海上油田人工舉升方式適應(yīng)性比較與應(yīng)用

孟德偉 黃聿鵬 趙汝強

摘要：多指標(biāo)方案評價優(yōu)選問題具有模糊性和相對性，針對這一問題衍生出模糊優(yōu)選模型，相比于傳統(tǒng)模糊綜合評判線性加權(quán)模型，模糊優(yōu)選模型計算出的各方案相對優(yōu)屬度具有更大的分散性，更易于做出決策和選擇。而系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選就是將系統(tǒng)層次分析與模糊優(yōu)選理論相結(jié)合，進(jìn)而確定最優(yōu)方案的一種多指標(biāo)多層次綜合評價方法。本文結(jié)合海上油田人工舉升方式的各自特點與適應(yīng)性進(jìn)行分析比較，結(jié)合油藏條件進(jìn)行綜合優(yōu)選取得較好效果。

關(guān)鍵詞：海上油田;人工舉升;多指標(biāo)多層次模型;綜合評價方法;最優(yōu)方案

目前海上常用人工舉升方式有電;潛泵、螺桿泵、氣舉、水力活塞泵、水力射流泵等，不同的舉升方式有其各自的適用性和特點，根據(jù)具體的油藏條件、流體性質(zhì)、生產(chǎn)狀況等因素綜合考慮優(yōu)選舉升方式，才能最大限度挖掘油井產(chǎn)能，實現(xiàn)合理高效開發(fā)。因此，油井舉升方式的優(yōu)選是一個多指標(biāo)的綜合決策問題。目前針對多指標(biāo)綜合決策問題可采用的方法主要有模糊評價法、TOPSIS 法等。在這些方法之中模糊評價法理論相對成熟、可靠性高、操作性強現(xiàn)場應(yīng)用較廣。因此，本文針對油田特點應(yīng)用系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選模型從工藝適應(yīng)性角度優(yōu)選了油田人工舉升方式，為油田采油工程方案設(shè)計提供了理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。

1 系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選模型

1.1 單元系統(tǒng)模糊優(yōu)選理論模型

1.2 系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選模型

系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選是對單元系統(tǒng)優(yōu)選模型的拓展。系統(tǒng)方案的優(yōu)選由若干個評價因素或指標(biāo)的特征值來描述。根據(jù)系統(tǒng)可分性原理，將評價因素按其屬性分解為若干個分系統(tǒng)。然后逐一對每個分系統(tǒng)進(jìn)行方案集的模糊優(yōu)選評價，確定分系統(tǒng)中各個方案從屬于“優(yōu)”這個模糊概念的優(yōu)屬度。把低層次單元系統(tǒng)的輸出作為高一級單元系統(tǒng)的輸入，根據(jù)各個分系統(tǒng)各方案的優(yōu)屬度進(jìn)行高一層次的模糊優(yōu)選評價。如此，由系統(tǒng)的最低層次出發(fā)，逐一的對每層進(jìn)行模糊評價優(yōu)選，最后得出最高層次的優(yōu)劣排序，確定最終的優(yōu)選方案。

2油田人工舉升方式優(yōu)選

2.1 建立適應(yīng)性評價指標(biāo)體系

一種采油方式是否為最優(yōu)的選擇，首先要看其從工藝上能否適應(yīng)油田開發(fā)的需要，如果滿足不了，也就沒有進(jìn)行下一步討論的必要。因此，先從舉升方式工藝適應(yīng)性角度出發(fā)優(yōu)選油田人工舉升方式，進(jìn)而再決定是否通過經(jīng)濟評價對比確定最優(yōu)采油方式。通過分析影響優(yōu)選舉升方式相關(guān)因素，篩選出16項工藝適應(yīng)性評價指標(biāo)，根據(jù)指標(biāo)屬性建立了兩層的適應(yīng)性評價指標(biāo)體系。主指標(biāo)層包括油井產(chǎn)液量、下泵深度、井下特征、油藏特性、設(shè)備特點5項內(nèi)容，在這5項主指標(biāo)下分列14項子指標(biāo)層評價因素，得到適應(yīng)性評價指標(biāo)體系。

2.2確定指標(biāo)評價集

針對舉升方式適應(yīng)性評價指標(biāo)不確定性和不可量化的特點，本文采用等級法對主指標(biāo)及其相應(yīng)的子指標(biāo)適應(yīng)性標(biāo)值進(jìn)行分級。根據(jù)各種人工舉升方法工藝特點，指標(biāo)評語分為最強、強、適合、不強、不適合五個等級，相應(yīng)的等級數(shù)值分別為4、3、2、1、0，結(jié)合油井自噴期結(jié)束對應(yīng)物性參數(shù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)等，得到油井指標(biāo)評價集。

2.3計算指標(biāo)權(quán)重

2.4優(yōu)選人工舉升方式

由于指標(biāo)評價值屬于越大越優(yōu)型，因此采用式（2）對指標(biāo)評價集進(jìn)行相對優(yōu)屬度計算，得到各子指標(biāo)相對優(yōu)屬度矩陣，即井下特征子指標(biāo)相對優(yōu)屬度矩陣：油藏特性子指標(biāo)相對優(yōu)屬度矩陣：設(shè)備特點子指標(biāo)相對優(yōu)屬度矩陣：根據(jù)系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選理論，取優(yōu)等決策G和劣等決策B的因素gi=1，bi=0，取p=1（海明距離），則由式（11）得到?jīng)Q策相對優(yōu)屬度模型為結(jié)合各指標(biāo)綜合權(quán)重，采用式（13）計算得到井下特征、油藏特性、設(shè)備特點指標(biāo)評價各采油方式的相對優(yōu)屬度向量，即井下特征子指標(biāo)評價相對優(yōu)屬度向量。

3 結(jié)論與建議

（1）采用系統(tǒng)層次模糊優(yōu)選模型優(yōu)選電潛泵為油田最優(yōu)人工舉升方式，通過TOPSIS法的計算進(jìn)一步驗證了該方法的準(zhǔn)確性。

（2）計算結(jié)果表明，采用模糊優(yōu)選法對多指標(biāo)多層次方案進(jìn)行優(yōu)選過程中，在某些情況下評價結(jié)果會出現(xiàn)相近情況，在這種情況下可考慮引其他評價指標(biāo)來綜合對比優(yōu)選。

（3）本文中評價指標(biāo)不可量化，采用等級法確定評價指標(biāo)值，若評價指標(biāo)可量化，則可以考慮建立隸屬函數(shù)來確定評價指標(biāo)值，提高評價結(jié)果計算精度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李希燦.模糊數(shù)學(xué)方法及應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017：101-102+，119-125.