基于多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法的致密氣田集輸工藝評(píng)價(jià)

梁裕如 李 娜 劉 亮 韓建紅 何 鵬 艾昕宇

1.陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司天然氣研究院 陜西西安 710075

2.陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司油氣勘探公司 陜西延安 716000

0 引言

在致密氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)中，地面集輸工程項(xiàng)目建設(shè)至關(guān)重要。致密氣田地面集輸工程具有建設(shè)投資高、工期長(zhǎng)、影響因素多等特點(diǎn)，能否對(duì)氣田集輸工藝進(jìn)行客觀的評(píng)價(jià)與正確的決策，這是關(guān)系著氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)全局的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)項(xiàng)目本身的效益、系統(tǒng)適應(yīng)性及安全性等都會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。致密氣田集輸工藝指標(biāo)的確定是一個(gè)多約束、多目標(biāo)的綜合優(yōu)化問(wèn)題，需要考慮的因素眾多，多目標(biāo)決策問(wèn)題中各目標(biāo)之間往往通過(guò)決策變量相互制約，對(duì)其中一個(gè)目標(biāo)的優(yōu)化必然以其他目標(biāo)的劣化作為代價(jià)。要同時(shí)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)目標(biāo)的最優(yōu)值是不可能的，因此只能進(jìn)行協(xié)調(diào)折中處理，盡可能使多目標(biāo)達(dá)到相對(duì)最優(yōu)。

現(xiàn)階段關(guān)于致密氣田集輸工藝的決策分析，主要是依據(jù)氣藏特征、穩(wěn)產(chǎn)年限、氣質(zhì)組分及采氣工程要求等，同時(shí)考慮地面集輸工程各子項(xiàng)目綜合造價(jià)，再結(jié)合項(xiàng)目運(yùn)行成本（電、燃料氣及甲醇等）、系統(tǒng)適應(yīng)性及安全性等方面因素[1-9]來(lái)進(jìn)行分析，作出最優(yōu)方案的決策。但由于該問(wèn)題涉及因素較多，各目標(biāo)相互制約，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于該問(wèn)題的決策方法較為單一，不夠全面，缺乏客觀統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，主觀性較強(qiáng)。

氣田集輸工藝的優(yōu)選屬于多目標(biāo)決策問(wèn)題，通常的解決方法包括層次分析法、模糊評(píng)價(jià)法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、Topsis法以及各種方法組合運(yùn)用等[10-15]。在方法組合運(yùn)用中，多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法首先通過(guò)層次分析法確定評(píng)價(jià)對(duì)象的各因素權(quán)重，再運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)分析法對(duì)各因素進(jìn)行灰色量化處理，求出灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，最后兩相結(jié)合，將各因素權(quán)重與灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行加權(quán)，求得加權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度，從而作出評(píng)價(jià)與優(yōu)選。由于具有將評(píng)價(jià)因素（或稱(chēng)評(píng)價(jià)指標(biāo)）進(jìn)行有效量化的優(yōu)勢(shì)，多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法在工程項(xiàng)目評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛，如在儲(chǔ)罐失效概率評(píng)估[16]、管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[17]、油氣勘探開(kāi)發(fā)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[18]、沼氣安全評(píng)價(jià)[19]、剩余可采儲(chǔ)量品位評(píng)價(jià)[20]、機(jī)械加工工藝評(píng)價(jià)[21]、LNG工廠冬季保溫[22]、城市燃?xì)夤艿里L(fēng)險(xiǎn)評(píng)估[23]等項(xiàng)目評(píng)價(jià)中都得到了很好的應(yīng)用。

筆者以此為切入點(diǎn)，以延安氣田延氣2-延128井區(qū)地面集輸工程為例，應(yīng)用多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法，或可稱(chēng)為基于AHP（Analytical Hierarchy Process，層次分析法）的灰色關(guān)聯(lián)分析方法，對(duì)不同集輸工藝的灰色關(guān)聯(lián)度進(jìn)行計(jì)算，確定適用于該井區(qū)的最優(yōu)集輸工藝方案，從而為企業(yè)決策提供依據(jù)，并為今后國(guó)內(nèi)外致密氣田集輸工藝方案的客觀比選和決策，提供評(píng)價(jià)手段和參考依據(jù)。

