本發(fā)明涉及油氣田套損防治
技術(shù)領(lǐng)域：
一種預(yù)警分析方法，尤其是一種油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法。
背景技術(shù)：
：：套損問題一直是困擾老油田開發(fā)的難題，由于套損導(dǎo)致大量的生產(chǎn)井廢棄，嚴(yán)重影響油田產(chǎn)量，同時生產(chǎn)成本、維修費用、補鉆更新井、監(jiān)測、普查費用的大幅度增加，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失。比如目前大慶長垣油田累積套損率已達到25％以上，特別是2008年之后，局部地區(qū)出現(xiàn)集中套損，導(dǎo)致集中套損區(qū)的開井率低于70％，影響區(qū)塊產(chǎn)量20％左右。套管損壞與地質(zhì)、開發(fā)因素息息相關(guān)，是多種因素長期、共同作用的結(jié)果。在套損防護方面，現(xiàn)有套損預(yù)報方法和軟件多從地質(zhì)力學(xué)角度出發(fā)，進行流固耦合計算應(yīng)力場，將開發(fā)因素轉(zhuǎn)換為應(yīng)力變化，分析區(qū)域地應(yīng)力場分布和各井點套管載荷變化，從而實現(xiàn)套損風(fēng)險預(yù)測。這類方法對操作人員專業(yè)技術(shù)水平要求高，工作量大、時間長，計算過程復(fù)雜，由于工區(qū)規(guī)模和模型節(jié)點的限制，研究區(qū)域較小，雖然能實現(xiàn)單井套損風(fēng)險預(yù)測，但壓力場擬合符合率低，不能給出套損主要影響因素和治理對策，無法做到大面積及時預(yù)警，因此該方法沒有普及應(yīng)用，目前油田套損防控手段主要依靠專業(yè)技術(shù)人員的工作經(jīng)驗和監(jiān)測手段，沒有方便、快速、超前預(yù)測的實用套損預(yù)警技術(shù)。技術(shù)實現(xiàn)要素：：本發(fā)明在于克服
背景技術(shù)：
中存在的現(xiàn)有套損預(yù)報方法無法做到大面積及時預(yù)警、不能給出套損主要影響因素和治理對策的問題，而提供一種油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法。該油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法，提供一種油田開發(fā)區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析技術(shù)，能夠快速實現(xiàn)提前發(fā)現(xiàn)套損風(fēng)險區(qū)塊，提前警示套損風(fēng)險指標(biāo)，從而能夠做到提前調(diào)控，降低套損發(fā)生幾率，模型計算高套損風(fēng)險符合率高達79％。本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達到：該油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法，包括以下步驟：1)建立地質(zhì)因素的套損預(yù)警指標(biāo)體系：確定地質(zhì)因素預(yù)警指標(biāo)，并建立地質(zhì)因素預(yù)警指標(biāo)與區(qū)塊累積套損率的定量關(guān)系；2)劃分區(qū)塊的地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級：采用確定性系數(shù)模型進行地質(zhì)因素單指標(biāo)量化，利用單指標(biāo)量化值求得每個區(qū)塊的地質(zhì)因素套損風(fēng)險度；確定地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級。3)建立開發(fā)因素的套損預(yù)警指標(biāo)體系：從導(dǎo)致套損的主要開發(fā)因素(包括地層壓力、注入壓力、注水量、產(chǎn)液量、注采比)出發(fā)，設(shè)計各影響因素的平均值、均方差、年度差、區(qū)塊間差等反映各種變化的套損預(yù)警單指標(biāo)，采用相關(guān)系數(shù)分析方法，優(yōu)選相關(guān)性強的開發(fā)指標(biāo)，作為套損預(yù)警指標(biāo)；4)建立套損預(yù)警模型：以區(qū)塊開發(fā)預(yù)警指標(biāo)的歷年生產(chǎn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用支持向量機方法建立不同地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級的套損預(yù)警模型；5)套損風(fēng)險預(yù)警：采用區(qū)塊最新的年度開發(fā)數(shù)據(jù)，計算套損預(yù)警指標(biāo)，通過模型計算，給出區(qū)塊的套損風(fēng)險等級。本發(fā)明與上述
背景技術(shù)：
