特别是深层次的问题，没有得到根本解决，造成现场应用多种解堵技术一起上、采取措施无统一标准，以致效果不理想，从而限制了解堵技术在油田的应用。因此建立一套解堵技术优选方法，根据影响解堵效果的各种因素优选出来技术上可行性最好的措施，客观科学的选择解堵措施，对增加解堵有效率、措施有效期、增加油田产量、提高油田整体的经济效益具有指导意义。

发明内容

本发明的主要目的是一种油水井解堵方法的优选方法，可有效保证优选所得方法可有效解除当前井的各项损害且具有安全可行性，从而达到更为有效的油气层保护及高效增产的解堵效果。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种油水井解堵方法的优选方法，包括以下步骤：

针对目标油藏，确定解堵所考虑的因素；

确定对象空间、指标空间；

确定隶属度；

确定单指标测度及其评价矩阵；

确定各因素的权重系数；

确定多指标综合测度及其评价矩阵；

得分排序，确定优选所得方法。

进一步地，解堵所考虑的因素包括堵塞因素以及地层因素；

堵塞因素包括：机械杂质、贾敏损害、聚合物堵塞、硫化亚铁、乳化堵塞、水化膨胀或水敏、水锁损害、酸不溶化合物堵塞、酸敏损害、无机垢堵塞、细菌堵塞、有机垢堵塞、钻井泥浆；

地层因素包括：井别、原油粘度、渗透率、孔隙度、泥质含量、含油饱和度、地层出砂程度、地层能量、疏松砂岩、灰岩白云岩、砂岩、泥岩层、油层厚度。

进一步地，对象空间、指标空间的确定方法：设x₁,x₂,…,x_n为待评价的n个解堵技术，则评价对象空间X＝{x₁,x₂,…,x_n}；对x_i∈X，有m个评价指标I₁,I₂,…,I_m，指标空间I＝{I₁,I₂,…,I_m}；于是，x_i可表示为m维向量x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_im)，其中x_ij表示研究对象关于测量指标I_j的测量值；对于每个x_ij有p个评价等级c₁,c₂,…,c_p，则评价空间为U＝{c₁,c₂,…,c_p}；设c_k表示适用等级，则k级较k+1更为适用，记作c₁>c₂>…>c_p；若{c₁,c₂,…,c_p}满足：

c₁>c₂>…>c_p或c₁<c₂<…<c_p

则称{c₁,c₂,…,c_p}是评价空间U的一个有序分割类。

进一步地，通过隶属函数确定隶属度，将确定解堵所考虑的因素分为量化表达因素和非量化表达因素；对于量化表达因素，其隶属函数为连续函数；对于非量化表达的因素，其隶属函数为间断函数；

间断函数的隶属函数为：

连续函数又分为戒上型函数和戒下型函数：

戒上型隶属函数为：

戒下型隶属函数为：

其中，β、k为系数，一般取0.5；a为连续函数的分段点，代表各影响因素取值的分界值，具体取值需根据实际情况来判断。

进一步地，量化表达因素包括原油粘度、孔隙度、泥质含量、渗透率、含油饱和度；

属于戒上型函数的因素有：原油粘度、孔隙度、泥质含量；属于戒下型函数的因素有：渗透率、含油饱和度。

更进一步地，非量化表达因素包括机械杂质、贾敏损害、聚合物堵塞、蜡胶质沥青、硫化亚铁、乳化堵塞、水化膨胀或水敏、水锁损害、酸不溶化合物堵塞、酸敏损害、无机垢堵塞、细菌堵塞、油污堵塞、有机垢堵塞、钻井泥浆、腐蚀产物、地层出砂程度、地层能量、疏松砂岩、灰岩白云岩、砂岩、泥岩层、油层厚度、水力压裂和酸化预压裂、距油水边界的距离。

进一步地，单指标测度及其评价矩阵的确定方法：令_ijk＝_(x_ij∈c_k)表示x_ij测量属于第k个评价类(评价等级c_k)的程度，要求_{_}满足：

0≤_(x_ij∈c_k)≤1，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；k＝1,2,…,p

_(x_ij∈U)＝1，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m

则满足上式的_{_}称为未确知测度，简称测度；

称矩阵：

为单指标测度评价矩阵。

进一步地，各因素的权重系数确定方法：

用w_j表示测量指标I_j与其它指标相比具有的相对重要程度，要求w_j满足：

称w_j为的I_j权重，称向量：

w＝(w₁,w₂,…,w_m)

