層次分析法在油井措施評價及規(guī)劃中的應(yīng)用

吳世敏，耿 彤，楊小平，高艷芳，顧龔杰，楊 康

(中國石油華北油田公司 工程技術(shù)研究院，河北 任丘 062552)

層次分析法在油井措施評價及規(guī)劃中的應(yīng)用

吳世敏，耿 彤，楊小平，高艷芳，顧龔杰，楊 康

(中國石油華北油田公司 工程技術(shù)研究院，河北 任丘 062552)

針對目前油田油井增產(chǎn)措施評價模式的不足，運(yùn)用技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)原理和AHP層次分析法，增加了現(xiàn)值指數(shù)、凈現(xiàn)值率動態(tài)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)，從增產(chǎn)效果、盈虧平衡和盈利效率3個層面建立了油井措施綜合評價體系。應(yīng)用該指標(biāo)體系，對華北油田某區(qū)塊實施的油井壓裂、卡堵水和大修措施進(jìn)行了綜合評價。結(jié)果表明，所建立的油井措施綜合評價體系對措施的評價更為全面、深入，分析結(jié)果符合實際，可為油井措施增產(chǎn)規(guī)劃結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供較好的參考。

油井；增產(chǎn)措施；綜合評價；規(guī)劃

目前油井措施評價主要有三種基本評價模式，單項指標(biāo)評價模式角度單一，缺乏科學(xué)性；采取2～3個經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行平行評價，忽略了指標(biāo)間的相對性和相互區(qū)別，未能反映措施綜合效益；而目前綜合評價模式中所建立的綜合評價指標(biāo)體系，權(quán)重確定方法和適用范圍均不夠理想。因此需開展油井措施評價模式新的研究[1-7]。

1 構(gòu)建評價指標(biāo)體系

1.1體系構(gòu)成

根據(jù)油田生產(chǎn)實際和措施經(jīng)濟(jì)評價特點，為充分反映油田措施增產(chǎn)、盈虧平衡、盈利效率及措施資金的時間價值，應(yīng)用AHP層次分析法和技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論[8]，建立了油井措施評價指標(biāo)體系，體系由1個目的指標(biāo)層、3個一級指標(biāo)層及10個二級指標(biāo)層構(gòu)成。具體構(gòu)成見表1。

1.2指標(biāo)計算

總增油量、單井增油量、有效率、有效期的計算執(zhí)行相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。凈現(xiàn)值等其它5項指標(biāo)，按照技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)中基本定義[9]，結(jié)合油田措施實施特點，確定具體計算方法，見表2。

2 綜合評價方法

2.1權(quán)重確定

2.1.1 建立判斷矩陣

結(jié)合專家觀點和油田現(xiàn)場的實際經(jīng)驗，采用Saaty提出的1～9標(biāo)度法[10,11]構(gòu)造各指標(biāo)層之間的相對權(quán)重判斷矩陣A，見公式(1)。

表1 措施評價體系構(gòu)成表

表2 措施經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)計算公式表

注：P—油價；Qi—年累計增油量；Csi—單井投入；Ni—井次。

其中aij表示第i個指標(biāo)層里某個指標(biāo)相對第j個指標(biāo)的權(quán)重值。

(1)

2.1.2 計算權(quán)重

采用方根法求出判斷矩陣的特征向量，即權(quán)重，見公式(2)。

(2)

2.1.3 一致性檢驗

根據(jù)AHP層次分析法，計算判斷矩陣的最大特征根λmax、一致性指標(biāo)CI、一致性比率CR。

經(jīng)反復(fù)迭代計算，得各判斷矩陣CR計算結(jié)果分別為0.051 7、0.080 8、0.051 8、0.051 7，均滿足一致性要求(CR<0.1)。對應(yīng)權(quán)重計算結(jié)果見表3。

2.2綜合評價指數(shù)計算及等級劃分

綜合效益指數(shù)計算見公式(3)。

(3)

在此過程中，還可計算得到增產(chǎn)效果指標(biāo)、盈虧平衡指標(biāo)、盈利效率指標(biāo)對應(yīng)的三個評價指數(shù)，計算方法見公式(4)，其中，B1、B2、B3分別表示增產(chǎn)效果、盈虧平衡、盈利效率等指標(biāo)。

表3 措施評價指標(biāo)權(quán)重值計算結(jié)果表

(4)

上述公式中，I為綜合效益指數(shù)；i,j為第二層次和第一層次指標(biāo)序號；Sij為指標(biāo)無量綱化初值；Mij為二級指標(biāo)的權(quán)重；Wj為一級指標(biāo)的權(quán)重。