相比較可具有如下有益效果：該油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法，能夠優(yōu)選導(dǎo)致套損的地質(zhì)、開發(fā)預(yù)警指標(biāo)，構(gòu)建套損預(yù)警指標(biāo)體系，建立預(yù)警指標(biāo)與區(qū)塊套損率的關(guān)系模型，實現(xiàn)區(qū)塊套損風(fēng)險等級預(yù)警。能夠提前發(fā)現(xiàn)高套損風(fēng)險區(qū)塊，高風(fēng)險指標(biāo)能夠提前調(diào)控，降低套損發(fā)生幾率。本發(fā)明在大慶長垣油田98個開發(fā)區(qū)塊應(yīng)用，將區(qū)塊分為5個地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級，優(yōu)選了10項開發(fā)預(yù)警指標(biāo)，分別建立了5個地質(zhì)套損風(fēng)險等級的套損預(yù)警模型，模型計算高套損風(fēng)險符合率達到79％，為區(qū)塊套損防護提供了治理依據(jù)。本發(fā)明實現(xiàn)了區(qū)塊套損風(fēng)險級別和風(fēng)險指標(biāo)雙重預(yù)警，為高套損風(fēng)險區(qū)塊提前發(fā)現(xiàn)、超前防治提供了新的技術(shù)手段，為保證油田正常生產(chǎn)、減少大量修井成本提供了一種新的解決途徑。具體實施方式：下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明：實施例1、以下以大慶長垣油田98個區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警為例說明本發(fā)明方法的實施過程。目前大慶長垣油田累積套損率已達到25％以上，年度新增套損井1200口左右，套損井呈現(xiàn)逐年增多的趨勢。特別是2008年之后，局部地區(qū)出現(xiàn)集中套損，導(dǎo)致集中套損區(qū)的開井率低于70％，影響區(qū)塊年產(chǎn)油量20％左右?；诹鞴恬詈系奶讚p預(yù)警方法，由于工區(qū)規(guī)模和模型節(jié)點的限制，無法實現(xiàn)宏觀多區(qū)塊的套損實時預(yù)警。為此應(yīng)用本發(fā)明油田區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法，以大慶長垣油田98個開發(fā)區(qū)塊的地質(zhì)數(shù)據(jù)、開發(fā)數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用大數(shù)據(jù)挖掘手段，優(yōu)選套損預(yù)警指標(biāo)體系，研究預(yù)警方法，建立預(yù)警模型，做到風(fēng)險區(qū)塊提前發(fā)現(xiàn)，風(fēng)險指標(biāo)提前調(diào)控。包括以下步驟：(1)構(gòu)建地質(zhì)因素的套損預(yù)警指標(biāo)體系通過巖心觀察、巖石物理實驗、套損區(qū)塊解剖等手段，按照指標(biāo)易得、區(qū)塊可比原則，優(yōu)選地層傾角、斷層長度、砂泥界面、化石層指標(biāo)等4項地質(zhì)因素預(yù)警指標(biāo)，并建立了地質(zhì)因素預(yù)警指標(biāo)與累積套損率的定量關(guān)系。這4項指標(biāo)與開發(fā)區(qū)塊累積套損率相關(guān)關(guān)系較好，隨著指標(biāo)增大，累積套損率增加(見表1)。表1地質(zhì)因素預(yù)警指標(biāo)表(2)劃分區(qū)塊的地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級采用確定性系數(shù)模型方法，將地質(zhì)因素預(yù)警單指標(biāo)進行了同區(qū)間[－1，1]的定量化。采用下式計算。CF=PPa-PPsPPs(1-PPa)if(PPa≥PPs)PPa-PPsPPa(1-PPs)if(PPa<PPs)......(1)]]>式中:CF為確定性系數(shù)模型，CF值直接代表各個套損影響因素對套損的貢獻值；PPa為區(qū)塊累積套損率；PPs為油田累積套損率。通過各單指標(biāo)疊加后對結(jié)果影響分布的數(shù)學(xué)計算，確定單指標(biāo)權(quán)重(見表2為地質(zhì)預(yù)警指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果)。表2地質(zhì)預(yù)警指標(biāo)權(quán)重計算結(jié)果將單指標(biāo)量化值與單指標(biāo)權(quán)重相乘后求和，得到每個區(qū)塊的地質(zhì)因素套損風(fēng)險度，用G表示，是評價區(qū)塊套損風(fēng)險的地質(zhì)因素的量化指標(biāo)。采用聚類分析方法，將地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級劃分為高、較高、中、較低、低等五級。G=Σi=14aiCFi......(2)]]>式中:G為地質(zhì)因素套損風(fēng)險度；aj為單指標(biāo)的權(quán)重；CFj為單指標(biāo)的定量化取值；i為單指標(biāo)個數(shù)，i＝1，2，…，4。(3)建立開發(fā)因素的套損預(yù)警指標(biāo)體系從導(dǎo)致套損的主要開發(fā)因素(包括地層壓力、注入壓力、注水量、產(chǎn)液量、注采比等方面)出發(fā)，考慮各影響因素的平均值、均方差、年度差、區(qū)塊間差等反映各種變化的套損預(yù)警單指標(biāo)，共設(shè)計了39項開發(fā)單指標(biāo)。