基于模糊综合评判方法的碳酸盐岩油井举升方式优选

葛岢岢*，彭振华，刘萍，李静嘉，曹晨光



基于模糊综合评判方法的碳酸盐岩油井举升方式优选

葛岢岢1*，彭振华2，刘萍3，李静嘉3，曹晨光1

(1.中国石油大学（北京）石油工程学院，北京昌平102249；2. 中国石化西北油田分公司工程技术研究院，乌鲁木齐 830011；3. 北京雅丹石油技术开发有限公司，北京昌平 102200)

碳酸盐岩储层地质条件复杂，具有投产初期产量高，但油井见水早，含水上升快，产量递减快等特点。在储层结构、完井方式、注采规律等方面都具有自身的特点，因此，采油方式的选择也不同于一般储层。本文综合考虑多种指标，将模糊综合评判的相关原理，系统地应用于碳酸盐岩油井举升方式优选决策中，与以往的单因素决策相比更具有合理性。对于各参数权重的设定，综合考虑现场实际以及专家意见，更加符合现场实际。

碳酸盐岩储层; 多指标; 模糊综合评判; 举升方式优选

引言

碳酸盐岩储层地质条件复杂，投产初期产量高，但油井见水早，含水上升快，产量递减快。随着油层能量的降低以及含水的升高，绝大多数油井在经过短暂的自喷采油期后便转入人工举升采油阶段，因此人工举升采油是将地层原油举升至地面的重要手段。目前，全世界有人工举升采油井150多万口，我国人工举升采油井有20多万口，占生产油井总数的96%以上[1-2]。

经过多年的发展，已研究开发了多种人工举升方式，国内外现有的人工举升采油方式有气举、有杆泵、电潜泵、射流泵、螺杆泵和水力活塞泵等。

随着科学技术的发展，社会的进步，人类勘探开发石油天然气的能力和技术水平也在不断提高。与此同时，人们对石油天然气经济目标的追求也在不断增长，力求以较少的劳动消耗与投入来获得较多的经济油气产量、经济储量和经济采收率，因此，人工举升方式的实施必须综合考虑工艺措施的先进性以及经济上的合理性[3]。

近年来，数字油田的建设将油田信息化带到了“大数据”时代。面对数据量庞大、数据结构复杂等问题，传统数据库和分析预测方法已无能为力，由此推动了大数据挖掘技术在石油行业的发展[4]。

不同的举升方式实施于同一油井，其效果是不相同的，就算同一举升方式实施于不同的油井，其效果也是不相同的，此外，同一条件下各指标体现的效果也不相同。显然，如果直接依据各举升方式各指标值的情况选择最优措施是不现实的。必须进行技术经济综合评价，才能确定气井乃至气田最适宜的举升方式。本文依据模糊综合评判方法，综合考虑了影响碳酸盐岩油井举升方式的多个技术经济指标对油井举升方式进行优选[5]。

1 模糊综合评价概述

模糊综合评价法是模糊集理论中运用最广泛的方法，该方法可以按照综合分值的大小对目标进行排序和评价，还可以在模糊评价集上的值的基础上，按照最大隶属度原则对目标的等级进行评定。模糊集理论是从在对模糊聚类的研究基础上的，该方法是通过根据客观事物间的亲疏程度和相似程度，建立模糊相似性关系，从而进一步对评价目标进行分类[6-7]。

模糊综合评判的理论基础是模糊集合理论，由于模糊综合评判的目标是具有过渡性的事物，因此结果只能用隶属度来表示，隶属度是分为各个等级的，由于模糊综合评判自身的性质决定了模糊综合评判的结果并非一个数值，而是一个向量。因此，通过评判结果，可以得到一些有用信息，如隶属于各个等级的具体情况，也可以得出评判对象的等级划分结果。模糊评判按照评判的层次数可以是单级模糊评判，也可以是多级模糊评判。在使用多级模糊综合时，后一级评判的输入数据可以由前一级的模糊综合评判结果来获得，因此，可以满足了对复杂事物的评判要求，有利于被评判的事物的最大限度客观描述[8-10]。

2 模糊综合评判算法

模糊综合评判法是运用模糊变换原理对事物所作的综合评价的方法。在模糊数学上，隶属度指给方案判的分，把“很好”、“较好”、“不好”这样定性的概念转变为定量的概念；“权数”指各指标的重要性，标志着目标的重要程度[3]。