1 集輸工藝分析

延安氣田延氣2-延128井區(qū)地處陜北黃土高原，屬于致密巖性氣藏，氣田開(kāi)發(fā)主力層位為中二疊統(tǒng)石盒子組、下二疊統(tǒng)山西組、上石炭統(tǒng)本溪組等，砂體規(guī)模小、變化快，非均質(zhì)性強(qiáng)，具有典型的“五低”特征（低孔隙度、低或特低滲透率、低地層壓力、低儲(chǔ)量豐度、低產(chǎn)量）。延安氣田采用衰竭式開(kāi)采，叢式井組開(kāi)發(fā)（每個(gè)井場(chǎng)設(shè)置氣井3～5口），單井平均配產(chǎn)（分配天然氣產(chǎn)量）1.2×104m3/d，氣田穩(wěn)產(chǎn)期為7～8年。與同處鄂爾多斯盆地的大牛地、蘇里格及榆林等氣田相比，延安氣田開(kāi)發(fā)地面建設(shè)中存在以下顯著不同的特征：①地形復(fù)雜，地貌變化大。區(qū)域基本地貌類(lèi)型是黃土塬、梁、峁、溝，地面高低起伏大、溝壑縱橫、地形支離破碎，生態(tài)環(huán)境脆弱，因此容易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，集輸站場(chǎng)選址和管線路由選擇困難，工程建設(shè)復(fù)雜，投資高。②天然氣氣質(zhì)組分中CH4含量超過(guò)95%，不含H2S，CO2含量2.70%，含有少量C7+以上重?zé)N組分（表1）。

表1 延安氣田天然氣氣質(zhì)組分表

不同氣藏的地質(zhì)特征、開(kāi)發(fā)指標(biāo)、穩(wěn)產(chǎn)年限、采氣工藝及氣質(zhì)組分等各不相同，所適用的集輸工藝亦不相同。國(guó)內(nèi)外致密氣田的常用集輸工藝有高壓集輸工藝、中壓集輸工藝及中低壓集輸工藝等3種方式。由于所選節(jié)流位置不同，這3種集輸工藝所對(duì)應(yīng)的管線積液、井下節(jié)流器失效、計(jì)量誤差、征地面積、運(yùn)行壓力、管網(wǎng)壓損、集氣半徑等方面具有明顯的區(qū)別[24-26]，因此在項(xiàng)目建設(shè)投資、運(yùn)行成本、系統(tǒng)適應(yīng)性及安全性等方面也存在差異，各有優(yōu)缺點(diǎn)（表2）。

表2 致密氣田常用3種集輸工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

從各集輸工藝要點(diǎn)結(jié)合表2可以看出：①高壓集輸工藝采用不在井口進(jìn)行加熱節(jié)流、而是在集氣站內(nèi)集中加熱節(jié)流的輸送方式，具有計(jì)量精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，不存在井下節(jié)流器失效風(fēng)險(xiǎn)；但由于采氣管線設(shè)計(jì)壓力高、集氣站內(nèi)工藝設(shè)計(jì)復(fù)雜等因素，故存在積液風(fēng)險(xiǎn)高、集氣半徑大、加熱爐負(fù)荷大、征地面積大等問(wèn)題，導(dǎo)致建設(shè)投資和運(yùn)行能耗較高、內(nèi)部收益率偏低。②中壓集輸工藝采用井下節(jié)流、井間串接、集氣站常溫分離的輸送方式，有效降低采氣管線運(yùn)行壓力，天然氣攜液能力相應(yīng)有所提升，積液?jiǎn)栴}得到有效緩解，同時(shí)集氣半徑較小，減小了征地面積，進(jìn)而采氣管線工程量減少，集氣站站內(nèi)工藝相對(duì)簡(jiǎn)化，注醇量降低。因此，中壓集輸工藝在降低投資和運(yùn)行成本方面優(yōu)勢(shì)明顯，但同時(shí)帶來(lái)氣井計(jì)量精度偏低、井下節(jié)流器打撈失效頻率較高等問(wèn)題。③中低壓集輸工藝在井下工藝、管線連接方式方面均與中壓集輸工藝相同，僅僅由于采氣管線運(yùn)行壓力的進(jìn)一步降低，使天然氣攜液能力得以增強(qiáng)，管線積液風(fēng)險(xiǎn)降低，這是它的優(yōu)點(diǎn)；但由于在建設(shè)初期將壓縮機(jī)投資考慮在內(nèi)，以及征地面積較大，因此較之中壓集輸工藝，中低壓集輸工藝的建設(shè)投資和運(yùn)行能耗更高。

