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分析数理统计方法在油田单井效益评价中的应用

发表时间：2020/3/18 来源：《文化时代》2019年18期作者：陈捷

[导读] 油田开发的重点内容就是预测相关产品，是具体方案的调整依据在油田开发过程中占据着重要地位。目前石油企业普遍采用的发展形式并不能准确的预测出地下藏油的性质，对油田的产量也无法做出准确的预测。使用数理统计法预测油田产量能提升石油企业在评价单井效益方面的工作效率。本文将对数理统计方法进行介绍，并将其应用于油田产量的预测和单井效益的评价上，通过分析得出了原油含水率、油田产量和单井效益三者间联系较为密切的结论

中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司河北省唐山市 063004
        摘要：油田开发的重点内容就是预测相关产品，是具体方案的调整依据在油田开发过程中占据着重要地位。目前石油企业普遍采用的发展形式并不能准确的预测出地下藏油的性质，对油田的产量也无法做出准确的预测。使用数理统计法预测油田产量能提升石油企业在评价单井效益方面的工作效率。本文将对数理统计方法进行介绍，并将其应用于油田产量的预测和单井效益的评价上，通过分析得出了原油含水率、油田产量和单井效益三者间联系较为密切的结论。


引言
        1数理统计方法在油田产量预测中的应用现状
        1.1油田产量的预测
        目前我国的陆上油田在生产原油时通常采用注水驱油的方式，老油田在进入到采出量较高的含水阶段时，其综合的含水率通常会超过80%。近些年油田开发越发变难究其原因油田的开采工艺没有得到有效提升是关键所在。除原没产量外单井效益也呈现出逐年递减的趋势，原油的开采成本项目中，费用占比最大的是污水处理项目。原油的含水程度与投入的成本费用间是成正比的，前者越高后者就越大，与油田的单井效益间是反向相关的有关系，后者会随之越来越差。
        在油气储存方面宜采用动态的研究方法，既能准确的预测出油田的生产情况，又能作为方案调整及相关设计的参考依据使用，正确的引导油田开发工作的开展，应将其上升到战略的层面去看待。因此确定预测油田产量的方法是油田开发的基础性工作，当下较为常用的预测方法除了数值模拟和数学模型外，还有常规的油藏工程方法，如水驱或者递减曲线法等。
        对油藏的性质缺乏定性的认识，就无法准确的预测出油田的产量，更无法确定相关的动态性指标。以水驱曲线预测方法为例，易出现无法准确表征时间与产量间关系的问题。数值模拟预测方法也有其不足之处，所需的计算参数极严计算的过程较为繁杂冗长。递减曲线预测方法则不能对函数在产量中的影响作用做出正确估测。含水率与原油产出投入比间互为依存，在既定条件下后者会随着前者的升高而下降，由此可见在影响原油收益的各要素中，含水率不具有唯一性但却是各要素中最为关键的一个。数理统计预测油气田产量的方法优点是所需的信息量较小，计算过程较为简易，还可快速的准确预测出油气田的产量。
        1.2数理统计方法在预测油田产量中的应用
        当下在油田产量的预测方面较多采用到的是数理统计的预测模型工具。其中较具盛名的是灰色系统及其理论、Arps 递减和翁氏等类型的组合模型，多具有灰色系统理论与时间序列的组合特征，是与生命总量相关的有限体系。当中的灰色系统理论可对其发展趋势进行动态预测，当中的时间序列分析从属于统计学的范畴，组合式的模型在预测方面具有准确性和能力较强的优势。
        1.2.1灰色系统理论预测油田原油产量
        灰色系统意指系统信息中缺少明确性的那部分。油气田开发相关数据的时间序列有着不断发生变化的特点，基本上不存在为零的情况，造成这种不稳定的干扰因素较多，在设置相关参数时宜采用最小二乘方法，以便获取到有效的预测模型。
        表1中列示的是某油田的生产数据，这些原始数据可靠的体现出了油田的真实情况，如图所示当中所采用的参考因素包括含水率增值与田油井的数量。