（1）建立因素集：建立影响评判对象各种元素所组成的集合U=

（2）建立评价集：建立以评判者对象可能做出的各种总的评判结果为元素所组成的集合V

（3）单因素模糊评判：即单个因素ui=﹛i=1，….，n﹜的评判，得到V上的模糊集﹛ri1,ri2,…,rim﹜，从而得到模糊关系的评判矩阵R：R=

（4）建立权重集：建立对各因素ui 所赋予的相应的权重系数的集合A=﹛B1，B2，….，an﹜，个权数ai 应满足归一化和非负条件，即。指标权重值不同，评价结果也会不同。运用层次分析法确定各因素的权重系数。层次分析法对指标体系中的各指标进行两两比较，按照表5.2所给的标度，记下比较结果。例如指标pi 相对于pj 的重要性为pij（如为3 或5），则指标pj 相对于pi 的重要性为pij（为1/3 或1/5），然后再进行层次单排序和层次总排序。

（5）模糊综合评判：权重集A 和单因素评判矩阵R 确定后，运用模糊判断进行综合判断。

表1 标度及含义

3 实例分析

以某碳酸盐岩区块一口井为例，该区块位于气候恶劣边远地区，原油具有“轻质、低粘度、含硫、少胶质＋沥青质、高含蜡”的特点。溶解气为中含二氧化碳、中含氮气、中含硫的甲烷气。由于碳酸盐岩储层地质条件复杂，具有投产初期产量高，但油井见水早，含水上升快，产量递减快等特点。因此，在选择举升方式时不适宜选用大排量的举升方式。综合考虑该油井特征在选择举升方式时需要着重考虑含蜡、腐蚀、地理位置、等因素对举升方式的影响。

根据该井的数据，利用模糊综合评判方法和各因素对各举升方式的影响评判数据见表2，分别用级数4、3、2、1对应很适宜、适宜、一般和不适宜，综合分析得出表3。

表2 各因素对碳酸盐岩储层各举升方式的影响评判数据表

表3 因素集和评判集数据表

(1) 根据隶属函数计算评判矩阵R

(3)

(4)

(6)

(7)

(9)

(10)

(12)

（2）由层次分析法确定各因素权重，结果见表4。

表4 各因素权重计算结果表

再根据技术和经济因素的权重向量 A=（0.667，0.333），对该碳酸盐岩油井进行终评，得：

(14)

结果如表5所示：

表5 各排采方式的综合评判值

按最大隶属度原则，此井电潜泵法的排采方式最好，有杆泵法次之，建议在选择举升设备时首先选用电潜泵排采设备。符合现场实际生产情况。

4 结语

本文在紧密结合现场实际生产的基础上，综合考虑了影响举升工艺优选的油藏特征、流体性质、设备性能以及多种技术经济指标等因素，建立了模糊综合评判体系，对碳酸盐岩油井举升方式进行优选。

（1）本文在进行人工举升方式优选时，综合考虑多种影响因素，与以往的单因素决策相比更具有合理性。

（2）模糊综合评判分析方法结论正确，符合现场实际生产情况，该方法不仅可以应用于举升方式的优选，而且同样适用于其它领域的评价和优选，用途十分广泛。

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Optimization of Lifting Mode of Carbonate Oil Well Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation Method

GE Keke1*, PENG Zhenhua2, LIU Ping3, LI Jingjia3, CAO Chenguang1

(1.College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum, BeijingChangping 102249, China; 2.Petrochemical Engineering Research Institute of Northwest Oilfield Branch SINOPEC, Wulumuqi 830011, China ; 3. Beijing Yandan Petroleum Technology Development Co, Ltd, Beijing Changping 102200, China)

The geological conditions of carbonates reservoir are complex with the features of high yield in initial production, but the water breakthroughs early and the water content raises rapidly, thus the output declines quickly. It has its own characteristics in reservoir structure, completion mode and law of injection and production. Therefore, the choice of oil production method is different from that of general reservoir. In this paper, considering the various indexes, the relevant principle of fuzzy comprehensive evaluation is systematically applied to the optimal decision of the lifting mode of carbonate oil wells, which is more reasonable than the previous single factor decision.For the weight of each parameters setting, taking the actual site and expert advice into account, it is more in line with the actual site.

carbonate reservoirs; multiple indicators; fuzzy comprehensive evaluation; optimization of lifting mode

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.02.10

TP3

A

1672-9129(2017)02-0051-04

2016-11-05；

2016-12-03。

葛岢岢(1990-)，女，河北衡水，硕士研究生，主要研究方向：采油工程、数据挖掘。

E-mail：1126817982@qq.com

引用：葛岢岢, 彭振华, 刘萍, 等. 基于模糊综合评判方法的碳酸盐岩油井举升方式优选[J]. 数码设计, 2017, 6(2): 51-54.

Cite：Ge Keke, Peng Zhenhua , Liu Ping , et al.Optimization of Lifting Mode of Carbonate Oil Well Based on Fuzzy Comprehensive Evaluation Method [J]. Peak Data Science, 2017, 6(2): 51-54.