2 集輸工藝評(píng)價(jià)

2.1 建立評(píng)價(jià)體系

致密氣田集輸工藝方案評(píng)價(jià)體系涉及面廣泛、影響因素眾多、目標(biāo)多樣，為了使建立的評(píng)價(jià)體系能夠更真實(shí)、全面、合理地反映客觀實(shí)際情況，針對(duì)延安氣田延氣2-延128井區(qū)地面集輸工程，基于系統(tǒng)性、科學(xué)性、針對(duì)性、可量化性等原則，以確定最優(yōu)集輸工藝方案為目的，制訂切實(shí)可操作的工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體評(píng)價(jià)原則如下。

2.1.1 安全生產(chǎn)原則

安全生產(chǎn)原則，即在所有工藝方案中選擇安全風(fēng)險(xiǎn)最低的一種方案。安全生產(chǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括管線積液（風(fēng)險(xiǎn)）、井下節(jié)流器失效（風(fēng)險(xiǎn)）等，其中管線積液與天然氣流速以及地形起伏情況密切相關(guān)，管線內(nèi)天然氣流速越低，管線積液風(fēng)險(xiǎn)越高；而井下節(jié)流器失效與氣井生產(chǎn)工藝相關(guān)，下入井下節(jié)流器的氣井對(duì)應(yīng)的失效風(fēng)險(xiǎn)偏大。

2.1.2 工藝技術(shù)原則

工藝技術(shù)的選擇關(guān)系著現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行的便捷性、可操作性、系統(tǒng)適應(yīng)性以及后期生產(chǎn)延續(xù)性。工藝技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括計(jì)量誤差、征地面積、運(yùn)行壓力、管網(wǎng)壓損、集氣半徑等，詳述如下：①計(jì)量誤差指各單井氣產(chǎn)量、水產(chǎn)量、井口壓力等計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而產(chǎn)量、壓力構(gòu)成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)是單井動(dòng)態(tài)分析的基礎(chǔ)。②征地面積是指集氣站的永久性征地面積，該因素與集氣站內(nèi)工藝流程的復(fù)雜性相關(guān)，工藝越復(fù)雜，占地面積越大，征地面積也就越大。③運(yùn)行壓力是指井口至集氣站的采氣管線運(yùn)行壓力。運(yùn)行壓力越大，管材壁厚越大，管線運(yùn)行時(shí)水合物凍堵風(fēng)險(xiǎn)越高；而運(yùn)行壓力越小，則管徑選擇越大，水合物風(fēng)險(xiǎn)減小，但相應(yīng)采氣管線投資上升。④管網(wǎng)壓損指從井口至凈化廠的沿程壓降，它是衡量集輸工藝流程中能量損耗的關(guān)鍵因素，沿程壓降越大，集輸系統(tǒng)能量損耗越高。⑤集氣半徑為單井平均的采氣管線長(zhǎng)度，與集氣站控制區(qū)域范圍及采氣管線連接方式相關(guān)；集氣半徑過(guò)大極易導(dǎo)致采氣管線積液等問(wèn)題，而集氣半徑太小則可能導(dǎo)致集氣站控制范圍小、集氣站建設(shè)數(shù)量增加等問(wèn)題；管線連接方式中，井間串接可有效降低集氣半徑。

2.1.3 經(jīng)濟(jì)效益原則

經(jīng)濟(jì)效益原則，即在所有工藝方案中選擇經(jīng)濟(jì)效益最高的方案。經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括投資、運(yùn)行成本和內(nèi)部收益率。其中，投資為地面工程建設(shè)的總投資，運(yùn)行成本指每千立方米天然氣的運(yùn)行成本，內(nèi)部收益率為在不同集輸工藝條件下計(jì)算得到的氣田內(nèi)部收益率。

