一种化学驱油井压裂潜力评价方法与系统

本发明属于智能油田，具体涉及一种化学驱油井压裂潜力评价方法与系统。

背景技术：

1、化学驱油是油田开发中后期广泛采用的驱替方式，化学驱油的规模应用不断刷新着油田采收率极限，成为油田持续有效开发的重要技术。其主要机理是在注入井中加入高粘度的聚合物提高驱替剂的体积波及系数或者加入表面活性剂、碱等化学物质提高驱替剂的洗油效率。采用化学驱油的方式采油的油井被称为化学驱油井。

2、在长期大量注入化学剂的过程中，化学剂尤其是大分子的聚合物容易和注入水中的其他成分形成胶团，造成地层孔隙堵塞，改变地层内流体的流动状态，增大流体流动阻力，使得注入井注入困难，对应的受效油井产量、压力都出现下降，因此需要采用各种方法解堵，目前采用较多的是注入解堵剂、负压抽吸、水力压裂等方法。其中水力压裂解堵、增产效果较好，但由于水力压裂投入成本较高，无法做到对每口受地层孔隙堵塞影响的油井都实施压裂，因此需要从众多化学驱油井中发现受堵塞影响的油井并筛选出压裂潜力大的油井，即严重影响生产的油井。通过筛选出适合压裂即压裂潜力大的油井进行压裂，一方面可以实现油田稳产增产，另一方面可以提高水力压裂的产出投入比。

3、而现有技术中筛选需要压裂的油井主要凭经验，即根据油井少量参数简单定性判断该油井是否受地层堵塞影响。如果受地层堵塞影响的油井较多，则单凭经验即无法定量评价堵塞程度，也无法定量考虑压裂后的效果。因此有可能会忽略压裂潜力大的油井，而选择压裂潜力小的油井进行压裂，导致压裂后增产效果较差，投入产出比较低。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术的弊端，本发明公开了一种化学驱油井压裂潜力评价方法，采用了如下技术方案：

2、一种化学驱油井压裂潜力评价方法，包括如下步骤：

3、构建化学驱油井的压裂潜力评价指标，所述化学驱油井的压裂潜力评价指标包括注采比、驱替压差、含水率变化率、采聚浓度变化率、产量变化率，其中所述变化率均为当前月与上月的差值；

4、基于m个待评价化学驱油井及每个待评价化学驱油井的n个压裂潜力评价指标构建标准化矩阵z，z=(zij)mxn，i=1,2....m，j=1,2....n，其中n=5；

5、构建压裂潜力最大的虚拟化学驱油井w1和压裂潜力最小的虚拟化学驱油井w2作为压裂潜力评价基准井，其特征向量分别为w1=[1，1，1，1，1]，w2=[0，0，0，0，0]；特征向量[1，1，1，1，1]表明化学驱油井反应堵塞程度的各个生产参数发生了剧烈变化，即发生了严重堵塞，注入困难、无法采出，必须解堵；特征向量[0，0，0，0，0]表明化学驱油井反应堵塞程度的各个生产参数无任何变化，即生产正常进行不需要压裂解堵、增产。因此可以以这两种状态为评价基准。

6、计算第i个待评价化学驱油井的特征向量zij与虚拟化学驱油井w1、虚拟化学驱油井w2的特征向量的相近度 si，将m个待评价化学驱油井的 si值进行排序， si值越大，表明对应的化学驱油井的压裂潜力越大；

7、（i），

8、式（i）中， si为第i个待评价化学驱油井的特征向量zij与虚拟化学驱油井w1、虚拟化学驱油井w2的特征向量的相近度、zij为第i个待评价化学驱油井的特征向量。

9、本发明根据注入井和油井的对应关系，以油井为核心将所有相关注入井拆分成一对一关系，一旦发生化学堵塞，注入井和油井两端的注入量、产液量、地层压力、含水率、含聚浓度等参数都会发生变化（如图1所示），变化的幅度大小一方面反应了堵塞程度，另一方面反应了压后的复产增产效果，因此，本发明根据注入井和油井两端的特征参数构建化学驱油井压裂潜力评价指标，可以更准确的表征化学驱油井的压裂潜力。

10、本发明通过计算第i个化学驱油井的压裂潜力特征向量zij=[zi1,zi2,zi3,zi4,zi5]与两个虚拟化学驱油井压裂潜力特征向量的相近度，第i个化学驱油井的压裂潜力特征向量与虚拟化学驱油井w1越相近、与虚拟化学驱油井w2越相离则压裂潜力越大，反之压裂潜力越小，根据相近度大小将化学驱油井压裂潜力大小量化，以便于更准确的对化学驱油井的压裂潜力进行评价。

11、进一步的，所述注采比的计算方法为：

12、xi1=qp/q（ii）；

13、式（ii）中，xi1为第i个化学驱油井的注采比，qp为第i个化学驱油井的当前月日均注入量，q为第i个化学驱油井的当前月日均产液量。

14、图2为注入井与油井的对应关系示意图，图3为注入井与油井的注入量劈分原理示意图，由图2可以看出，一个油井与多个注入井连通，由图3可以看出，一个注入井注入的驱替液会被劈分到多个油井，基于此：所述qp的计算方法为：

