趙東亞，盧帆，曹磊，2，李兆敏，鹿騰，楊建平

（1 中國石油大學（華東）新能源學院，山東青島266580；2 中國工程物理研究院總體工程研究所，四川綿陽621999；3 中國石油大學（華東）石油工程學院，山東青島266580；4 中國石油遼河油田高升采油廠，遼寧盤錦124125）

我國稠油儲量豐富，在開發(fā)中如何提高稠油采收率、降低能量消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本已成為石油領(lǐng)域研究的重要課題之一。蒸汽輔助重力泄油技術(shù)（steam assisted gravity drainage，SAGD）是一種熱力采油技術(shù)，由于其具有采收率高、較為環(huán)保等優(yōu)點，在稠油油藏開采中得到了廣泛的應用。但在SAGD 開發(fā)的中后期，往往會出現(xiàn)熱量損失增加、頂水下竄、操作成本升高以及經(jīng)濟效益不佳等一系列問題[1?6]。

煙道氣輔助SAGD 技術(shù)是將煙道氣注入SAGD蒸汽腔內(nèi)進行油藏開發(fā)，煙道氣主要來自提供蒸汽的鍋爐。經(jīng)油田現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)不僅可以降低原油黏度，提高產(chǎn)油量，維持穩(wěn)定汽腔壓力，同時可以減少溫室氣體排放、實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，是現(xiàn)階段較為理想的注入氣體之一[7?10]。

目前，煙道氣輔助SAGD技術(shù)的研究多采用室內(nèi)模擬試驗和數(shù)值模擬的方法，對煙道氣輔助采油的開采機理和適應性進行分析，深入認識作用機理，對生產(chǎn)實踐和改進開發(fā)效果有指導意義；對比不同的參數(shù)取值和注入條件的開發(fā)效果，對影響油藏注氣效果和原油采收率的關(guān)鍵參數(shù)進行優(yōu)化設計，對注采和操作參數(shù)進行優(yōu)化選擇，以獲得可以有效提高原油采收率的參數(shù)設置[11?15]。上述研究得到了很多相應成果，但由于將理論成果直接應用于油田現(xiàn)場試驗成本較高、代價較大且存在一定風險，目前少有現(xiàn)場效果試驗的開展，多停留在物理試驗和數(shù)值模擬階段，但對于擴大煙道氣輔助SAGD的生產(chǎn)應用規(guī)模而言，通過現(xiàn)場開發(fā)效果測試以驗證室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬的結(jié)果又是必不可少的一步，所以考慮在實施現(xiàn)場生產(chǎn)之前對不同試驗方案進行篩選和評價，以預判實際生產(chǎn)開發(fā)的效果。

在現(xiàn)場生產(chǎn)過程中存在較多的能量消耗、高昂的操作成本，且相關(guān)的優(yōu)化研究尚未考慮環(huán)保效益，多數(shù)僅考慮產(chǎn)油量這個單一指標，從而使煙道氣輔助SAGD項目實際綜合運行狀況與預期效果存在一定偏差。通常情況下，項目能否取得最優(yōu)的實施效果與項目本身的綜合性能密不可分，不應該只考慮單一的優(yōu)化目標。然而目前關(guān)于煙道氣輔助SAGD 體系完整的研究相對較少，更多的是定性、單因素研究。對煙道氣輔助SAGD這類實際工程而言，在保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性的前提下，從影響工程綜合效益的多個方面對不同注采方案進行多元化、多指標的綜合評價具有十分重要的意義。