2.1.4 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

為了確保評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀真實(shí)性、避免指標(biāo)權(quán)重分散，對(duì)致密氣田集輸工藝方案建立綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（圖1）。

圖1 致密氣田集輸工藝綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系圖

如圖1所示，該體系分為目標(biāo)層、準(zhǔn)則層、指標(biāo)層、方案層共4個(gè)層次。

1）最優(yōu)集氣工藝方案是目標(biāo)層。

2）評(píng)價(jià)指標(biāo)分為兩級(jí)：①一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括安全生產(chǎn)、工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益共3項(xiàng)（同時(shí)，這一層次作為準(zhǔn)則層）；②二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)細(xì)分為井下節(jié)流器失效、管線積液、管網(wǎng)壓損、集氣半徑、運(yùn)行壓力、征地面積、計(jì)量誤差、內(nèi)部收益率、投資、運(yùn)行成本共10項(xiàng)（同時(shí)，這一層次作為指標(biāo)層）。

3）待選的3種集輸工藝（高壓、中壓、中低壓）是方案層。

2.2 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

層次分析法是定性和定量相結(jié)合的決策分析法，主要用于解決多約束多目標(biāo)的復(fù)雜問(wèn)題。建立了致密氣田集輸工藝評(píng)價(jià)指標(biāo)體系之后，采用層次分析法確定各級(jí)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)，具體計(jì)算步驟如下。

2.2.1 構(gòu)造判斷矩陣

按照不同指標(biāo)重要性的不同，分別對(duì)一級(jí)指標(biāo)和二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行兩兩對(duì)比分析，建立判斷矩陣，取數(shù)字1～9及其倒數(shù)作為標(biāo)度，數(shù)字越大，兩個(gè)因素相比重要性越強(qiáng)。

根據(jù)專(zhuān)家評(píng)判，二級(jí)指標(biāo)中的內(nèi)部收益率在同級(jí)氣田開(kāi)發(fā)指標(biāo)中最為重要，應(yīng)作為這一層次的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，其他因素作為次要評(píng)價(jià)指標(biāo)。這也就決定了內(nèi)部收益率所屬的經(jīng)濟(jì)效益是最重要的一級(jí)指標(biāo)。

一級(jí)指標(biāo)按重要性排序，從大到小依次為：經(jīng)濟(jì)效益、工藝技術(shù)、安全生產(chǎn)。

經(jīng)濟(jì)效益下二級(jí)指標(biāo)按重要性排序，從大到小依次為：內(nèi)部收益率、投資、運(yùn)行成本。

工藝技術(shù)下二級(jí)指標(biāo)按重要性排序，從大到小依次為：管網(wǎng)壓損、集氣半徑、運(yùn)行壓力、征地面積、計(jì)量誤差。

安全生產(chǎn)下二級(jí)指標(biāo)同樣按重要性排序，從大到小依次為：井下節(jié)流器失效、管線積液。

由此建立包含一級(jí)指標(biāo)的1個(gè)判斷矩陣（A）和包含二級(jí)指標(biāo)的3個(gè)判斷矩陣（B1、B2、B3）分別如下。

式中A為最優(yōu)集氣工藝方案判斷矩陣，它包含3個(gè)一級(jí)指標(biāo)（B1、B2、B3）；B1為一級(jí)指標(biāo)安全生產(chǎn)的判斷矩陣，包含2個(gè)二級(jí)指標(biāo)（C1、C2）；B2為一級(jí)指標(biāo)工藝技術(shù)的判斷矩陣，包含5個(gè)二級(jí)指標(biāo)（C3～C7）；B3為一級(jí)指標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益的判斷矩陣，包含3個(gè)二級(jí)指標(biāo)（C8～C10）；C1為井下節(jié)流器失效；C2為管線積液；C3為管網(wǎng)壓損；C4為集氣半徑；C5為運(yùn)行壓力；C6為征地面積；C7為計(jì)量誤差；C8為內(nèi)部收益率；C9為投資；C10為運(yùn)行成本。