为指标权重向量。

进一步地，多指标综合测度及其评价矩阵的确定方法：

令_ik＝_(x_i∈c_k)表示样本x_i属于第k个评价类c_k的程度，则

由于0≤_ik≤1，并且

称(_i₁,_i₂,…,_i_p)为x_i的综合测度评价向量，称矩阵：

为多指标综合测度评价矩阵。

进一步地，得分排序方法：

令c_l的分值为n_l，则n_l>n_l+1，令

则

是解堵技术x_i的总得分，称：

为得分向量，可按

的大小对x_i的优劣排序。

与现有技术相比，本发明具有以下优势：

目前国内外多偏重于室内研究和单一解堵技术的研究，不完善、不全面，特别是深层次的问题没有得到根本解决，造成现场应用多种解堵技术一起上、采取措施无统一标准，以致效果不理想，从而限制了解堵技术在油田的应用。相较于传统的室内研究和单一解堵技术的研究，本发明提出的客观科学的解堵措施选择方法对增加解堵有效率、措施有效期、节约解堵时间及成本具有重要意义。

本发明建立的解堵方法的优选方法，根据影响解堵效果的各种因素优选出来技术上可行性最好的措施，对增加油田产量、提高油田整体的经济效益具有指导意义。

具体实施方式

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

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。

实施例

以X区块X采油井为例，目前地层渗透率为102×10^-3μm²，该井存在着储层损害，经油水井储层损害系统诊断得知该井的损害类型包含水锁损害及无机垢堵塞两种，且计算得到两种损害的表皮系数分别为3和4。

为了简便举例，假设有HLB-8解堵，CY-5解堵，ClO₂解堵，高频水力振荡，电脉冲解堵5种解堵技术可供选择，并且除了考虑解堵技术对于降低储层损害的程度外，还考虑地层因素地层渗透率的影响。

(1)对象空间及指标空间的确定

本次要评价的解堵技术包含HLB-8解堵，CY-5解堵，ClO₂解堵，高频水力振荡，电脉冲解堵5种，因此评价对象空间为：

X＝{HLB-8解堵，CY-5解堵，ClO₂解堵，高频水力振荡，电脉冲解堵}

需要考虑的因素有损害因素水锁损害、无机垢损害及地层因素渗透率，因此评价指标空间为：

I＝{水锁损害，无机垢损害,渗透率}

(2)隶属度的确定

根据隶属度确定方法，水锁损害和无机垢损害属于间断函数，其隶属函数为：

渗透率属于连续函数中的戒下型函数，其隶属函数分别如下：

对于水力振荡解堵技术的渗透率来说，戒下型隶属函数为：

对于电脉冲井底处理技术的渗透率来说，戒下型隶属函数为：

对于所给的HLB-8解堵，CY-5解堵，ClO₂解堵，高频水力振荡，电脉冲解堵的5种解堵技术来说，其隶属度如表1所示。

表1五种解堵技术的适用条件及隶属度

(3)评价空间的确定

解堵技术对于地层的适应性一般可归结为适用，条件适用或不适用，因此评价空间为：

U＝{适用，条件适用，不适用}

(4)单指标测度评价矩阵的确定

根据单指标测度评价矩阵确定方法，HLB-8解堵技术的单指标测度评价矩阵为：

CY-5解堵技术的单指标测度评价矩阵为：

ClO₂解堵技术的单指标测度评价矩阵为：

水力振荡解堵技术的单指标测度评价矩阵为：

电脉冲解堵技术的单指标测度评价矩阵为：

(5)权重的确定

综合两种损害的表皮系数，可得到三种影响因素的权重系数分别为：

w＝(0.3,0.4,0.3)

(6)多指标测度评价矩阵的确定

通过权重向量左乘各解堵技术的单指标测度评价矩阵并组合得到各解堵技术的多指标评价矩阵为：

(7)得分排序

根据公式计算方法，对各解堵方法的得分进行计算。

由得分结果计算知，水力振荡解堵技术和电脉冲解堵技术的综合得分较高分别为2.1411和2.1735，因此对于本例，这两种解堵技术为优选结果，另CY-5解堵技术的综合得分也较高，因此也可根据实际情况选择CY-5解堵技术或物化复合解堵技术。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种油水井解堵方法的优选方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对目标油藏，确定解堵所考虑的因素；

