抽油機井效益評價綜合決策方法研究與應(yīng)用

趙 春 ，梁 毅 ，樊 松 ，郭 靖 ，甘慶明 ，石海霞 ，雷 宇

（1.長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安 710021；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安 710021）

常用效益評價方法，主要有專家經(jīng)驗的方法，如專家打分法和多輪專家咨詢的德爾菲法則。目前評價問題研究的方法主要有兩大類，一類是對評價指標體系的研究；一類是對綜合評價方法的研究。

20世紀80年代，蘇聯(lián)采用等級權(quán)衡法開展機械采油技術(shù)適應(yīng)性評價，用專家打分或經(jīng)驗法，將指標與綜合評價對象間進行關(guān)聯(lián)度研究分析，沈秀通采用“泵深一排量”圖版法[1]，K.E.Brown指導(dǎo)評價機械采油適應(yīng)性[2]，采用節(jié)點系統(tǒng)分析（Nodal Systems Analysis）方法，模擬測算人工舉升方式系統(tǒng)效率的常用方法，盈虧平衡分析法可用于機采方式經(jīng)濟效益比較評價。前人研究偏重于提升單一裝備/工具的技術(shù)能力和水平，缺少與經(jīng)濟效益的結(jié)合。

1 抽油機井效益評價綜合決策方法

1.1 人工舉升相關(guān)評價方法

國內(nèi)外相關(guān)評價方法一般分析舉升工況[3-5]，優(yōu)化參數(shù)以期獲得更好產(chǎn)量、更高系統(tǒng)效率，未對裝備壽命周期內(nèi)投資成本、管理復(fù)雜性等評價，缺乏對各方面成本綜合測算的研究（見表1）。

綜合效益評價決策方法需要解決的關(guān)鍵難題[6]是針對抽油機井多因素和關(guān)鍵指標進行分析，進行適用性量化評分、對比，需解決評分基準、評分及加權(quán)規(guī)則等問題。開展抽油機井全生命周期效益模擬分析，需對抽油機井設(shè)備成本、運行及維護成本進行分解。

由此，綜合分級模糊評判法[7-9]、等級加權(quán)平均法[7]和成本估算法，結(jié)合全壽命周期費用理論[10]，開展抽油機井效益評價綜合決策方法研究[11]。

1.2 基于決策和智能的綜合評價方法

1.2.1 三級模糊評判法 模糊評判法：模擬人的思維推理過程，使定性化的因素向定量化逼近，計算復(fù)雜，對指標權(quán)重矢量的確定主觀性較強，會出現(xiàn)超模糊矩陣，求解發(fā)散，無法評判結(jié)果。

確定不同含水階段技術(shù)指標的基礎(chǔ)上，綜合經(jīng)濟、管理生產(chǎn)條件等其他三個層次模糊因素做出評價。由此可以得出，當含水大于60%，復(fù)合材質(zhì)的管桿泵系統(tǒng)組合決策系數(shù)較大（見圖1）。

圖1 不同材質(zhì)系統(tǒng)適應(yīng)性

1.2.2 等級加權(quán)平均法 等級加權(quán)平均法一般設(shè)置評價指標，以打分方式做出評價，專家對評價指標打分，綜合每個指標分值作為評價結(jié)果，采用加權(quán)平均法。

分兩大類參數(shù)：第一類是評價技術(shù)可行性有關(guān)（X），分五個等級，與可行性有關(guān)參數(shù)主要考慮：產(chǎn)液量/下泵深度、檢泵周期、設(shè)備配套程度、斜井定向井適應(yīng)性、井溫適應(yīng)性（>70℃）、高氣油比、井筒流體適應(yīng)性（高含蠟、垢、腐蝕、雜質(zhì)等）。

第二類是與設(shè)備的復(fù)雜性、投資、能耗有關(guān)（Y），分三個等級。與投資能耗管理等復(fù)雜性有關(guān)參數(shù)主要考慮：工人技術(shù)水平要求、設(shè)備簡便性/機動性、設(shè)備利用效率、設(shè)備使用可靠性、現(xiàn)場可接受程度、初期投資效率、維修/調(diào)參難易程度。

確定兩類參數(shù)開展評價可以得知（見表2），采用復(fù)合材質(zhì)的抽油機井系統(tǒng)組合，第一類和第二類以及加權(quán)平均后的評價因子均高于普通材質(zhì)組合系統(tǒng)（見圖2）。

表2 兩大類評價參數(shù)技術(shù)評價標準

圖2 不同材質(zhì)系統(tǒng)敏感性分析

1.2.3 全壽命周期費用理論 將費用分為初期投資M1、生產(chǎn)運行M2、維護保養(yǎng)M3和年折舊折耗費M4（見表3），則抽油機生產(chǎn)全過程的總費用M表示為：

2 應(yīng)用實例

考慮有桿泵抽油系統(tǒng)生產(chǎn)全過程綜合效益因素，初期投產(chǎn)精細配套優(yōu)選設(shè)備，可獲取最大平均單井年費用節(jié)省率1.86%（公式1）。預(yù)計全油田年節(jié)省費用為6 705萬元（見圖3）。

平均單井年費用節(jié)省率：

后期配套，平均單井年費用節(jié)省率1.13%（公式2）。

注：全油田年均節(jié)省費用=（投資+運行維護+化學劑+設(shè)備折舊）×1.86%=6 705萬元。

3 結(jié)論與認識

表3 抽油井生產(chǎn)全過程成本構(gòu)成

圖3 單井全生命周期內(nèi)投入費用對比圖

（1）抽油機井評價方法一般分析工況、優(yōu)化參數(shù)獲更好產(chǎn)量、更高系統(tǒng)效率，僅考慮單因素，需要與經(jīng)濟性及管理復(fù)雜性相結(jié)合。

（2）抽油機井效益評價決策方法，需要綜合考慮油田初期投產(chǎn)方案設(shè)計到服役期滿產(chǎn)量、能耗成本等全過程全壽命。

（3）樹立“全生命周期低成本”理念，初期投產(chǎn)從方案源頭上精細配套，可獲取最大年均單井費用節(jié)省率1.86%。