2.2.2 計(jì)算特征值和特征向量

針對(duì)包含一級(jí)指標(biāo)的矩陣A及包含二級(jí)指標(biāo)的3個(gè)矩陣（B1、B2、B3），采用和積法分別求取各矩陣的最大特征根和最大特征向量。計(jì)算結(jié)果如下：①包含一級(jí)指標(biāo)的矩陣A，最大特征值為=3.053 6，最大特征向量為ω1=（0.195 8，0.310 8，0.493 4）；②包含二級(jí)指標(biāo)的矩陣B1，最大特征值為=2，最大特征向量ω2(1)=（0.666 7，0.333 3）；③包含二級(jí)指標(biāo)的矩陣B2，最大特征值為λ2(2)max=5.068 1，最大特征向量ω2(2)=（0.418 5，0.262 5，0.159 9，0.097 3，0.061 8）；④包含二級(jí)指標(biāo)的矩陣B3，最大特征值為λ2(3)max=3.053 6，最大特征向量=（0.493 4，0.310 8，0.195 8）。

2.2.3 一致性檢驗(yàn)

對(duì)矩陣的一致性檢驗(yàn)，采用以下計(jì)算公式。

式中CI為一致性指標(biāo)；n為判斷矩陣的階數(shù)；RI為平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；CR為一致性比例。

當(dāng)CR＜0.1時(shí)，可以判斷矩陣一致性檢驗(yàn)結(jié)果為是否可接受，即判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)是否通過(guò)；當(dāng)CR≥1時(shí)，認(rèn)為矩陣不符合要求，需對(duì)矩陣進(jìn)行重新修正。

經(jīng)一致性檢驗(yàn)，矩陣A的一致性比例CR1=0.051 8，矩陣B1的一致性比例CR2(1)=0，矩陣B2的一致性比例CR2(2)=0.015 3，矩陣B3的一致性比例CR2(3)=0.051 8，4個(gè)矩陣的CR值均小于0.1，一致性檢驗(yàn)結(jié)果為可接受，即一致性檢驗(yàn)通過(guò)。

2.2.4 層次總排序

根據(jù)指標(biāo)特征重要度進(jìn)行層次總排序，計(jì)算矩陣最大特征向量，求得總體指標(biāo)權(quán)重。計(jì)算公式及過(guò)程、結(jié)果為：

式中ω為4個(gè)矩陣A、B1、B2、B3的綜合最大特征向量，其結(jié)果為總體指標(biāo)權(quán)重；ω1為矩陣A的最大特征向量；ω2為包含全部二級(jí)指標(biāo)的3個(gè)矩陣的綜合最大特征向量；ω2(1)、ω2(2)、ω2(3)分別為矩陣B1、B2、B3的最大特征向量。

各二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)計(jì)算結(jié)果如表3所示，指標(biāo)權(quán)重系數(shù)從大到小依次為內(nèi)部收益率、投資、井下節(jié)流器失效、管網(wǎng)壓損、運(yùn)行成本、集氣半徑、管線積液、運(yùn)行壓力、征地、計(jì)量誤差。

表3 二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)計(jì)算結(jié)果表

2.3 灰色關(guān)聯(lián)分析

灰色關(guān)聯(lián)分析法是一種采用定量方法對(duì)不同方案進(jìn)行描述和比較的評(píng)價(jià)方法。采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，將層次分析法計(jì)算得到的各指標(biāo)權(quán)重系數(shù)引入灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算，確定適用于延氣2-延128井區(qū)的最優(yōu)集輸工藝。

構(gòu)建集輸工藝方案指標(biāo)集，即匯總3套集輸工藝中安全生產(chǎn)、工藝技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益的10項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)（表4）。各指標(biāo)參數(shù)取自方案設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

表4 延氣2-延128井區(qū)3套集輸工藝方案各指標(biāo)參數(shù)匯總表

2.3.1 選取理想方案（最優(yōu)參數(shù)集）

理想方案分為效益型指標(biāo)、成本型指標(biāo)和中間最優(yōu)指標(biāo)。本次集輸工藝指標(biāo)中部分采用效益型指標(biāo)，即指標(biāo)的值越大越好，如內(nèi)部收益率；部分采用成本型指標(biāo)，即指標(biāo)的值越小越好。在各方案的指標(biāo)集（表4）中選取最優(yōu)指標(biāo)，組成理想方案（表5）。