确定对象空间、指标空间；

确定隶属度；

确定单指标测度及其评价矩阵；

确定各因素的权重系数；

确定多指标综合测度及其评价矩阵；

得分排序，确定优选所得方法。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，解堵所考虑的因素包括堵塞因素以及地层因素；

堵塞因素包括：机械杂质、贾敏损害、聚合物堵塞、硫化亚铁、乳化堵塞、水化膨胀或水敏、水锁损害、酸不溶化合物堵塞、酸敏损害、无机垢堵塞、细菌堵塞、有机垢堵塞、钻井泥浆；

地层因素包括：井别、原油粘度、渗透率、孔隙度、泥质含量、含油饱和度、地层出砂程度、地层能量、疏松砂岩、灰岩白云岩、砂岩、泥岩层、油层厚度。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，对象空间、指标空间的确定方法：设x₁,x₂,…,x_n为待评价的n个解堵技术，则评价对象空间X＝{x₁,x₂,…,x_n}；对x_i∈X，有m个评价指标I₁,I₂,…,I_m，指标空间I＝{I₁,I₂,…,I_m}；于是，x_i可表示为m维向量x_i＝(x_i1,x_i2,…,x_im)，其中x_ij表示研究对象关于测量指标I_j的测量值；对于每个x_ij有p个评价等级c₁,c₂,…,c_p，则评价空间为U＝{c₁,c₂,…,c_p}；设c_k表示适用等级，则k级较k+1更为适用，记作c₁>c₂>…>c_p；若{c₁,c₂,…,c_p}满足：

c₁>c₂>…>c_p或c₁<c₂<…<c_p

则称{c₁,c₂,…,c_p}是评价空间U的一个有序分割类。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通过隶属函数确定隶属度，将确定解堵所考虑的因素分为量化表达因素和非量化表达因素；对于量化表达因素，其隶属函数为连续函数；对于非量化表达的因素，其隶属函数为间断函数；

间断函数的隶属函数为：

连续函数又分为戒上型函数和戒下型函数：

戒上型隶属函数为：

戒下型隶属函数为：

其中，β、k为系数；a为连续函数的分段点，代表各影响因素取值的分界值。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，量化表达因素包括原油粘度、孔隙度、泥质含量、渗透率、含油饱和度；

属于戒上型函数的因素有：原油粘度、孔隙度、泥质含量；属于戒下型函数的因素有：渗透率、含油饱和度。

6.根据权利要求4所述方法，其特征在于，非量化表达因素包括机械杂质、贾敏损害、聚合物堵塞、蜡胶质沥青、硫化亚铁、乳化堵塞、水化膨胀或水敏、水锁损害、酸不溶化合物堵塞、酸敏损害、无机垢堵塞、细菌堵塞、油污堵塞、有机垢堵塞、钻井泥浆、腐蚀产物、地层出砂程度、地层能量、疏松砂岩、灰岩白云岩、砂岩、泥岩层、油层厚度、水力压裂和酸化预压裂、距油水边界的距离。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，单指标测度及其评价矩阵的确定方法：令_ijk＝_(x_ij∈c_k)表示x_ij测量属于第k个评价类(评价等级c_k)的程度，要求_{_}满足：

0≤_(x_ij∈c_k)≤1，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；k＝1,2,…,p

_(x_ij∈U)＝1，i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m

则满足上式的_称为未确知测度，简称测度；

称矩阵：

为单指标测度评价矩阵。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，各因素的权重系数确定方法：

用w_j表示测量指标I_j与其它指标相比具有的相对重要程度，要求w_j满足：

0≤w_j≤1，

称w_j为的I_j权重，称向量

w＝(w₁,w₂,…,w_m)

为指标权重向量。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，多指标综合测度及其评价矩阵的确定方法：

令_ik＝_(x_i∈c_k)表示样本x_i属于第k个评价类c_k的程度，则

由于0≤_ik≤1，并且

称(_i₁,_i₂,…,_i_p)为x_i的综合测度评价向量，称矩阵：

为多指标综合测度评价矩阵。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于，得分排序方法：

令c_l的分值为n_l，则n_l>n_l+1，令

则

是解堵技术x_i的总得分，称：

为得分向量，可按

的大小对x_i的优劣排序。