模糊綜合評價法利用模糊線性變換和隸屬度函數(shù)，將具有不確定性的評價指標定量化。針對難以定量化的問題，可結(jié)合多種方法對多個分目標進行模糊。隸屬度函數(shù)將事物劃分為不同的等級，以評價其中的模糊關(guān)系并進行歸納評價。不同的項目根據(jù)系統(tǒng)特點可選擇不同的隸屬度進行評判。如今，模糊綜合評價法已廣泛應用于生態(tài)工業(yè)、燃煤發(fā)電、地質(zhì)災害項目的評價中[16?18]。而在石油工業(yè)中也已有用于環(huán)境影響、油田區(qū)塊分類、石油安全評價等方面的應用[19?23]，但尚未應用于油田實際現(xiàn)場的綜合評價。通過系統(tǒng)、完善的評價體系如模糊綜合評價法，客觀、公正地評價煙道氣輔助SAGD的綜合性能和效益，以制定有針對性的開發(fā)方案，值得進一步探討研究。

本文針對煙道氣輔助SAGD的開發(fā)過程，建立多元綜合評價體系，以環(huán)境、能量、工藝、經(jīng)濟為4個評價指標，運用模糊綜合評價法對不同注采方案進行評價以選取綜合性能最優(yōu)的方案并預估不同方案的實施效果以便進一步改進和調(diào)整。根據(jù)“有無對比法”的基本原理[24]，探討煙道氣輔助SAGD和常規(guī)SAGD兩種情況的綜合效益并進行對比分析和評價，證明了煙道氣輔助SAGD驅(qū)油可以獲得更好的綜合效果。通過開發(fā)的專利軟件對實例進行模糊綜合評價并與采用層次分析法評價的結(jié)果進行對比分析，以驗證本文方法的可行性、在該工業(yè)過程中的適用性和評價結(jié)果的準確性。本文運用模糊評價方法首次對煙道氣輔助SAGD這一實際工程進行全面評價，綜合評價結(jié)果已得到油田專家認可，開發(fā)的軟件已獲得軟件著作權(quán)。

1 煙道氣輔助SAGD評價指標

基于煙道氣輔助SAGD的生產(chǎn)流程，本文全面考慮到工程實際因素和系統(tǒng)特點，選取環(huán)境、能量、工藝、經(jīng)濟為評價指標。其中，環(huán)境指標反映了社會關(guān)注的熱點——“綠色環(huán)?！焙汀百Y源可持續(xù)利用”，也能體現(xiàn)煙道氣輔助SAGD 重要特征；對于存在多工藝流程的生產(chǎn)過程，其中必定有大量能源消耗，同時基于“節(jié)能”的理念，選用能量指標衡量工藝過程的能源投入量；工藝指標用于評價該過程的產(chǎn)油量；經(jīng)濟指標衡量該過程的總利潤。

為了對比煙道氣輔助SAGD 與常規(guī)SAGD 4 個指標的性能和效益，本文運用“有無對比法”，將煙道氣輔助SAGD 與常規(guī)SAGD 分別定義為“有項目”和“無項目”?！坝袩o項目”各項指標的數(shù)據(jù)對應相減得到“增量數(shù)據(jù)”，分別表示為CO2的凈減排量、能耗增量、原油增油量和凈現(xiàn)值增量，反映出應用煙道氣輔助SAGD產(chǎn)生的增益效益，排除了常規(guī)SAGD對各項指標的影響，突出了對煙道氣輔助SAGD實施效果判斷的可靠性。根據(jù)各項指標增量數(shù)據(jù)的正負和數(shù)值大小進行分析計算，直觀準確地展現(xiàn)了煙道氣輔助SAGD的優(yōu)勢和重要意義。

整個工藝流程分為煙道氣收集預處理（包括脫硫脫硝），冷卻降溫、除塵過程、冷卻干燥、輸送過程、驅(qū)油封存、回收過程。

環(huán)境指標表示為CO2的凈減排量。計算整個過程的CO2凈減排量時，由于各個過程需要消耗大量能量，進而會產(chǎn)生新的CO2，故CO2凈減排量模型見式(1)[25]。

式中，W?為每噸煙道氣中CO2占比；η 為CO2回收率；Δt 為CO2封存率；ΔCc、ΔCr、ΔCd、ΔCrd、ΔCt、ΔCi、ΔCh分別為每噸煙道氣收集與處理過程、降溫過程、除塵過程、冷卻干燥過程、運輸過程、注入過程和回收過程CO2排放量，t。

