葛岢岢*，彭振華，劉萍，李靜嘉，曹晨光

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基于模糊綜合評判方法的碳酸鹽巖油井舉升方式優(yōu)選

葛岢岢1*，彭振華2，劉萍3，李靜嘉3，曹晨光1

(1.中國石油大學（北京）石油工程學院，北京昌平102249；2. 中國石化西北油田分公司工程技術研究院，烏魯木齊 830011；3. 北京雅丹石油技術開發(fā)有限公司，北京昌平 102200)

碳酸鹽巖儲層地質條件復雜，具有投產(chǎn)初期產(chǎn)量高，但油井見水早，含水上升快，產(chǎn)量遞減快等特點。在儲層結構、完井方式、注采規(guī)律等方面都具有自身的特點，因此，采油方式的選擇也不同于一般儲層。本文綜合考慮多種指標，將模糊綜合評判的相關原理，系統(tǒng)地應用于碳酸鹽巖油井舉升方式優(yōu)選決策中，與以往的單因素決策相比更具有合理性。對于各參數(shù)權重的設定，綜合考慮現(xiàn)場實際以及專家意見，更加符合現(xiàn)場實際。

碳酸鹽巖儲層; 多指標; 模糊綜合評判; 舉升方式優(yōu)選

引言

碳酸鹽巖儲層地質條件復雜，投產(chǎn)初期產(chǎn)量高，但油井見水早，含水上升快，產(chǎn)量遞減快。隨著油層能量的降低以及含水的升高，絕大多數(shù)油井在經(jīng)過短暫的自噴采油期后便轉入人工舉升采油階段，因此人工舉升采油是將地層原油舉升至地面的重要手段。目前，全世界有人工舉升采油井150多萬口，我國人工舉升采油井有20多萬口，占生產(chǎn)油井總數(shù)的96%以上[1-2]。

經(jīng)過多年的發(fā)展，已研究開發(fā)了多種人工舉升方式，國內(nèi)外現(xiàn)有的人工舉升采油方式有氣舉、有桿泵、電潛泵、射流泵、螺桿泵和水力活塞泵等。

隨著科學技術的發(fā)展，社會的進步，人類勘探開發(fā)石油天然氣的能力和技術水平也在不斷提高。與此同時，人們對石油天然氣經(jīng)濟目標的追求也在不斷增長，力求以較少的勞動消耗與投入來獲得較多的經(jīng)濟油氣產(chǎn)量、經(jīng)濟儲量和經(jīng)濟采收率，因此，人工舉升方式的實施必須綜合考慮工藝措施的先進性以及經(jīng)濟上的合理性[3]。

近年來，數(shù)字油田的建設將油田信息化帶到了“大數(shù)據(jù)”時代。面對數(shù)據(jù)量龐大、數(shù)據(jù)結構復雜等問題，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫和分析預測方法已無能為力，由此推動了大數(shù)據(jù)挖掘技術在石油行業(yè)的發(fā)展[4]。

不同的舉升方式實施于同一油井，其效果是不相同的，就算同一舉升方式實施于不同的油井，其效果也是不相同的，此外，同一條件下各指標體現(xiàn)的效果也不相同。顯然，如果直接依據(jù)各舉升方式各指標值的情況選擇最優(yōu)措施是不現(xiàn)實的。必須進行技術經(jīng)濟綜合評價，才能確定氣井乃至氣田最適宜的舉升方式。本文依據(jù)模糊綜合評判方法，綜合考慮了影響碳酸鹽巖油井舉升方式的多個技術經(jīng)濟指標對油井舉升方式進行優(yōu)選[5]。

1 模糊綜合評價概述

模糊綜合評價法是模糊集理論中運用最廣泛的方法，該方法可以按照綜合分值的大小對目標進行排序和評價，還可以在模糊評價集上的值的基礎上，按照最大隸屬度原則對目標的等級進行評定。模糊集理論是從在對模糊聚類的研究基礎上的，該方法是通過根據(jù)客觀事物間的親疏程度和相似程度，建立模糊相似性關系，從而進一步對評價目標進行分類[6-7]。

模糊綜合評判的理論基礎是模糊集合理論，由于模糊綜合評判的目標是具有過渡性的事物，因此結果只能用隸屬度來表示，隸屬度是分為各個等級的，由于模糊綜合評判自身的性質決定了模糊綜合評判的結果并非一個數(shù)值，而是一個向量。因此，通過評判結果，可以得到一些有用信息，如隸屬于各個等級的具體情況，也可以得出評判對象的等級劃分結果。模糊評判按照評判的層次數(shù)可以是單級模糊評判，也可以是多級模糊評判。在使用多級模糊綜合時，后一級評判的輸入數(shù)據(jù)可以由前一級的模糊綜合評判結果來獲得，因此，可以滿足了對復雜事物的評判要求，有利于被評判的事物的最大限度客觀描述[8-10]。

