海上油田人工舉升方式適應性比較與應用

孟德偉 黃聿鵬 趙汝強

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

關鍵詞：海上油田;人工舉升;多指標多層次模型;綜合評價方法;最優方案

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，根據具體的油藏條件、流體性質、生產狀況等因素綜合考慮優選舉升方式，才能最大限度挖掘油井產能，實現合理高效開發。因此，油井舉升方式的優選是一個多指標的綜合決策問題。目前針對多指標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、操作性強現場應用較廣。因此，本文針對油田特點應用系統層次模糊優選模型從工藝適應性角度優選了油田人工舉升方式，為油田采油工程方案設計提供了理論指導和技術支持。

1 系統層次模糊優選模型

1.1 單元系統模糊優選理論模型

1.2 系統層次模糊優選模型

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

2油田人工舉升方式優選

2.1 建立適應性評價指標體系

一種采油方式是否為最優的選擇，首先要看其從工藝上能否適應油田開發的需要，如果滿足不了，也就沒有進行下一步討論的必要。因此，先從舉升方式工藝適應性角度出發優選油田人工舉升方式，進而再決定是否通過經濟評價對比確定最優采油方式。通過分析影響優選舉升方式相關因素，篩選出16項工藝適應性評價指標，根據指標屬性建立了兩層的適應性評價指標體系。主指標層包括油井產液量、下泵深度、井下特征、油藏特性、設備特點5項內容，在這5項主指標下分列14項子指標層評價因素，得到適應性評價指標體系。

2.2確定指標評價集

針對舉升方式適應性評價指標不確定性和不可量化的特點，本文采用等級法對主指標及其相應的子指標適應性標值進行分級。根據各種人工舉升方法工藝特點，指標評語分為最強、強、適合、不強、不適合五個等級，相應的等級數值分別為4、3、2、1、0，結合油井自噴期結束對應物性參數、產量數據等，得到油井指標評價集。

2.3計算指標權重

2.4優選人工舉升方式

由于指標評價值屬于越大越優型，因此采用式（2）對指標評價集進行相對優屬度計算，得到各子指標相對優屬度矩陣，即井下特征子指標相對優屬度矩陣：油藏特性子指標相對優屬度矩陣：設備特點子指標相對優屬度矩陣：根據系統層次模糊優選理論，取優等決策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）得到決策相對優屬度模型為結合各指標綜合權重，采用式（13）計算得到井下特征、油藏特性、設備特點指標評價各采油方式的相對優屬度向量，即井下特征子指標評價相對優屬度向量。

3 結論與建議

（1）采用系統層次模糊優選模型優選電潛泵為油田最優人工舉升方式，通過TOPSIS法的計算進一步驗證了該方法的準確性。

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

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

參考文獻：

[1]李希燦.模糊數學方法及應用[M].北京：化學工業出版社，2017：101-102+，119-125.