根據(jù)相關(guān)國家標準或規(guī)定，將上述過程消耗的能量折算為標準煤，標準煤的燃燒值為29.308GJ/t，而每噸標準煤新產(chǎn)生2.6t的CO2[25]，則有式(2)。

式中，ΔCn為上述某個工藝流程的CO2排放量，t；Qn為上述某個工藝流程的能耗量，GJ。因此，有式(3)。

能量指標，即能耗增量，通過煙道氣輔助SAGD整個工藝流程的能耗量表示見式(4)。根據(jù)相關(guān)標準或規(guī)定[26?28]，折算各工藝流程中的能量。以收集預處理過程為例計算收集預處理的能耗量Qc（GJ）。假設捕集每噸煙道氣消耗新鮮水mcw（t）、脫鹽水mch（t）、蒸汽mcs（t）、電能Kce（MW·h），將消耗水、蒸汽、電能進行統(tǒng)一能量折算后得到式(5)。

工藝指標，即原油增油量。根據(jù)煙道氣輔助SAGD優(yōu)化研究得到的優(yōu)化結(jié)果設定。經(jīng)濟指標通過凈現(xiàn)值增量表示［式(6)～式(8)］。

式中，Rτ為每年總收益，萬元；P 為原油價格，萬元/t；Y 為原油產(chǎn)量，t；Cτ為每年總支出的總成本，萬元；F 為各個過程成本，萬元；n 為投資周期，年；τ為投資時間，年；i為設備折舊率。

對于收集預處理過程，煙道氣捕集和預處理的主要費用包括投資成本Fctz（萬元）、可變運行成本Fcyy（萬元）和固定運行成本Fcgd（萬元）三部分［式(9)］。

投資成本Fctz主要考慮設備購置費、建筑工程費、安裝費、配套工程費等；Fctz也可根據(jù)朗格系數(shù)法[29]進行自動估算［式(10)］。

式中，F(xiàn)v為設備費用總值，萬元；R1、R2、R3為建筑費系數(shù)、安裝費系數(shù)、其他費系數(shù)?？勺冞\行成本Fcyy主要考慮外購燃料及動力（電、蒸汽、煤等）、工業(yè)用水等的費用［式(11)］。

式中，F(xiàn)w、Fh、Fs、Fe、Fcyj分別為每噸新鮮水價格、每噸脫鹽水價格、每噸蒸汽價格、每兆瓦時電價格和每噸藥劑價格，萬元。固定運營成本Fcgd主要考慮人工費用、管理費用、設備維修費用等［式(12)］。

式中，F(xiàn)p、Fq分別為人工費用和其他固定運營成本，萬元/a。降溫、除塵、冷卻干燥過程的成本核算與上述過程相似，在此省略。

對于輸送過程的主要費用包括投資成本Fttz（萬元）、可變運行成本Ftyy（萬元）和固定運行成本Ftgd（萬元）三部分［式(13)］。

投資成本Fttz主要考慮管材、土建、安裝、防腐、增壓站等投資；Fttz也可根據(jù)式(14)～式(21)進行估算[30?31]。

式中，F(xiàn)1、F2、F3、F4、F5、F6分別為管溝土建費用、安裝費用、管材費用、外防腐費用、內(nèi)涂層費用、其他費用，萬元/km；F7為增壓站投資，萬元。

式中，H 為鋼管外徑，mm；W1為鋼管壁厚，mm；P1、P2、P3分別為管材綜合價格（元）、外防腐綜合指標（元/m2）和內(nèi)涂層綜合指標（元/m2）；K 為其他費用系數(shù)；n?為增壓站數(shù)，個；P?為壓縮機功率，MW?？勺冞\行成本Ftyy和固定運行成本Ftgd與收集預處理過程相同，在此省略。

