庞 琴，张建楠，胡 泊

（1.中国石油玉门油田分公司勘探开发研究院，甘肃酒泉 735019；2.中国石油玉门油田分公司钻采工程研究院，甘肃酒泉 735019）

水驱油田注水开发后期通常都需要进行层系细分、调剖堵水、局部井网完善、注采井网调整加密等综合调整措施，而能否正确评价水驱油田注水开发效果则是进行合理调整的重要前提。传统的水驱效果评价方法大多是基于行业标准对某些影响水驱开发效果的动态指标进行分析来评价油藏开发效果[1-3]。目前评价水驱开发效果的指标很多，但是各个指标对水驱效果的评价结果可能存在较大差异，不同指标对水驱效果的影响程度也没有明确的认识，而且对不同流体性质、不同储层物性、不同开发阶段的油藏水驱开发规律的差异性体现得不够，因此整体评价存在片面性和模糊性。针对这种片面性和模糊性，本文中引入了模糊综合评判法[4]来解决这种多因素模糊性和随机性问题。模糊综合评判法已广泛应用于注水开发油田的水驱效果评价中[5-8]，与传统的水驱开发评价方法相比，运用该方法建立的评价方法参考多种评价指标，将影响水驱开发状况中的一些定性描述运用数学方法加以定量化，因此评价结果更全面、可靠，该方法的关键是评价指标的筛选、权重集的确定以及单因素评价向量算法的选择。本文以B 油田为例，应用机理模型数值模拟和行业标准相结合的方法，从地质特征、井网完善程度、开发状况和注水状况等4 个方面，筛选出水驱砂岩油藏开发效果评价的12 项评价指标，引入模糊综合评判法，建立厚层油藏水驱开发效果评价体系，为该类油藏掌握真实注水状况和下步调整提供依据。

1 模糊综合评判方法原理[4]

模糊综合评判法就是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，把与评价对象相关性较大的各个因素用模糊集合表示，所形成的评判矩阵与评价因素的权重通过模糊线性变换，得出一个对模糊集合的评价结果。这种方法能够较好地解决多因素模糊性和随机性问题。

首先，确定评价对象的影响因素集U 和评语集V：

由各评价因素ui对评语vj的隶属度rij构成评判矩阵R：

式中：0≤rij≤1、i=1，2，…m、j=1，2，…n。

其次，确定各评价因素的权重集X：

式中：0≤xi≤1、i=1，2，…m。

yj是评判对象相应于j 个模糊评语的隶属度，若有：

依据最大隶属度原则，第j 个模糊评语即为最终评判结果。

2 建立模糊综合评价模型

建立因素评判矩阵和确定权重集是建立模糊综合评价模型的两项关键性工作[9]，其建立方法较多但同时又没有统一的标准可以遵循，因此要根据实际需要采取相应的确定方法。

在统计分析B 油田实际开发状况和生产动态特征的基础上，选用因素评价矩阵法来确定单因素评价向量从而得到评判矩阵R。其中，影响因素集是影响油田水驱开发效果的各项动、静态指标的集合，记作U=（u1，u2，…um）。为使评价结果简单明了，在此采用5 等级评价标准—（好，较好，中等，较差，差），得到因素评价矩阵，记作V=（v1，v2，…v5），对应于不同评语的因素评价矩阵（见表1）。第i 个因素对评价对象作出的评价集称为单因素向量，记作ri=（ri1，ri2，ri3，ri4，ri5），m 个因素的单因素评价向量组合起来就构成了评判矩阵R。采用层次分析法[10]求取影响因素集中各个指标，得到权重集X，将评判矩阵R 与指标权重集X 经过模糊变换，得到模糊数学计算综合评价值，再根据最大隶属度原则进行判断即可得到最终的评价结果。

表1 因素评价模糊隶属度矩阵

2.1 建立评价指标体系

2.1.1 评价指标的选取 不同油田的地质特征、开发阶段和生产动态不同，其建立开发效果评价体系的代表性开发指标也不相同[11]。

B 油田为层状构造-岩性砂岩油气藏，储层物性较好，油层厚度大，非均质性比较严重，于2016 年5 月实施注水，采用笼统注水方式，截至2019 年8 月底，油田日产液2 876 m3，日产油2 760 t，综合含水4.0 %，日注水1 000 m3，累计注水610×104m3，地质储量采油速度2.6 %，地质储量采出程度14.1 %，目前处于注水开发早期阶段。在对B 油田地质特征和开发动态参数进行详细分析的基础上，按照动态性、独立性、可操作性、可对比性的筛选原则，参考行业标准，从地质特征、井网完善程度、开发状况和注水状况等4 个方面，筛选出了水驱砂岩油藏开发效果评价的12 项评价指标。其中，影响水驱开发效果的地质因素包括：储层渗透率、非均质性、隔夹层发育、储层厚度、沉积韵律、天然水体能量；影响水驱开发效果的开发因素：注采井网完善状况指标，包括水驱动用程度、水驱控制程度、油井多向受益率；开发状况指标：年自然递减；注水状况指标：压力保持水平、阶段注采比。这些指标构成了影响因素集U。

2.1.2 机理模型实验 由于B 油田的油层厚度较大、非均质性强，采用笼统注水方式导致水驱效果较普通砂岩油藏受油水重力分异现象的影响较大，单层单向突进严重，层间层内水驱不均。