綜合評價指標(biāo)的等級劃分以歷史經(jīng)驗值與實際對應(yīng)措施效果效益來確定，結(jié)果如表4所示。

表4 措施綜合評價指標(biāo)分級表

3 應(yīng)用

根據(jù)所建立的措施評價指標(biāo)體系和評價方法，對2011—2015年油田的壓裂、卡堵水和大修措施進(jìn)行了不同層次的措施效果效益評價。統(tǒng)計和計算了油田2011—2015年壓裂、卡堵水和大修三項重點措施的總井次、總增油量、單井增油量見表5。

表5 三項油井措施歷年實施總井次(2011—2015年)

3.1措施評價各項指標(biāo)數(shù)據(jù)

壓裂、卡堵水和大修三項重點措施的主要增產(chǎn)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計算結(jié)果見表6。

表6 各項措施評價指標(biāo)統(tǒng)計計算結(jié)果表(2011—2015年)

3.2措施綜合評價

在完成表6各項指標(biāo)數(shù)據(jù)無量綱化的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所建油井措施綜合評價指標(biāo)體系對2011-2015年華北油田實施的壓裂、卡堵水、大修3項措施進(jìn)行了綜合評價計算，結(jié)果見表7。

表7 各項措施評價結(jié)果表

從表6前3項指標(biāo)對比排序可以看出，卡堵水、壓裂措施增產(chǎn)效果最好，但壓裂盈利效率最低；卡堵水措施盈虧平衡和盈利效率均最高。根據(jù)綜合評價指標(biāo)值及分級標(biāo)準(zhǔn)，卡堵水措施綜合效益較高，但壓裂、大修綜合效益僅僅只是達(dá)標(biāo)。

據(jù)此，為實現(xiàn)“十三五”期間的措施增油提質(zhì)提效目標(biāo)，針對油價低位振蕩，在措施規(guī)劃優(yōu)化計算中，優(yōu)先保證卡堵水措施規(guī)模，其次適當(dāng)壓縮壓裂和大修措施規(guī)模，并加強(qiáng)壓裂和大修技術(shù)深度研發(fā)以實現(xiàn)單井成本控制，加強(qiáng)措施單井方案論證。

根據(jù)上述原則，結(jié)合2016年油田油井措施總增油目標(biāo)由30萬t調(diào)整到20萬t，油井措施規(guī)劃進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu)化調(diào)整。從2016年實施情況看，油井壓裂措施通過井位、層位優(yōu)選，相對2015年減少了21井次，通過降低壓裂液用量、推廣低成本低濃度胍膠壓裂液等降本增效手段，平均單井多增油14 t，節(jié)約成本總計277.9萬元；卡堵水措施單井增油量與單井成本與2015年基本持平；通過對待修井深入分類、篩選，大修措施減少12井次，通過加強(qiáng)修井技術(shù)攻關(guān)，降低了成本投入。3項重點措施產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)論

經(jīng)合理的層次劃分和科學(xué)的權(quán)重計算，建立的反映資金時間價值的動靜態(tài)指標(biāo)評價體系可從增產(chǎn)效果、盈虧平衡和盈利效率和綜合效益方面全面量化反映各種油井措施的效益，可為油井措施規(guī)劃結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供較好的依據(jù)。 對2016年油田重點油井措施規(guī)劃的優(yōu)化調(diào)整，滿足了開發(fā)需求，取得了良好經(jīng)濟(jì)效益。

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ApplicationofAHPinEvaluationandPlanningOptimizationforOilMeasures

WU Shi-min, GENG Tong, YANG Xiao-ping, GAO Yan-fang, GU Gong-jie, YANG Kang

(Engineering Technology Research Institute, Huabei Oilfield Company, PetroChina,Renqiu 062552, Hebei, China)

How to scientifically evaluate the effectiveness of the stimulation measures is the key to improve the economic efficiency of oil wells stimulation measures. Aiming at the shortcomings of main models to evaluate measures, by using the principle of the Technology Economics and analytic hierarchy process (AHP), we establish the comprehensive evaluation system of the measures, from production, profit and loss balance and profit efficiency of three levels, and for the first time, to increase the rate of the present value index, net present value of the dynamic economic evaluation index. By applying the index system, the fracturing, water plugging and overhaul measures were evaluated, which were implemented on a block in Huabei oilfield. Results show that the comprehensive evaluation system is more comprehensive and convenient in the measures evaluation and analysis, providing good reference for action planning structure optimization.

oil well; stimulation measures; comprehensive evaluation; plan

TE32

B

1008-9446(2017)04-0029-05

華北油田科研項目(華北油田2017年鉆采工程生產(chǎn)成效分析及2018年規(guī)劃部署研究)：2017-HB-C01

2016-12-21

吳世敏(1987-)，男，湖北黃岡人，工程師，碩士，主要從事鉆采工程方案與規(guī)劃研究，E-mail：cyy_wsm@petrochina.com.cn。