對于注入過程，主要費用包括投資成本Fitz（萬元）、可變運行成本Fiyy（萬元）和固定運行成本Figd（萬元）三部分［式(22)］。

投資成本Fitz主要考慮開發(fā)井投資，包括鉆井工程投資和采油工程投資；根據(jù)相關(guān)標準手冊[25]，F(xiàn)itz可根據(jù)式(23)～式(26)進行估算。

對于新開發(fā)的油田

對于已開發(fā)的油田

式中，F(xiàn)n1為開發(fā)井投資，萬元；di為注入井平均井深，m；ci1為注入井進尺成本，萬元；ni為注入井數(shù)量，口；dc為采油井平均井深，m；cc1為采油井進尺成本，萬元；nc為油井數(shù)量，口；Fn2為采油井投資，萬元；ci2為每口井平均投產(chǎn)作業(yè)成本，萬元；cc2為每套注采裝置平均成本，萬元；ti2為注氣單井配套投資，萬元；nj為新舊注入井數(shù)量，口；tc2為采油單井配套投資，萬元。注入過程的可變運行成本Fiyy和固定運行成本Figd與收集預處理過程相同，在此省略。

從上述4個指標的計算可以看出，各個指標之間存在關(guān)聯(lián)。由于環(huán)境指標是通過折算各環(huán)節(jié)的能耗計算而得，所以能量指標對環(huán)境指標有直接的影響。能量指標表示系統(tǒng)能源投入，構(gòu)成部分經(jīng)濟投入，但不能涵蓋該工藝過程的全部投入，因為經(jīng)濟投入還包括設備的開支等。工藝指標代表系統(tǒng)產(chǎn)出，同時還反映了該工藝過程的生產(chǎn)情況，具有工藝意義，不能省去。經(jīng)濟指標是在評價周期里的綜合經(jīng)濟效益，從中可以體現(xiàn)能量和工藝指標，但同時經(jīng)濟指標也包括如設備的折舊等專屬的經(jīng)濟評價參數(shù)。所以并不能僅用能量和工藝指標全部概括經(jīng)濟指標。4個評價指標相互影響，關(guān)系交錯，又各有側(cè)重，選取環(huán)境、能量、工藝和經(jīng)濟指標以便更直觀地比較各方案具體某方面的性能優(yōu)劣，四者對于該工藝過程都必不可少。

2 煙氣輔助SAGD模糊綜合評價

模糊綜合評價法是以模糊數(shù)學理論為基礎的智能評價方法。對于評價對象，考慮多種因素的影響，利用隸屬度函數(shù)使難以定量、概念不清的因素定量化，依據(jù)不同因素對目標的影響程度設置相應的權(quán)重值并作出合理的綜合評價和決策，具有評價結(jié)果清晰、系統(tǒng)性強的特點[33]。

煙道氣輔助SAGD的綜合性能的評價涉及多個因素，如環(huán)境、能量、工藝和經(jīng)濟等，各個指標互有影響，具有模糊性且難以精確表示。煙道氣輔助SAGD開發(fā)效果與每個因素都有關(guān)系，如何根據(jù)多種因素評價煙道氣輔助SAGD 不同方案的綜合性能，則是一個多因素模糊綜合評價問題。因此本文應用模糊綜合評價方法，全面系統(tǒng)地分析不同方案煙道氣輔助SAGD的綜合性能。本文模糊綜合評價步驟如下[34]。

步驟一：設有n個系統(tǒng)，每個系統(tǒng)含有m個指標參與評判，則決策評語集合為V={v1, v2, …, vn}，指標因素集合為X={x1,x2,…,xm}。本文將方案的整體優(yōu)劣V劃分為4個等級，即優(yōu)、良、中、差。因素集X分別為環(huán)境、能量、工藝和經(jīng)濟指標。由于各個評價指標的物理意義不同，量綱不一致，無法直接進行比較評價。量綱為1 處理方法分為直線法、折線法和曲線法，本文采用直線法對評價指標的特征矩陣X進行歸一化處理。根據(jù)評價指標的不同性質(zhì)，選擇不同的處理方式。參數(shù)的評價指標分為效益型、成本型、固定型和區(qū)間型。效益型指標的數(shù)值越大越優(yōu)，成本型指標數(shù)值越小越優(yōu)，固定型指標的數(shù)值越逼近最優(yōu)值越優(yōu)，區(qū)間型指標的數(shù)值在規(guī)定區(qū)間內(nèi)最優(yōu)。因此，經(jīng)濟、環(huán)境、工藝指標屬于效益型參數(shù)，能量指標屬于成本型參數(shù)。效益型和成本型指標的歸一化公式見式(27)、式(28)[35]，各參數(shù)歸一化后得到因素集G。

