基于層次分析法的塔河油田經濟評價研究

汪桂敏　劉建軍

[摘要]在研究塔河油田經濟評價特點的基礎上，建立了塔河油田經濟評價的遞階層次結構指標體系。利用層次分析法（AHP），確定了各層次之間的判斷矩陣及單項指標在項目經濟評價中的相對權重，結果表明給出的判斷矩陣具有滿意的一致性，從而為塔河油田經濟評價奠定了基礎。

[關鍵詞]塔河油田 經濟評價 權重 層次分析法

一、引言

近年來，如何提高油藏的開發效果、采收率和經濟效益，成為了塔河油田急待解決的技術難題，建立合理的塔河油田經濟評價體系顯的尤為重要。層次分析法（The Analytic Hierarchy Process，簡稱AHP）是體現層次權重決策的分析法，這種方法可以統一處理決策中的定性與定量因素，由于方法簡單、解釋合理，在經濟分析和規劃、油田經濟評價、產業部門規劃以及企業管理等領域得到了廣泛的應用，特別適用于塔河油田經濟評價的建模。本文基于塔河油田經濟評價研究特點，首先介紹了層次分析法的基本原理與步驟，然后建立塔河油田經濟評價遞階層次結構指標體系，應用層次分析法確定各層次之間的判斷矩陣及單項指標在項目經濟評價中的相對權重，最后以塔河縫洞型油藏為例對本文提出的經濟評價方法進行了實證研究。

二、層次分析法

（一）層次分析法介紹

20世紀70年代，美國著名運籌學家A.L saaty在第一屆國際數學建模會議上發表了“無結構決策問題的建模一層次分析法”，首次提出了層次分析法（Analytic Hierarchy Process，簡稱AttP），引起了人們的關注。A.L saaty運用該方法在70，80年代先后為美國各部門解決了電力分配、應急研究、石油價格預測等方面問題，證明該方法在實際運用中的效果。層次分析法是從定性分析到定量分析綜合集成的一種典型的系統工程方法，它將人們對復雜系統的思維過程數學化，將人的主觀判斷為主的定性分析進行定量化，將各種判斷要素之間的差異數值化，幫助人們保持思維過程的一致性，適用于復雜的模糊綜合評價系統，是目前一種被廣泛應用于確定權重的方法。

（二）基本原理與步驟

層次分析法首先將所要進行的決策問題置于一個大系統中，這個系統中存在互相影響的多種因素，要將這些問題層次化，形成了一個多層的分析結構模型。之后運用數學方法與定性分析相結合，通過層層排序，最終根據各方案計算出的所占的權重來輔助決策。層次分析法@tiP）確定權重的步驟如下：

步驟1建立遞階層次結構模型

應用AHP分析決策問題時，首先要把問題條理化、層次化，構造出一個有層次的結構模型。這些指標可以分為三類：目的層（一級指標），準則層（二級指標），方案層（三級指標）遞階層次結構中的層次數與問題的復雜程度及需要分析的詳盡程度有關，一般地層次數不受限制。每一層次中各元素所支配的元素一般不要超過9個。

步驟2構造出各層次中的所有判斷矩陣

準則層中的各準則在目標衡量中所占的比重并不一定相同，在決策者的心目中，它們各占有一定的比例。引用數字1 9及其倒數作為標度（見表1）來定義判斷矩陣P=（u_ij）_n×n。

根據判斷矩陣，根據P_W=λ_maxw求出其最大特征根λ_max所對應的特征向量w。所求特征向量W經歸一化，即為各評價因素的重要性排序，也就是權重分配。

步驟3層次單排序及一致性檢驗

以上得到的權重分配是否合理，還需要對判斷矩陣進行一致性檢驗，檢驗使用公式：

CR CI/RI CI=（λ_max-n）/（n-1）

其中cR為判斷矩陣的隨機一致性比率；cI為判斷矩陣的一般一致性指標；RI為判斷矩陣的平均隨機一致性指標，1-9階的判斷矩陣的RI值參見表2。

當CR<0.1時，可以認為判斷矩陣具有滿意的一致性。否則，就必須重新調整判斷矩陣中的元素，直至判斷矩陣具有滿意的一致性為止。

三、油田經濟效益評價指標

建立合理的塔河油田經濟評價指標體系，首先要全面考慮經濟效益的構成要素，其次，由于經濟評價所涉及的指標很多，合理控制指標體系的規模是一個重要的方面，指標太少，處理和建模相對簡單，但難以反映被評對象的特性；指標太多，有利于判斷評估，但也存在掩蓋對象間的差異性問題。在本文中針對塔河油田縫洞型油藏的指標，經濟效益的影響因素大致可以分為經濟指標、資源指標和技術指標三大類。

（1）經濟指標。經濟指標指的是反映經濟效益的經濟類指標。本文選取實現利潤、投資回報率、凈現值、凈現值率、內部收益率、動態在投資回收期、投資利稅率、油氣價格作為經濟效益指標。

（2）資源指標。資源指標指的是反映經濟效益的儲量和新建產能指標。本文選取反映勘探形成資源的每口探井探明儲量、每米進尺探明儲量、勘探總投資、油氣單位發現成本、新增探明儲量、新增控制儲量、新增預測儲量、油藏埋深、儲量豐度、儲量規模等作為實物量指標。

（3）技術指標。技術指標指的是反映油氣經濟效果的主要技術經濟指標。本文選取探井成功率、采油速度、采出程度、綜合含水率、生產能力核減率和綜合遞減率作為經濟效果主要技術指標。

四、塔河油田應用實例分析

根據油田經濟評價的特點，采用實際調研的方法，從經濟指標、技術指標、資源指標三個方面，向經濟領域專家及中高層管理人員發放調查表，通過專家打分的方法，確定了各成分之間的判斷矩陣，得到如下的統計結果。一級指標和二級指標判斷矩陣如表3，二級指標與三級指標之間的判斷矩陣如表4～6。各指標相對權重和一致性檢驗結果，如表7。經計算得各指標相對權重和一致性檢驗結果，如表7。

五、結論

目前我國油田的開采難度日益增大，經濟效益最大化成為各石油企業重點研究對象。因此需要根據油田開發規律和儲層、生產工藝等特點，研究油田經濟評價方法、建立和制定相應評價指標體系和參數。本文通過深入研究油田開發過程中的關鍵環節，建立塔河油田經濟評價體系，應用層次分析法確定各因素權重，且一致性檢驗比例，表明判斷矩陣具有滿意的一致性，因此具有一定的普遍意義。根據層次分析法構建的經濟評價體系，能夠降低風險減少不必要的損失，有利于油田企業的可持續發展，對油田開發獲得最大的經濟效益有十分重要的現實意義。