海上油田人工举升方式适应性比较与应用

孟德伟 黄聿鹏 赵汝强

摘要：多指标方案评价优选问题具有模糊性和相对性，针对这一问题衍生出模糊优选模型，相比于传统模糊综合评判线性加权模型，模糊優选模型计算出的各方案相对优属度具有更大的分散性，更易于做出决策和选择。而系统层次模糊优选就是将系统层次分析与模糊优选理论相结合，进而确定最优方案的一种多指标多层次综合评价方法。本文结合海上油田人工举升方式的各自特点与适应性进行分析比较，结合油藏条件进行综合优选取得较好效果。

关键词：海上油田;人工举升;多指标多层次模型;综合评价方法;最优方案

目前海上常用人工举升方式有电;潜泵、螺杆泵、气举、水力活塞泵、水力射流泵等，不同的举升方式有其各自的适用性和特点，根据具体的油藏条件、流体性质、生产状况等因素综合考虑优选举升方式，才能最大限度挖掘油井产能，实现合理高效开发。因此，油井举升方式的优选是一个多指标的综合决策问题。目前针对多指标综合决策问题可采用的方法主要有模糊评价法、TOPSIS 法等。在这些方法之中模糊评价法理论相对成熟、可靠性高、操作性强现场应用较广。因此，本文针对油田特点应用系统层次模糊优选模型从工艺适应性角度优选了油田人工举升方式，为油田采油工程方案设计提供了理论指导和技术支持。

1 系统层次模糊优选模型

1.1 单元系统模糊优选理论模型

1.2 系统层次模糊优选模型

系统层次模糊优选是对单元系统优选模型的拓展。系统方案的优选由若干个评价因素或指标的特征值来描述。根据系统可分性原理，将评价因素按其属性分解为若干个分系统。然后逐一对每个分系统进行方案集的模糊优选评价，确定分系统中各个方案从属于“优”这个模糊概念的优属度。把低层次单元系统的输出作为高一级单元系统的输入，根据各个分系统各方案的优属度进行高一层次的模糊优选评价。如此，由系统的最低层次出发，逐一的对每层进行模糊评价优选，最后得出最高层次的优劣排序，确定最终的优选方案。

2油田人工举升方式优选

2.1 建立适应性评价指标体系

一种采油方式是否为最优的选择，首先要看其从工艺上能否适应油田开发的需要，如果满足不了，也就没有进行下一步讨论的必要。因此，先从举升方式工艺适应性角度出发优选油田人工举升方式，进而再决定是否通过经济评价对比确定最优采油方式。通过分析影响优选举升方式相关因素，筛选出16项工艺适应性评价指标，根据指标属性建立了两层的适应性评价指标体系。主指标层包括油井产液量、下泵深度、井下特征、油藏特性、设备特点5项内容，在这5项主指标下分列14项子指标层评价因素，得到适应性评价指标体系。

2.2确定指标评价集

针对举升方式适应性评价指标不确定性和不可量化的特点，本文采用等级法对主指标及其相应的子指标适应性标值进行分级。根据各种人工举升方法工艺特点，指标评语分为最强、强、适合、不强、不适合五个等级，相应的等级数值分别为4、3、2、1、0，结合油井自喷期结束对应物性参数、产量数据等，得到油井指标评价集。

2.3计算指标权重

2.4优选人工举升方式

由于指标评价值属于越大越优型，因此采用式（2）对指标评价集进行相对优属度计算，得到各子指标相对优属度矩阵，即井下特征子指标相对优属度矩阵：油藏特性子指标相对优属度矩阵：设备特点子指标相对优属度矩阵：根据系统层次模糊优选理论，取优等决策G和劣等决策B的因素gi=1，bi=0，取p=1（海明距离），则由式（11）得到决策相对优属度模型为结合各指标综合权重，采用式（13）计算得到井下特征、油藏特性、设备特点指标评价各采油方式的相对优属度向量，即井下特征子指标评价相对优属度向量。

3 结论与建议

（1）采用系统层次模糊优选模型优选电潜泵为油田最优人工举升方式，通过TOPSIS法的计算进一步验证了该方法的准确性。

（2）计算结果表明，采用模糊优选法对多指标多层次方案进行优选过程中，在某些情况下评价结果会出现相近情况，在这种情况下可考虑引其他评价指标来综合对比优选。

（3）本文中评价指标不可量化，采用等级法确定评价指标值，若评价指标可量化，则可以考虑建立隶属函数来确定评价指标值，提高评价结果计算精度。

参考文献：

[1]李希灿.模糊数学方法及应用[M].北京：化学工业出版社，2017：101-102+，119-125.