步驟二：建立合適的隸屬度函數(shù)，構(gòu)建模糊評價矩陣R，其中R=(rij)m×n是X×V 上的模糊關(guān)系，可表示為式(29)。

其中，rij=μR(xi,vj)表示指標xi在決策vj上的可能性程度（隸屬度），(X,V,R)則構(gòu)成評判空間。本文的隸屬度函數(shù)由專家根據(jù)方案指標打分決定，以得到更符合實際情況的評價結(jié)果，為工程實際提出更可靠的參考價值。

步驟三：計算模擬評價集B=A○R={b1,b2,…,bn}，將B進行歸一化處理，選擇最大值bj所對應的評價vj則為綜合評價結(jié)果。

3 軟件開發(fā)與實例分析

利用VB 集成開發(fā)環(huán)境，基于模糊綜合評價法，開發(fā)對煙道氣輔助SAGD方案進行綜合評價的軟件，實現(xiàn)了對方案減排效果、能量消耗、經(jīng)濟效益和原油開采的預測、單方案評價以及不同方案評價、對比和優(yōu)選。流程圖如圖1所示，軟件可實現(xiàn)功能：全流程二氧化碳減排量的計算、全流程原油增油量的計算、全流程增量NPV 的計算、全流程能耗增量的計算、綜合評價現(xiàn)有方案。

圖1 軟件評價流程

根據(jù)遼河油田某區(qū)塊的生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料進行煙道氣輔助SAGD 方案優(yōu)選，以同時評價4 組煙道氣輔助SAGD 和常規(guī)SAGD 方案為例。首先在軟件中分別輸入方案一各工藝過程的參數(shù)數(shù)值。注采參數(shù)包括煙道氣注入速率、蒸汽注入速率、煙道氣二氧化碳占比、油井數(shù)量、注入井數(shù)量等；能耗和經(jīng)濟參數(shù)包括消耗電量、平均油價、原油產(chǎn)量、設備折舊率等。然后根據(jù)第一部分的計算公式和標準，得到方案一中4個評價指標的預測結(jié)果，如圖2(a)所示。接著分別輸入其余需要對比分析的3組方案的參數(shù)數(shù)值和一組“無項目”常規(guī)SAGD的方案，分別計算指標后再進行綜合比較和評價，具體結(jié)果見圖2(b)、2(c)和2(d)。

本算例考慮項目的實際需求，根據(jù)專家對各指標側(cè)重程度不同而設置經(jīng)濟、環(huán)境、工藝和能量指標的權(quán)重分別0.6、0.2、0.1 和0.1。每個輸入的方案都會得到如圖2的軟件界面，以方便記錄每組評價指標的數(shù)值。以方案一為例，該方案經(jīng)濟、環(huán)境、工藝和能量指標的預測結(jié)果分別為4965.231萬元、1.128t/d、9.399×104t和140.862GJ/d。同時，該計算結(jié)果同時在各處以不同方式呈現(xiàn)。