15、（iii）；

16、式（iii）中，f为与第i个化学驱油井连通的注入井的总数量，qpe为第e个注入井劈分到所述第i个化学驱油井的注入量，e=1,2…f；

17、qpe=qwe/g（iv）；

18、式（iv）中，qwe为第e个注入井的总注入量，g为第e个注入井连通的油井的总个数。

19、进一步的，驱替压差是指在化学驱替过程中，注入井注入端地层静压与油井采出端地层静压的差值，所述驱替压差的计算方法为：xi2=pr1-pr2（v）；

20、式（v）中，xi2为第i个化学驱油井的驱替压差，pr1为第i个化学驱油井对应的注入井地层静压，pr2为第i个化学驱油井的地层静压。如未检测地层静压，可用相邻注入井或油井的地层静压替代，或者用注入井或油井所在区块的平均地层静压替代。

21、进一步的，含水率变化率是指在化学驱替过程中，油井产出液中含水率的变化程度，所述含水率变化率的计算方法为：xi3=fw1-fw2（vi）；

22、式（vi）中，xi3为第i个化学驱油井的含水率变化率，fw1为第i个化学驱油井的当前月含水率，fw2为第i个化学驱油井的上月含水率。

23、进一步的，采聚浓度变化率是指在化学驱替过程中，目标成分浓度随时间的变化值，所述采聚浓度变化率的计算方法为：xi4=fj1-fj2（vii）；

24、式（vii）中，xi4为第i个化学驱油井的采聚浓度变化率，fj1为第i个化学驱油井的当前月采聚浓度，fj2为第i个化学驱油井的上月采聚浓度。

25、进一步的，产量变化率是指在化学驱替过程中，原油产量随时间的变化值，所述产量变化率的计算方法为：xi5=q1-q2（viii）；

26、式（viii）中，xi5为第i个化学驱油井的产量变化率，q1为第i个化学驱油井的当前月日均产量，q2为第i个化学驱油井的上月日均产量。

27、进一步的，基于m个待评价化学驱油井及每个待评价化学驱油井的压裂潜力评价指标构建标准化矩阵z的具体方法为：

28、基于m个待评价化学驱油井及经过正向化处理的每个待评价化学驱油井的n个压裂潜力评价指标（即、、、、）构建原始矩阵x，x=()mxn，为经过正向化处理的压裂潜力评价指标；其中正向化处理方法选用现有方法，优选topsis方法；

29、将所述原始矩阵x中的每一个元素进行归一化处理，得到标准化矩阵z，其中，。

30、本发明还公开了一种化学驱油井压裂潜力评价系统，包括：

31、评价指标构建模块，用于构建化学驱油井的压裂潜力评价指标，所述化学驱油井的压裂潜力评价指标包括注采比、驱替压差、含水率变化率、采聚浓度变化率、产量变化率，其中所述变化率均指当前月与上月的差值；

32、标准矩阵构建模块，用于基于m个待评价化学驱油井及每个待评价化学驱油井的n个压裂潜力评价指标构建标准化矩阵z，z=(zij)mxn，i=1,2....m，j=1,2....n，其中n=5；

33、虚拟化学驱油井构建模块，用于构建压裂潜力最大的虚拟化学驱油井w1和压裂潜力最小的虚拟化学驱油井w2作为压裂潜力评价基准井，其特征向量分别为w1= [1，1，1，1，1]，w2=[0，0，0，0，0]；

34、压裂潜力评价模块，用于计算第i个待评价化学驱油井的特征向量zij与虚拟化学驱油井w1、虚拟化学驱油井w2的特征向量之间的相近度 si，将m个待评价化学驱油井的 si值进行排序， si值越大，表明对应的化学驱油井的压裂潜力越大。

35、本发明还公开了一种对众多化学驱油井进行高效解堵的方法，包括如下步骤：采用上述任一所述的化学驱油井压裂潜力评价方法对众多化学驱油井的 si值进行排序；由 si值从大到小方向，选取若干压裂潜力大的化学驱油井实施压裂。

36、在实际生产中，如果对所有的受地层孔隙堵塞影响的化学驱油井都进行压裂解堵，从投入成本上来讲是不现实的，因此可以根据压裂工作量和资金计划按 si值从大到小的顺序，选取若干化学驱油井进行压裂，压裂潜力越大的化学驱油井，压裂后的增产复产效果越好，因此从众多化学驱油井中选取出压裂潜力大的化学驱油井进行压裂，是一种较优的对众多化学驱油井进行高效解堵的方法。

37、通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

38、化学驱油井对应的地层孔隙一旦发生堵塞则会体现在油井本身以及所对应的注入井的关键生产参数上，这些关键生产参数变化幅度也能反应堵塞程度和解堵后的增产复产效果，基于这一原理，本发明基于注入井和油井的动态生产参数建立了化学驱油井压裂潜力综合评价体系，将化学驱油井压裂潜力量化，便于从众多化学驱油井中发现受堵塞影响的化学驱油井并筛选出受堵塞影响较严重的化学驱油井实施压裂，提高化学驱油井压裂产出投入比，保证油田增产稳产，降本增效。