| 多元热流体吞吐窜流影响灰色关联定量分析 |
稠油油藏进行多轮次的吞吐热采,由于地层的非均质存在以及工艺参数不同等易造成汽窜发生,从而导致油藏加热不均匀、热波及体积减小、热效率低、经济效益差等问题。同时汽窜还给邻井生产带来一定的负面效应。目前渤海稠油主要采用多元热流体吞吐热采,并取得较好的开发效果[1-3]。该技术是利用火箭发动机燃烧喷射原理,在高压燃烧室内混合燃烧燃料、空气及水,产生高温高压水蒸汽、CO2及N2等混合气体注入地层。随着海上稠油油藏热采开发程度的不断提高[4],井间窜流风险也会加大,将会直接影响热采水平。目前针对热采汽窜规律及风险研究较多,但大多限于定性分析,同时多元热流体由于是复合气体,与蒸汽的增产机理还略有不同。本文在窜流特征分析基础上,利用灰色关联分析方法对汽窜影响因素进行定量分析,并据此对其影响因素进行排序,从而为减缓窜流及后期调整措施提供参考。
1 井间窜流模型建立渤海X油田为我国海上一具有高孔高渗特征的稠油油藏,该油田已实施过多元热流体吞吐试验,取得了较好的开发效果。本文在该油田实际地质油藏特征及井网分布的基础上,选取部分典型区块的井组为研究对象,并利用CMG-Stars软件建立多元热流体井组吞吐的模型,并进行数值模拟研究。建立的基础数值模拟模型如图 1。考虑气窜影响因素中的非均性条件,在井组模型中的两井间建立一条高渗条带,如图 2,当井组间发生窜流时,气体波及前缘将沿高渗带窜进,汽窜后的含气饱和度分布如图 3。
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| 图 1 井组井间窜流数值模拟模型 |
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| 注:图中红色条带为高渗条带 图 2 井组井间窜流模型(高渗条带) |
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| 图 3 井组井间窜流含气饱和度分布 |
2 灰色关联定量分析 2.1 基本原理
灰色关联原理[5-6]是通过各种因素间总体发展态势的相似或相异程度来确定因素间相关联的程度。它通过分析时空序列曲线的几何形状、变化大小、方向与速度等的接近程度来衡量因素间关联度大小。当比较序列变化态势接近时,关联度较大;反之,关联度较小。因此可选择窜流系数为参考序列Y0,各因素为比较序列Xi构造关联分析矩阵,通过式(1)进行序列无量纲化,最终确定关联系数εi(k)和关联度Roi(k),如式(2)~式(3)。
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(1) |
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(2) |
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(3) |
式中:θ为分辨系数,范围[0, 1],值越小,分辨力越大;Roi(k)为关联度,值越大,影响越大,反之越小。
2.2 关联序列确定结合国内外热采经验及井区生产动态特征,在静态方面选取渗透率、油层厚度、原油黏度,动态方面选取注入强度、注采压差等作为比较序列,利用数值模拟手段分别计算等比例下不同参数组合的窜流效果。窜流效果中选取窜流系数作为参考序列,计算结果见表 1。
| 表 1 各相关因素组合下的井间窜流程度效果 |
2.3 关联度分析
利用公式(1)将确定的各比较序列和参考序列进行无量纲化,并利用关联方法和式(2)计算各影响因素与窜流程度大小的关联系数,在此基础上,分别取分辨系数为0.5、0.4、0.3,通过各比较序列关联系数计算各影响因素的关联度,通过对关联度进行排序可确定各影响因素的敏感性程度,如表 2。
| 表 2 多元热流体吞吐影响因素与井间窜流的关联度及排序 |
2.4 敏感性分析
通过表 1可看出,当分辨系数越大时,关联度也越大,表明曲线的几何形态越接近,故选取较小的分辨系数可有效提高评价结果的区分能力,但总体上排序保持一致。从图 4可看出,多元热流体吞吐时影响因素对井间窜流的敏感性排序依次为渗透率、油层厚度、注采压差、注入强度、原油黏度。
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| 图 4 多元热流体吞吐影响因素与井间窜流敏感性排序 |
多轮次吞吐的井间窜流具有方向选择性、重复性、可逆性等特征[7-8],如不及时采取相应措施,井组间将会重复的发生气窜,对生产效果影响较大。因此,可结合影响因素敏感性分析结果,确定针对性的减缓窜流调整措施。静态方面,渗透率影响相对较大,针对存在高渗透带的井组可考虑高温化学剂辅助调剖措施[9-10];动态方面,注采压差和注入强度相对敏感,因此方案设计时,需优先考虑此因素,确定合理的注热参数[11];同时,整体上可考虑井网组合式吞吐[12],以整体抑制窜流。
3 结论(1)利用灰色关联分析方法可对井间窜流影响因素进行关联分析,通过各因素的关联度大小确定影响程度,量化确定其中的关键因素。
(2)利用数值模拟和灰色关联方法分析了井间窜流影响因素敏感性大小,各因素排序由大到小依次为渗透率、油层厚度、注采压差、注入强度、原油黏度。
(3)结合影响因素敏感性分析,提出了相应减缓井间窜流治理措施,如高温泡沫辅助吞吐、注热速度和强度优化、组合式吞吐等。
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2015, Vol. 35





