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稠油在世界剩余油地质储量中占有重要地位。我国拥有丰富的稠油油藏,目前国内开采稠油的常规技术是蒸汽吞吐和蒸汽驱,普遍存在热利用率低、采收率不高等问题,准确预测稠油油田的开发指标是油田开发规划的基础,也是提高采收率的重要研究内容。
本文选取河南油田的井楼油田一区和古城油田泌浅10区两个区块为研究对象,研究不同类型稠油油藏的产量、周期间和周期内的递减规律、回采水率、吞吐油汽比等主要开发指标的合理预测模型。应用稠油模型法、数学统计法、稀油水驱法以及水驱曲线类法衍生出来的方法和基于BP神经网络的方法这四大类方法来预测稠油油田的主要开发指标,并运用经济分析法对吞吐油气比进行了经济评价。
稠油模型法需要获取不同阶段的地质、开发数据和热利用率等资料,而且模型计算复杂,只适用于有冷采阶段的油藏,对于井楼油田和古城油田难以用稠油模型法预测开发指标。数理统计法建立在大量静、动态数据的基础上寻找稠油油藏的内在规律,简便易行。本文主要考虑了粘度、油层深度、油层厚度、注汽量四个参数,对研究区按照不同粘度分为普通稠油和特-超稠油两类,再分别按照厚度分为四类:特薄层(1-3米)、薄层(3-5米)、中厚层(5-10米)、厚层(大于10)进行了统计规律研究。对周期间主要研究了周期长度、生产天数、平均日产、油汽比、周期产量等指标,主要得到以下认识:周期产油量都呈现出先增大后减小的趋势,符合翁氏变化规律,同一区块内周期产油量随着油层厚度的减小而减小,厚度越大的产量峰值期越靠后。厚度越大的平均生产周期越长,周期平均生产天数随着吞吐周期的增加而增加,5米以上与5米以下的递增规律不同。平均日产油随着周期的增大而急剧减小。各厚度内的注汽量呈现大范围内平稳,小范围内波浪状变化的现象。油汽比随油层厚度的增加而增加,周期间变化有跳跃现象,大致呈现先增大后减小和持续减小两种形态;周期内从日产量和月产量两个指标分析得到:单井周期内日产油量基本呈三段式即产量上升期、稳产期和下降期。不同的周期这三个阶段的时间长度不同,一般随着周期的增大上升期变长,稳产期延迟时间也变短。同一周期内,初期含水高,下降快,随着周期数增加,综合含水上升快,不同周期的月产量也是呈上升、稳产、下降三段式。通过以上的分析,结合相应的预测方程,总结出周期产量递减的预测方法。并且利用数理统计法对用油田数据库的数据对整个区块的累积油汽比和回采水率经行了研究,得出了区块的回采水率和累计周期油汽比与时间的关系。
根据预测稀油开发指标的成功经验得出的类比方法并不适合所有稠油油藏。本文在试算多种稀油开发指标预测方法后得出结论:当产量符合翁氏模型时可以用稀油类比中的方法1;年油汽比符合翁氏模型时可以用方法3;累积注汽量与累积产油量之比与累积产油量之间,存在着很好的线性关系时用方法4;log(Nj)-Np、log(Nj)-Wp之间有很好的线性关系时,可以用方法5;产量符合正态分布规律时可以用方法6。
BP人工神经网络法通过自学习和自适应过程,把复杂的关系隐含到神经元之间的连接权中,对非线性问题有较强的解决能力。本文应用人工神经网络法,将周期数、有效厚度、注气天数、注汽量、生产天数等五项指标为输入,以周期产油量作为输出,随机选择了井楼一区厚度10米以上的24口井,输入向量215组,进行了样本训练并随机预测了2口井,将预测结果与实际值相比,预测误差在10%以内。
本文结合四种常用的油汽比预测方法提出了简化的收支平衡法计算稠油油藏的极限吞吐油汽比。该方法具有参数易得、计算简便的优点。计算结果表明操作成本越高,极限油汽比越高。油价越高,周期极限油汽比越低。最后比较了各种方法的优缺点,确定了不同厚度、不同粘度下的周期间生产天数、周期产量、油汽比与周期的定量关系,探讨了不同油价、不同成本下的经济极限油汽比界限,探索了一套适合不同类型稠油油藏的开发指标预测方法。