郝帥

摘 要 如何評價進入開發(fā)后期的油田地面生產(chǎn)設施是否滿足油田生產(chǎn)連續(xù)、穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟的要求，對油田的生產(chǎn)運營與投資有重要作用。本文介紹了模糊綜合評價法在進行這類綜合評價時的建模方法，為油田的評價工作提供理論參考。

關鍵詞 地面生產(chǎn)設施;模糊評價法

引言

中國在1993年成為石油凈進口國，并在2019年超越美國成為全球原油進口量最高的國家。面對國內(nèi)快速增長的石油消費需求和自身石油資源有限的巨大矛盾，中國的石油企業(yè)在國家 “走出去”戰(zhàn)略號召下，積極參與國際市場，嘗試利用海外資源來保障國家能源安全和經(jīng)濟穩(wěn)定。出于對風險和自身優(yōu)勢等因素的考慮，中國企業(yè)在進軍海外市場時，往往選擇采用并購和投資的方式，選擇一些成熟的項目來達到快速增產(chǎn)的目的。而進入開發(fā)后期的油田面臨產(chǎn)量遞減、含水量升高等問題，導致油田初期建設的地面生產(chǎn)設施無法達到設計工況，對系統(tǒng)的安全性、經(jīng)濟性都有重大影響[1]。因此，如何建立一套油田地面生產(chǎn)設施的評價方法，找出系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，無論對投資決策還是生產(chǎn)運營都有重要意義。

1模糊評價法描述

油田地面生產(chǎn)系統(tǒng)作為連接油井和下游煉廠的重要環(huán)節(jié)，負責原油的收集、處理、儲存、計量和外輸?shù)榷鄠€任務，通常包括井場到處理站的管匯系統(tǒng)、處理站的工藝系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)和外輸系統(tǒng)。隨著油田進入開發(fā)后期，采出水量劇增，現(xiàn)有的水處理設施可能難以滿足要求，或外輸量降低導致外輸泵持續(xù)在低流量運行，功耗增加、振動加劇等。

采用單一指標可以作為判斷某個設備的不合格依據(jù)，卻很難反映該設備的整體情況。而油田地面生產(chǎn)系統(tǒng)，作為一個包含多個專業(yè)和大型設備的復雜系統(tǒng)，每套設備作用不同且適用的評價指標也不同，僅靠某個單一指標更難以判斷。

1965年， L.A.Zadech發(fā)表了關于模糊集合的論文，是用來描述客觀事物的模糊性質(zhì)。復雜系統(tǒng)存在諸多變量、無線性規(guī)律可循并且具有瞬時性等特點，很難精確定量地描述復雜系統(tǒng)的信息與規(guī)律。而模糊理論采用新穎、簡便的方法對復雜系統(tǒng)做出符合實際的描述。

接下來本文將以評價中東某油田地面生產(chǎn)設施為例，對模糊評價法的對每個步驟進行分析。

2評價指標的確定

本文對地面設施評價時采取以下三類指標：①性能指標：分析當前設備產(chǎn)品指標是否滿足生產(chǎn)需求，其中可包括多項技術指標;②安全指標：包括設備的故障率和是否在安全區(qū)間運行等;③經(jīng)濟指標：包括設備的能耗以及維護費。三類指標分別代表了油田生產(chǎn)過程中產(chǎn)品合格、安全穩(wěn)定以及降低操作成本的要求。以中東某油田中心處理站工藝系統(tǒng)為例，該處理站采用三級分離、正壓閃蒸工藝來達到原油外輸指標。因此，在評價時性能時選用外輸原油合格天數(shù)與全年生產(chǎn)天數(shù)的比值;在評價安全性指標時，選用設備故障停機天數(shù)與全年生產(chǎn)天數(shù)的比值，或直接選擇高地液位報警的次數(shù);在評價經(jīng)濟性指標時，采用維護費用以及閃蒸塔的燃料消耗量。這些指標均為量化指標，簡單直接，易于分析也盡量避免了主觀干擾。

3評價等級與隸屬函數(shù)的確立

評價等級一般選擇4～9個，一般選擇分為5級?？紤]到油田地面設施的復雜性，不同指標所反映的設備性能狀態(tài)、安全隱患以及經(jīng)濟性的好壞通常受油田當?shù)丨h(huán)境、操作員的經(jīng)驗以及地面設施整體設計和運營水平相關。不同專業(yè)的專家及操作員、技術員、安全員由于經(jīng)驗和專業(yè)方向不同，對同一指標的偏好往往存在較大差異。隸屬函數(shù)的選擇應當充分考慮這些意見。

本文建議采用文獻[2]中的二元對比排序法，邀請多位專家形成一個委員會，從各自專業(yè)出發(fā)對一指標進行評級，再將這些評級進行二元對比排序，可以較好地結合油田生產(chǎn)操作的綜合經(jīng)驗與設備相關的專業(yè)知識。

4權重的確定

主要分為主觀賦權法、客觀賦權法和組合賦權法幾類，常見的有直接判定法、層次分析法、主成分分析法、熵權法等。熵權法能反映指標信息熵的有效價值，所得出的權重結果具有較高的可信度，在科學技術、信息管理等諸多領域廣泛應用。連續(xù)穩(wěn)定運行是生產(chǎn)設施的主要目標，因此本文推薦采用熵權法明確反映指標中的異常值和波動程度。根據(jù)各指標的信息熵計算各自的熵權重：

5模糊算子的確定

常用的模型有取大取小，相乘取大，相乘相加，加權平均等，為了綜合考慮油田地面生產(chǎn)設施的多方面指標，本文根據(jù)文獻[2]建議選擇加權平均模型。

根據(jù)加權平均算子計算出的結果基于隸屬度和權重系數(shù)的綜合數(shù)值，能充分地保留原始和過程數(shù)據(jù)，避免信息的丟失，使評價結果更為直觀、可靠。

6結束語

考慮到油田地面生產(chǎn)系統(tǒng)的復雜性，判斷單一設備或成套設備是否滿足油田生產(chǎn)現(xiàn)狀及是否需要優(yōu)化這類問題時，除涉及大量設備專業(yè)知識外，往往還依賴多年的操作、維修經(jīng)驗，還要考慮到多方面的評價指標，因此往往比較困難。隨著油田進入開發(fā)生產(chǎn)后期，如何評價設備是否能夠滿足工況變化的需求對油田的生產(chǎn)運營與投資都有重要意義。本文選取了油田地面設施的模糊評價模型進行油田地面設施評價的方法，為投資和生產(chǎn)優(yōu)化奠定了基礎。

參考文獻

[1] 劉曉東.克拉美麗氣田集輸工藝適應性分析與研究[D].成都：西南石油大學， 2010.

[2] 李新德，張紫悅.改進的模糊綜合評價法對洺關水質(zhì)的評價研究[J].水利科技與經(jīng)濟，2019，25（9）：1-5.