2 模糊綜合評判算法

模糊綜合評判法是運用模糊變換原理對事物所作的綜合評價的方法。在模糊數(shù)學上，隸屬度指給方案判的分，把“很好”、“較好”、“不好”這樣定性的概念轉變?yōu)槎康母拍?；“權?shù)”指各指標的重要性，標志著目標的重要程度[3]。

（1）建立因素集：建立影響評判對象各種元素所組成的集合U=

（2）建立評價集：建立以評判者對象可能做出的各種總的評判結果為元素所組成的集合V

（3）單因素模糊評判：即單個因素ui=﹛i=1，….，n﹜的評判，得到V上的模糊集﹛ri1,ri2,…,rim﹜，從而得到模糊關系的評判矩陣R：R=

（4）建立權重集：建立對各因素ui 所賦予的相應的權重系數(shù)的集合A=﹛B1，B2，….，an﹜，個權數(shù)ai 應滿足歸一化和非負條件，即。指標權重值不同，評價結果也會不同。運用層次分析法確定各因素的權重系數(shù)。層次分析法對指標體系中的各指標進行兩兩比較，按照表5.2所給的標度，記下比較結果。例如指標pi 相對于pj 的重要性為pij（如為3 或5），則指標pj 相對于pi 的重要性為pij（為1/3 或1/5），然后再進行層次單排序和層次總排序。

（5）模糊綜合評判：權重集A 和單因素評判矩陣R 確定后，運用模糊判斷進行綜合判斷。

表1 標度及含義

3 實例分析

以某碳酸鹽巖區(qū)塊一口井為例，該區(qū)塊位于氣候惡劣邊遠地區(qū)，原油具有“輕質、低粘度、含硫、少膠質＋瀝青質、高含蠟”的特點。溶解氣為中含二氧化碳、中含氮氣、中含硫的甲烷氣。由于碳酸鹽巖儲層地質條件復雜，具有投產(chǎn)初期產(chǎn)量高，但油井見水早，含水上升快，產(chǎn)量遞減快等特點。因此，在選擇舉升方式時不適宜選用大排量的舉升方式。綜合考慮該油井特征在選擇舉升方式時需要著重考慮含蠟、腐蝕、地理位置、等因素對舉升方式的影響。

根據(jù)該井的數(shù)據(jù)，利用模糊綜合評判方法和各因素對各舉升方式的影響評判數(shù)據(jù)見表2，分別用級數(shù)4、3、2、1對應很適宜、適宜、一般和不適宜，綜合分析得出表3。

表2 各因素對碳酸鹽巖儲層各舉升方式的影響評判數(shù)據(jù)表

表3 因素集和評判集數(shù)據(jù)表

(1) 根據(jù)隸屬函數(shù)計算評判矩陣R

(3)

(4)

(6)

(7)

(9)

(10)

(12)

（2）由層次分析法確定各因素權重，結果見表4。

表4 各因素權重計算結果表

再根據(jù)技術和經(jīng)濟因素的權重向量 A=（0.667，0.333），對該碳酸鹽巖油井進行終評，得：

(14)

結果如表5所示：

表5 各排采方式的綜合評判值

按最大隸屬度原則，此井電潛泵法的排采方式最好，有桿泵法次之，建議在選擇舉升設備時首先選用電潛泵排采設備。符合現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況。

4 結語

本文在緊密結合現(xiàn)場實際生產(chǎn)的基礎上，綜合考慮了影響舉升工藝優(yōu)選的油藏特征、流體性質、設備性能以及多種技術經(jīng)濟指標等因素，建立了模糊綜合評判體系，對碳酸鹽巖油井舉升方式進行優(yōu)選。

（1）本文在進行人工舉升方式優(yōu)選時，綜合考慮多種影響因素，與以往的單因素決策相比更具有合理性。

（2）模糊綜合評判分析方法結論正確，符合現(xiàn)場實際生產(chǎn)情況，該方法不僅可以應用于舉升方式的優(yōu)選，而且同樣適用于其它領域的評價和優(yōu)選，用途十分廣泛。

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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，碩士研究生，主要研究方向：采油工程、數(shù)據(jù)挖掘。

E-mail：1126817982@qq.com

引用：葛岢岢, 彭振華, 劉萍, 等. 基于模糊綜合評判方法的碳酸鹽巖油井舉升方式優(yōu)選[J]. 數(shù)碼設計, 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.