圖3是得到的最終文字敘述版的各方案各指標的預測結(jié)果，由于界面限制僅展示部分結(jié)果。通過軟件運算得到了“無項目”常規(guī)SAGD 的預測方案，以此方案為基準計算了4 種煙道氣輔助SAGD方案的增量效益，列出綜合評價結(jié)果。圖4為常規(guī)SAGD預測方案更直觀的展示圖。所有方案都設置投資周期為6 年，以“無項目”常規(guī)SAGD 與方案一為例進行對比分析。常規(guī)SAGD 的產(chǎn)油量為14.899×104t，而方案一為24.298×104t，將“有無煙道氣輔助”方案產(chǎn)油量數(shù)據(jù)對應相減，得到原油增油量（增量數(shù)據(jù)）為比較的具象指標，其增量為9.399×104t。其他3 個指標的增量數(shù)據(jù)預測值分別為凈現(xiàn)值增量4965.231 萬元、二氧化碳減排量1.128×104t/d、能耗增量140.862GJ/d。在經(jīng)濟和工藝方面，根據(jù)增量數(shù)據(jù)可以看出方案一明顯優(yōu)于常規(guī)SAGD。同時由于常規(guī)SAGD并未考慮環(huán)保因素，數(shù)值為零，所以二氧化碳減排量全部為方案一的環(huán)境指標計算值。但是鑒于煙道氣輔助SAGD整個流程包含對煙道氣的收集處理等工藝，所以難以避免存在額外的能源消耗。雖然方案一的能耗增量為140.862GJ/d，與常規(guī)SAGD相比耗能較多，但能耗增加所導致的成本提高和二氧化碳排放量上升均已考慮在經(jīng)濟和環(huán)境指標內(nèi)，而經(jīng)過折算后經(jīng)濟和環(huán)境指標仍有較大幅的增量，因此，總的來說煙道氣輔助SAGD 的綜合性能優(yōu)于常規(guī)SAGD，從多方面極大改進了常規(guī)SAGD的生產(chǎn)運行情況，同時也從4 個指標的角度證明了煙道氣輔助SAGD 的突出優(yōu)勢和工業(yè)適應性。

圖2 各方案評價指標計算結(jié)果及權(quán)重

圖3 影響因素預測結(jié)果

圖4 常規(guī)SAGD方案各指標和經(jīng)濟參數(shù)匯總

由于各個指標的量級相差較大，為了更直觀地分析和比較，通過建立對數(shù)坐標系，數(shù)據(jù)都呈現(xiàn)在柱狀圖中。圖4 為常規(guī)SAGD 所有指標和經(jīng)濟參數(shù)預測結(jié)果的匯總，展示了作為煙道氣輔助SAGD的對比方案的各參數(shù)預測結(jié)果，是進行不同方案對比評價的基礎。圖5 為煙道氣輔助SAGD 4 個方案的評價指標匯總，詳細展示了對各方案的各個指標的預測結(jié)果。考慮到計算結(jié)果為增量指標，增量數(shù)值直觀地反映了與常規(guī)SAGD相比各個方案各個指標的增幅程度，因此如有需要進行單個指標比較選優(yōu)，則可以直接選出最佳方案。由圖5 可以看出，方案四凈現(xiàn)值增量最大、方案三CO2減排量最多、方案二原油增油量最低、方案四能耗最少，但卻很難直接從各指標結(jié)果中得到對各方案的整體評判。

圖5 煙道氣輔助SAGD評價指標匯總

圖6 為煙道氣輔助SAGD 項目經(jīng)濟參數(shù)匯總。由于方案二原油增油量最少，所以增量總收益最低，單位操作成本最高，反之方案四增量總收益最高。根據(jù)圖6中的各經(jīng)濟參數(shù)的結(jié)果，可以針對某方案某項收支的預計金額對方案進行進一步的修正。根據(jù)圖5得到的各方案，通過專家打分得到各方案各指標的綜合評價矩陣，并與圖2中設置的權(quán)重合成運算得到各方案的綜合評價集，根據(jù)隸屬度最大原則列出了對應的最大評價值。圖7列出了評語為“優(yōu)”時各方案模擬評價集的取值。根據(jù)圖7的評價結(jié)果，4種方案在評語為“優(yōu)”時的模糊評價取值從大到小排列分別為方案三、方案四、方案一和方案二。方案一、方案二和方案三均為優(yōu)秀方案，從橫向比較方案三為推薦的最優(yōu)方案，方案四和方案一為備選方案，方案二為較差方案。由圖5可見，與方案三相比，方案四的凈現(xiàn)值增量更多、能耗增量更少、原油增產(chǎn)量較高且經(jīng)濟指標擁有最高的權(quán)重。但由于二氧化碳減排量相差較大，在考慮環(huán)境指標的前提下，方案三的綜合性能更好，所以方案四列為次優(yōu)方案。方案一與方案三相比能耗增量更少，但也由于二氧化碳減排量較低，因此綜合評價結(jié)果低于方案三。

