东辛采油厂边远井管理区采油三站 刘蓬 刘田甜 钟磊 胡晓杰
摘 要：在油田防砂方式中,很大部分选择的是机械防砂,而机械防砂的方式很多,每种防砂方式的使用条件也不相同,施工的工艺成本也不一样等,为了减少成本,提高油井产量,从整体上提高桩西采油厂某个区块的总的经济效益,需要对出砂油井的防砂方式效果做产能预测和经济效果评价,对油井防砂方式做综合决策,提供科学合理的参考依据。针对防砂措施对油井产能的影响引入产能比评价指标,根据防砂措施造成的附加表皮系数推导其计算方法,结合防砂前油气流入动态预测防砂后的产能,同时采用合理的经济评价方法,选定合适的经济评价指标,对初选的防砂方法做经济评价,建立一个用于机械防砂工艺优选垂直油井产能预测和经济评价模型。
关键词： 油井生产；砂岩油藏；防砂工艺；优选；评价技术
砂岩油藏一般埋藏较浅,油层胶结疏松,泥质含量高,出砂粒径小,受水敏影响严重,防砂的难度大，防止油井中出砂是开发疏松砂岩油藏的重要环节。注水开发砂岩油藏在开发初期油井并不出砂,但随着含水上升油井开始出砂,并越来越严重,制约着油井的正常生产。为减少成本,提高油井产量,从整体上提高桩西采油厂某个区块的总的经济效益,需要对出砂油井防砂方式效果做产能预测和经济效果评价,对油井防砂方式做综合决策,提供科学合理的参考依据。
1 防砂工艺优选评价技术
防砂方案的优选应该依据油气田出砂预测或实际出砂情况,考虑岩石物性、流体物性、生产方式等,通过对各种防砂工艺适应性的总结,来评价各种防砂工艺对特定油气层、区块或井的适应性,来确定具体的防砂工艺。首先需要了解各种机械防砂方法的适应条件,利用人工神经网络方法进行方法进行评判,从中优选出技术上可行(即评价指标高的)几种防砂方法;然后对这些方法方法分别进行产能预测,再考虑各种经济因素,应用不同寿命方案的经济评价方法进行相对经济对比,最后选出技术上合理,经济上可行的最优防砂方法。
2 建立综合模糊评判模型
综合模糊评判模型主要包括模糊集合、隶属度和隶属函数。防砂优选工艺技术就是在这些基本概念的基础上建立起來的。模糊概念是相对明确概念而言的。模糊集合指某些情况下具有不明确外延的集合,用于表示定性描述的抽象范围。由于影响防砂方法的因素很多,所以在进行防砂方法优选时,需要建立一个数量的模糊集合,作为我们的模糊判别基础。
2.1隶属函数引用
隶属函数指用来计算个体对于某模糊集合隶属度的关系表达式。其作用是确定隶属度,如何准确的确定一个油屋参数的隶属度,就需要选择一个合理的隶属函数,防砂优选结果的好坏与其有直接的联系。某个影响因素的隶属度值是由选择的隶属函数确定。
2.2 隶属函数确定
主要考虑的是防砂方法的优选,为了确定隶属度,首先需要建立“高”、“低”两个模糊集合。依据图中给予的隶属度,寻找可以与之相匹配的隶属函数就可以了。在实际情况下,影响防砂效果的闲素可以划分成为两类:即可量化的因素和不可量化因素。可量化因素主要有井段长度,地层砂粒中值,射孔长度,孔密等,可以用连续型的隶属函数来表达,不可量化因素则包括非均质性,开采方式,井身状况,出砂类型等,其需要用非连续型的隶属两数表示。为了优选出技术上可行的防砂方法,必须综合考虑油藏地质、生产、完井因素,并结合具体油井的基础特征参数,对可供选择的防砂工艺进行技术评价,对综合模糊评判模型而言,就是优先出评判W子前几位的防砂工艺。为统计每种防砂方法中的每个元素模糊集合,建立适应条件数据库和矩阵模型。
3防砂井产能评价
防砂井的产能预测和评价对于选择与设计合理的防砂措施,选择防砂后生产工艺的调整,充分提高油气井的经济濟力有着很大的意义。防砂井产能评价的基本任务是评价具体的防砂措施对油气井产能的影响,并预测防砂后油气井流入动态关系,其基本内容包括:(1)防砂措施对井底造成的流动特性的改变及相应流动压降与表皮系数预测,附加压降及表皮系数表征防砂措施对井底流动条件的影响; (2)防砂产能比预测,防砂产能比即油气弁防砂后油井产液指数或气井无阻流量与防砂数值之比,表征防砂措施对油气井产能的影响程度;(3)油气井防砂后的流入动态关系预测,为生产参数调整提供依据。依据上述内容,防砂井产能评价的基木方法如图：
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4 防砂后经济评价
对于出砂的油井而言,其采取防砂是为了阻挡地层砂进入井筒,改善流体渗流,从总体上在尽可能的提高油井的产量,同时降低油井检修周期。通过前面的防砂工艺优选出出数种可行的防砂方法后,还必须考虑经济效益,事实上,所有工艺措施都是为提高单井的经济效益。经济评价的主要内容：根据之前的产能预测得到的结果作为参数进行经济效果的评价,并计算出相应的经济评价指标,为防砂方案的选择提供决策,最终获得一种从经济和技术上都+错的最佳防砂措施。
4.1不同寿命方案的经济对比模型
不同有效期方案的经济对比的S本原理:设置一个总的评价周期T,在这个周期内对各种方案进行对比,根据每个防砂工艺有效期不同的特点,总的评价周期可以取为所有的防砂工艺有效期的最小公倍数,这样每个防砂工艺的作业重复次数为整数,并至少是一次。在此我们假设各工艺的有效期是那么每个防砂方案在总的评价周期内进行重复作业的总数量可以表示为:
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由于做的经济评价是在采取防砂措施后进行的,那么就必须考虑措施形成的附加成本,由于这个数量一般都是较高,不能忽略。采取重复作业的方式进行评价是非常合理的,这与油田实际情况是一致的,因为油井防砂措施在有效期过后就会失去效果,这时还得继续进行重复的作业,实际中接下来采取的防砂工艺有可能会与之前的有所区别。这里只是为了对各种防砂工艺做经济评价,故需始终用相同的工艺进行重复作业。
4.2 防砂措施前后的经济对比
为了更准确的表现防砂工艺措施给油井带来的经济效益,可以采用防砂与不防砂时的经济对比来评价防砂措施的经济效果,两种情况下的差值即为防砂措施来的实际经济效益。
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此时虚线表示的是油井不采取防砂措时的经济收益线,由于出砂造成的冲砂、检系、设备磨损等各种因素的影响,会使生产成本不断增加,油井的净收益会逐渐降低。实线则表示油井在采取防砂时的净收益曲线,由于开始投入大量成本,远大于油井产量收益,曲线刚开始收益表现为负值,位之后收益会逐渐增加。此图中面积A与B的差值能够准确表示油井防砂措施带来的经济效果。
参考文献：
1. 王新强. LD油田出砂预测及适度防砂完井技术研究[D]. 中国石油大学 2010