为了提出符合B 油田地质和生产实际的指标评价标准，采用机理模型数值模拟的方法，研究不同油层厚度和韵律类型对水驱效果的影响。利用Petrel RE 数值模拟软件，以B 油田的储层物性参数建立了油层厚度分别为10 m、25 m、50 m、75 m、100 m、125 m 和150 m的7 种均质模型，以及油层厚度为50 m 的5 种不同韵律模型，模型中的油水井井距均为500 m、600 m、700 m（见图1～图3）。

由模拟实验结果可知，在均质韵律条件下，不同油层厚度水驱波及差异较大。油层厚度越大，水驱前缘上部移动滞后越严重，纵向波及程度越低。由此，明确影响B 油田水驱前缘厚度界限为50 m，该界限以上水驱前缘顶部明显滞后，采出程度低。

图1 井距500 m 时不同油层厚度模拟水驱前缘

图2 不同油层厚度归一化前缘形态曲线

图3 体积波及系数随油层厚度变化曲线

对于油层厚度一定的不同韵律模型来说，正韵律储层顶部水驱前缘滞后明显，级差大于3 时波及系数迅速下降，对应油井含水上升快，水驱开发效果差，而反韵律型储层纵向波及相对均匀，受级差影响较小，能够克服一定油水重力差异（见图4、图5）。

2.1.3 评价指标体系 综合B 油田实际地质特点和开发特征，结合上述机理模型数值模拟实验结果，参照中国石油天然气公司颁布的《油田开发水平分级》行业标准[12]，给出上述评价指标分级和取值范围（见表2）。

图4 含水率与采出程度变化曲线

2.2 层次分析法求指标权重

层次分析法是一种对非定量事件作定量分析的简便方法，能够将人们的主观判断转化成一定形式的客观表述。根据层次分析法原理，按照组成因素之间的相互关联影响以及隶属关系分出多层次结构，将各因素两两比较，用“同等重要”，“稍微重要”，“明显重要”等定性语言说明其中某一因素相比另一因素对总体而言的重要程度，将其相对重要性用数值矩阵表示出来，即可得判断矩阵。

图5 体积波及系数与级差关系曲线

表2 B 油田水驱开发效果评价指标体系

表3 参数判断矩阵

本文将表2 中各项评价指标进行两两对比，得到各评价指标对比量化值，建立判断矩阵（见表3），采用方根法计算该判断矩阵的最大特征根及对应的特征向量，通过随机一次性检验，最后确定评价指标权重集X（见表4）。

表4 影响因素权重表

2.3 确定评判矩阵

对照表2 对12 项评价指标进行单因素评价，根据B 油田静态资料和实际生产状况可知，B 油田属于中孔中高渗油藏，储层物性属于好的范围；纵向非均质性强，平面较均质，属于中等范围；平均有效厚度114.3 m，单层厚度大但横向变化快，属于较差范围；隔夹层平均厚度61.8 m，属于差的范围；沉积韵律以上细下粗的正韵律和复合正韵律为主，属于较差范围；边水能量仅为油藏孔隙体积的1～2 倍，水体能量弱，属于差的范围；各井组水驱控制程度为33 %～95 %，属于差-好的范围；水驱动用程度为67 %，属于较好范围；实施注水后地层压力下降变缓但保持水平依然较低，属于差的范围；自然递减大，2017-2018 年自然递减在20 %左右，属于较差范围；油田阶段注采比约为0.3，注采井数比1：3.5，油井受效不均，单向受效井居多，属于较差范围。以上述数据为基础，对12 项指标作出单因素评价，评价结果（见表5）。

表5 水驱开发效果综合评价表

3 模糊评价结果与分析

结合12 项评价指标的评价结果，利用模糊数学综合评判法确定出的综合评价值为（0.108，0.133，0.310，0.366，0.112），其最大值为0.366，根据最大隶属度原则确定B 油田水驱开发效果整体处于“较差”的评价范围，与B 油田注水开发早期阶段的实际注水效果比较吻合。

结合对各个指标的单因素评价结果和B 油田实际地质特征和生产特征分析认为：B 油田油层厚度大、物性好，主要分布正韵律和混合正韵律沉积，纵向非均质强，油水井注采井距大，注水井采用笼统注水方式导致注水受油水重力分异影响主要驱替油层下部，纵向波及不均匀，单层单向突进严重。

在下一步综合调整中，应充分利用B 油田隔夹层较为发育的特点，尽快实施分层注水、水井调整吸水剖面和油井堵水相结合，同时进行注采井网加密调整。另外对于低油水黏度比厚层油层，提高采油速度可克服油层厚度大带来的水驱前缘滞后，提高纵向波及程度，提高水驱控制程度和注入水有效利用率，改善注水开发效果。

4 结论

（1）以B 油田地质特征和开发动态数据为基础，应用机理模型数值模拟和石油行业标准相结合的方法，从地质特征、井网完善程度、开发状况和注水状况等4个方面，筛选出水驱砂岩油藏开发效果评价的12 项评价指标，引入模糊综合评判法，建立厚层油藏水驱开发效果评价体系。

（2）根据模糊评判结果可知，B 油田目前注水开发效果属于较差范围，注水有待进一步提高和细化，应当尽快实施分层注水、水井调剖和井网加密等调整措施，提高井组水驱控制程度，改善注水开发效果。

（3）利用因素评价法确定评判矩阵，用层次分析法确定各影响因素的权重，将传统的单指标、定性评价转化为多因素、定量评价，使注水开发效果的评价更全面、准确，为该类油藏掌握真实注水状况和下步调整提供依据。