為了驗證該模糊評價方法的有效性和可行性，運用層次分析法對本算例進行再次分析評價。首先建立影響方案綜合效果的層次結(jié)構(gòu)，第1層目標層為注采方案評價，第2 層準則層為4 個影響指標，第3層為方案層，即需進行綜合評價的N個注采方案。具體層次結(jié)構(gòu)如圖8所示。

首先，計算第二層準則層各指標的權(quán)重向量，由專家對四指標的重要性進行兩兩比較并構(gòu)造判斷矩陣，如式(30)。

圖6 煙道氣輔助SAGD項目經(jīng)濟參數(shù)匯總

圖7 煙道氣輔助SAGD不同方案評語為“優(yōu)”的評價結(jié)果

圖8 注采方案評價的層次結(jié)構(gòu)

經(jīng)計算，判斷矩陣C 的最大特征根為4.0973，一致性指標CI=0.0324，一致性比例CR=CI/RI=0.036＜0.1，所以該判斷矩陣C 具有滿意的一致性。對判斷矩陣進行歸一化處理，得到第2層準則層相對于總目標的權(quán)重向量u=(0.2261,0.0922,0.0922,0.5896)，得到模糊集A=0.2261/環(huán)境指標+0.0922/能量指標+0.0922/工藝指標+0.5896/經(jīng)濟指標。由專家對被評價方案進行兩兩比較打分，得到判斷矩陣D=[D1,D2,D3,D4]，并分別進行一致性檢驗，歸一化處理計算得到第三層方案層各方案相對于準則層各指標的權(quán)重向量V=[v1T,v2T,v3T,v4T]，最后得到方案層各方案相對于總目標的權(quán)重向量為W=VuT=[0.3138,0.0085,0.3562,0.3215]T。

通過層次分析法對上述4 個煙道氣輔助SAGD注采方案進行評價，得到的最終評價結(jié)果與模糊評價法的結(jié)果類似，即綜合性能最優(yōu)的是方案三，方案四和方案一其次，方案二較差。該對比方法證明了模糊評價法對于煙道氣輔助SAGD系統(tǒng)有較強的適應性且評價結(jié)果準確，對生產(chǎn)實踐中的方案改進和優(yōu)選有一定參考性。雖然層次分析法得到的評價結(jié)果與模糊評價法相差無幾，但當同時比較多個備選方案時，使用層次分析法會比較繁瑣，一致性檢驗較困難，存在局限性，所以本文選用了更方便可行的模糊評價法。

4 結(jié)論

為了提高煙道氣輔助SAGD的綜合性能，本文采用模糊綜合評價方法對4個關(guān)鍵參數(shù)進行評價研究，主要結(jié)論如下。

（1）采用模糊評價方法，首次對煙道氣輔助SAGD進行綜合全面的評價。運用模糊綜合評價法建立多元綜合評價體系，根據(jù)工程實際因素和系統(tǒng)特點設置4個評價指標，以選取綜合性能最優(yōu)的方案，得到客觀全面的評價結(jié)果。

（2）運用“有無對比法”將煙道氣輔助SAGD與常規(guī)SAGD進行對比，通過計算各評價指標的增量，直觀地反映出應用煙道氣輔助SAGD 比常規(guī)SAGD 產(chǎn)生的增益效益，體現(xiàn)了煙道氣輔助SAGD驅(qū)油的優(yōu)越性。