為了從眾多單指標(biāo)中優(yōu)選最具代表性、和套損相關(guān)最強的指標(biāo)，來組成套損預(yù)警指標(biāo)體系，我們采用相關(guān)系數(shù)算法來確定單指標(biāo)與年度套損率的相關(guān)關(guān)系。相關(guān)系數(shù)是用以反映兩組數(shù)據(jù)之間相關(guān)關(guān)系密切程度的統(tǒng)計指標(biāo)，對于每一個單指標(biāo)X和區(qū)塊年度套損率Y，這兩列時序數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)計算公式為：ρx,y=cov(X,Y)D(X)D(Y)]]>式中：ρx,y為相關(guān)系數(shù)cov(X,Y)為協(xié)方差：cov(X,Y)＝E{[X-E(X)][Y-E(Y)]}D(X)，D(Y)為方差：D(X)＝E{[X-E(X)]2}為標(biāo)準(zhǔn)差，E(X)、E(Y)為兩列數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)期望，反映數(shù)據(jù)平均取值的大小相關(guān)系數(shù)的意義：0≤ρx,y＜0.4，X與Y弱相關(guān)0.4≤ρx,y＜0.7，X與Y中等相關(guān)0.7≤ρx,y≤1，X與Y強相關(guān)采用相關(guān)系數(shù)分析方法，從39項單指標(biāo)中優(yōu)選出10項相關(guān)性強的開發(fā)指標(biāo)，作為開發(fā)因素套損預(yù)警指標(biāo)。(4)建立套損預(yù)警模型:在優(yōu)選了開發(fā)預(yù)警指標(biāo)基礎(chǔ)上，計算得到大慶長垣98個區(qū)塊的歷年生產(chǎn)實際指標(biāo)數(shù)據(jù)，在優(yōu)選建立預(yù)警模型的方法上，考慮到導(dǎo)致套損的原因眾多且復(fù)雜，影響因素和套損的發(fā)生在時間上存在滯后效應(yīng)，影響因素之間也存在著復(fù)雜的內(nèi)部聯(lián)系，在已有的數(shù)學(xué)算法中，根據(jù)套損數(shù)據(jù)的分布特點和現(xiàn)有數(shù)據(jù)流特點，優(yōu)選了支持向量機SVM方法建立預(yù)警模型。支持向量機SVM方法基于結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小化，可實現(xiàn)對小樣本數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確預(yù)測，對線性問題通過支持向量達到最優(yōu)解，對非線性問題通過核函數(shù)轉(zhuǎn)換為線性問題求取最優(yōu)解。根據(jù)大慶長垣油田實際套損情況及套損防護管理規(guī)定，將區(qū)塊年套損率0-1％定義為低套損風(fēng)險、1-3％為中套損風(fēng)險、>3％為高套損風(fēng)險。應(yīng)用各區(qū)塊歷年的開發(fā)數(shù)據(jù)，將不同地質(zhì)分級的區(qū)塊數(shù)據(jù)進行分類整理，采用支持向量機方法，分別建立了五類地質(zhì)套損風(fēng)險分級的套損風(fēng)險預(yù)警模型。(5)進行套損風(fēng)險預(yù)警采用區(qū)塊最新的開發(fā)數(shù)據(jù)，計算開發(fā)因素套損預(yù)警指標(biāo)，選取區(qū)塊所在的地質(zhì)因素套損風(fēng)險等級的預(yù)警模型，進行計算，給出區(qū)塊未來可能的套損風(fēng)險等級。本發(fā)明實施例套損預(yù)警模型符合率的驗證：采用長垣油田98個區(qū)塊1990年之后的開發(fā)數(shù)據(jù)與實際年套損率數(shù)據(jù)進行驗證，5個地質(zhì)分級的支持向量機套損預(yù)警模型，整體預(yù)測符合率達到71.3％(見表3支持向量機套損預(yù)警模型計算結(jié)果)，其中重點預(yù)測目標(biāo)為年套損率>3％的高風(fēng)險，其計算符合率達到79.7％，符合率較高。表3支持向量機套損預(yù)警模型計算結(jié)果上述實例具體說明了本發(fā)明油田開發(fā)區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析技術(shù)的全過程，其分析結(jié)果可用于提前治理高套損風(fēng)險區(qū)塊、減少套損井的發(fā)生。該油田開發(fā)區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警分析方法，提出并建立了油田開發(fā)區(qū)塊套損風(fēng)險預(yù)警的大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，能夠利用油田大量的動態(tài)、靜態(tài)、監(jiān)測資料，優(yōu)選合適的數(shù)學(xué)方法，探索預(yù)警指標(biāo)與套損率的數(shù)據(jù)規(guī)律，建立預(yù)警模型，達到提前發(fā)現(xiàn)高套損風(fēng)險區(qū)塊的目的。方法快捷、實用，可操作性強，解決了套損防控難題。將該技術(shù)應(yīng)用于大慶長垣油田98個開發(fā)區(qū)塊，模型計算高套損風(fēng)險符合率達到79.7％。當(dāng)前第1頁1 2 3