        表1 某油田原始生产数据表
        生产年份油井数年平均含水率% 年产油量（104t）
2009 36 0.472 5.793
2010 35 0.541 5.039
2011 36 0.587 4.539
2012 35 0.583 3.959
2013 32 0.621 4.117
2014 30 0.653 3.824
2015 27 3.849 3.295
2016 27 0.675 3.849
2017 34 0.693 2.875

同时需兼顾到会对其产生影响作用的其它因素，采用残差修正模型对其进行修正处理，最终预测出的结果如图1所示。

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        图1 某油田灰色系统产量预测对比图
        分析发现相对误差的均值为0.09，在进行修正后得出的均值为0.03，预测的精确程度为一级，意味着预测的结果是准确且可靠的，由此可见在预测油田的产量时可采用这种预测方法。对油气藏进行动态研究可较好的预测到油田未来的产量，有着重要的研究价值。鉴于当下所使用的预测方法中均有其不确定的一面，在对产量有及动态进行预测时很难做到精准确定。适时出现的数理统计预测模型在油气田产量预测方面的应用价值是较高的。因灰色系统理论无需进行繁冗的计算，需要考虑到的影响因素和相关信息也不多，成为了油气田产量预测的主流用使用方法。

        2数理统计方法在油田单井效益评价中的应用步骤
        2.1选取统计指标，搜集原始资料
        一般来讲在确定统计指标时，通常会选用单井含水率指标和产出投入比指标。投入产出比的比值反映出的是原油内部的收入与相关成本费用间的关系，相关的成本费用包括注水、采水、出水和污水处理等内容。选取的相对指标在单井产液的消除数量上是不同的，个体间的差异性在所难免。有关研究资料显示油田原油在产出和投入比方面与油井的含水率间关系较为密切，通常前者会随着后者的升高而呈现出下降的趋势，因此含水率是影响单井效益使其产生变化的重要因素。
        2.2采取抽样调查法
        此次调研抽样选取了油田企业中的油井样本，对其后产过程中液、油、水的产量进行了统计，对影响收益的含水率、成本和费用等进行了原始资料的收集，为后续的研究做好前期数据准备。
        2.3计算公司的运用
        油田企业内部在计算收入数值时，通常会用到操作成本和单井原有商品量两个参数，两者间的乘积即为收入数值。在计算过程中会根据不同单井样本的产水量进行成本测算，包括固定成本和变动成本两个部分。单井收益易受到收入和成本因素的影响，两者间的减值即为收益值，两者间的商即为单井的产出投入比。具体可用下式来表达：
        变动成本=（注水变动成本+采水变动成本+污水处理变动成本）×单井产水量/总产水量
        固定成本=（注水固定成本+采水固定成本+污水处理固定成本）/单井井口数量
        成本合计=变动成本+固定成本
        收入=原油商品量×操作成本
        收益=收入-成本合计
        收入产出比=收入/成本合计
        2.4建立数学模型
        根据计算得出的投入产出比值和含水率建立起此次研究需用到的数学预测模型，进一步分析含水量与单井效益间的影响关系。
        此模型的建立需要经过三个步骤，其一，用字母X来表示油井含水率，假定其为自变量，那么投入产出比则是因变量，可用字母 Y来表示，对此进行细致分析后可得出两者间关系紧密的结论，可用指数曲线来表示这种关系。其二，从相关性的角度对其深入分析，找出两者间相关的程度值，利用相关系数计算含水率X值、油井产出投入比Y值，相比得出关系值-0.92，也就是说两者的关系在-1的边缘呈负向相关性。其三，根据分析计算出的各项参数值建立起确切的数学模型，对两者间的关系进行定量方面的深入分析。
        3总结
        油田企业的实际开展油气田开采工作过程中，无法准确的对单井效益做出客观评价，在此次调研过程中采用了抽样调查的方法，通过化验发现油井实际含水率可用数学模型来测算，不仅计算过程简易且结果为较清晰且不失准确性。可根据计算出的产出投入比数值对油田的单井效益进行评价，另外通过计算还可奠定评价的基础。总之本文在评价油田单井的效益时采用了数理统计的方法，分析研究了这种方法在油田开发中的应用情况，以此助力油田企业的发展。
        参考文献：
        [1]李景兰.分析数理统计方法在油田产量预测中的应用[J].经济视野，2013，（4）：22