（3）通過開發(fā)的“煙氣輔助SAGD驅(qū)油評價軟件”進行案例分析評價，該軟件實現(xiàn)了對原油開采、能量消耗、經(jīng)濟效益和減排效果的結(jié)果預估、單方案評價以及不同方案優(yōu)選，通過與層次分析法結(jié)果對比，驗證了本文方法的可行性和準確性。

符號說明

A—— 模糊集

B—— 模擬評價集

C—— 判斷矩陣

Cτ—— 每年總支出的總成本，元cc1，cc2，ci1，ci2—— 采油井進尺成本、每套注采裝置平均成本、注入井進尺成本、每口井平均投產(chǎn)作業(yè)成本，元

D—— 判斷矩陣

dc，di—— 分別為采油井平均井深、注入井平均井深，m

F—— 各個過程成本，元

F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，

F6，F(xiàn)7—— 分別為管溝土建費用、安裝費用、管材費用、外防腐費用、內(nèi)涂層費用、其他費用和增壓站投資，元

Fcgd，F(xiàn)ctz，F(xiàn)cyj，F(xiàn)cyy，F(xiàn)e，F(xiàn)h，F(xiàn)igd，

Fitz，F(xiàn)iyy，F(xiàn)n1，F(xiàn)n2，F(xiàn)p，F(xiàn)q，F(xiàn)s，F(xiàn)tgd，F(xiàn)ttz，F(xiàn)tyy，

Fv，F(xiàn)w—— 分別為收集預處理過程的固定運行成本、收集預處理過程的投資成本、每噸藥劑價格、收集預處理過程的可變運行成本、每兆瓦時電價格、每噸脫鹽水價格、注入過程的固定運行成本、注入過程的投資成本、注入過程的可變運行成本、輸送過程的固定運行成本、輸送過程的投資成本、輸送過程的可變運行成本、開發(fā)井投資、采油井投資、人工費用、其他固定運營成本、每噸蒸汽價格、設備費用總值、每噸新鮮水價格，元

H—— 鋼管外徑，m

i—— 設備折舊率，%

K—— 其他費用系數(shù)

Kce—— 電能，J mch，mcs，

mcw—— 每噸煙道氣消耗脫鹽水質(zhì)量、蒸汽質(zhì)量和新鮮水質(zhì)量，kg

n—— 投資周期，年

n?—— 增壓站數(shù)nc，ni，nj—— 分別為油井數(shù)量、注入井數(shù)量、新舊注入井數(shù)量

P—— 原油價格，元/kg

P?—— 壓縮機功率，W

P1,P2,P3—— 分別為管材綜合價格、外防腐綜合指標和內(nèi)涂層綜合指標，元

Q總,Qc,Qn——分別為整個工藝流程的能耗量、收集預處理的能耗量、某個工藝流程的能耗量，J

R—— 模糊評價矩陣

R1,R2,R3—— 分別建筑費系數(shù)，安裝費系數(shù)，其他費系數(shù)

Rτ—— 每年總收益，元

tc2，ti2—— 分別為采油單井配套投資、注氣單井配套投資，元

u—— 層次分析法的權(quán)重向量

V—— 決策評語集

W1—— 鋼管壁厚，m

W'—— 每噸煙道氣中CO2占比，%

X—— 指標因素集

Y—— 原油產(chǎn)量，kg

ΔC凈，ΔCc，ΔCd，ΔCh，ΔCi，ΔCn，ΔCr，ΔCrd，ΔCt—— 分別為CO2凈減排量、煙道氣收集與處理CO2排放量、除塵過程CO2排放量、回收過程CO2排放量、注入過程CO2排放量、某個工藝流程的CO2排放量、降溫過程CO2排放量、冷卻干燥CO2排放量和運輸過程CO2排放量，kg

Δt—— CO2封存率，%

τ—— 投資時間，年

η—— CO2回收率，%