表5 延氣2-延128井區(qū)最優(yōu)指標(biāo)參數(shù)匯總表

2.3.2 數(shù)據(jù)歸一化處理

為了統(tǒng)一指標(biāo)單位，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)序列的可對(duì)比性，采用極差歸一化方法對(duì)各指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，得到可對(duì)比的數(shù)據(jù)序列。

對(duì)于成本型指標(biāo)的歸一化公式為：

對(duì)于效益型指標(biāo)的歸一化公式為：

式中ri（j）為方案j對(duì)目標(biāo)i的相對(duì)優(yōu)屬度；P為冪指數(shù)，取值為1；xij為方案j的第i項(xiàng)指標(biāo)，i=1，2，…，m；ximin、ximax為矩陣中每列數(shù)據(jù)的最小值和最大值。

2.3.3 關(guān)聯(lián)度計(jì)算

灰色關(guān)聯(lián)度是描述評(píng)價(jià)方案中各因素之間相關(guān)程度的值，本次研究采用鄧氏關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算，灰色關(guān)聯(lián)度系數(shù)矩陣計(jì)算公式為：

式中ξi（j）為灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)，表示比較數(shù)據(jù)列的第j個(gè)因素與參考數(shù)列相應(yīng)元素的相對(duì)差值；ρ為分辨系數(shù)，0＜ρ＜1，一般取ρ=0.5。

計(jì)算結(jié)果為：

2.4 最優(yōu)方案確定

引入層次分析法計(jì)算出的總指標(biāo)權(quán)重值（ωk），計(jì)算各集輸工藝方案與理想方案的關(guān)聯(lián)度（Rj），計(jì)算公式如下。

式中Rj為比較數(shù)據(jù)列相對(duì)于參考數(shù)據(jù)列的關(guān)聯(lián)度。

3套集輸工藝方案的灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果及方案按關(guān)聯(lián)度大小的優(yōu)越程度排序如表6所示。

表6 3套集輸工藝方案灰色關(guān)聯(lián)度計(jì)算結(jié)果表

從表6顯而易見(jiàn)，方案2（中壓集輸工藝）與理想方案的灰色關(guān)聯(lián)度為0.853，明顯高于另兩套方案[方案1（高壓集輸工藝）、方案3（中低壓集輸工藝）與理想方案的灰色關(guān)聯(lián)度分別為0.638、0.505]，那么將方案2（中壓集輸工藝）確定為最優(yōu)方案。

根據(jù)層次分析法指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果，內(nèi)部收益率和投資是方案優(yōu)選評(píng)價(jià)中最重要的兩個(gè)指標(biāo)，同時(shí)氣藏開(kāi)發(fā)建設(shè)也是以效益最大化和投資最省作為主要目標(biāo)。從表4可知，方案2的內(nèi)部收益率最大、投資最低，并且方案2在管網(wǎng)壓損、集氣半徑、征地面積、運(yùn)行成本等方面均具有一定的優(yōu)勢(shì)，符合氣田開(kāi)發(fā)建設(shè)基本要求。同時(shí)，氣田集輸系統(tǒng)的安全生產(chǎn)運(yùn)行也非常重要，要考慮井下節(jié)流器失效和管線積液的風(fēng)險(xiǎn)。如表2所示，方案2存在井下節(jié)流器打撈失效風(fēng)險(xiǎn)較高、管線積液為中等風(fēng)險(xiǎn)等問(wèn)題，那么在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)運(yùn)行中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注井下節(jié)流器作業(yè)問(wèn)題，加強(qiáng)管線積液預(yù)防措施，以減少集輸系統(tǒng)安全隱患。從經(jīng)濟(jì)效益、工藝技術(shù)及安全生產(chǎn)方面綜合考慮，方案2亦為最優(yōu)方案。

綜上所述，將方案2確定為最優(yōu)方案，即延氣2-延128井區(qū)地面集輸工程推薦采用中壓集輸工藝。

3 結(jié)論

1）以致密氣藏延氣2-延128井區(qū)為例，針對(duì)高、中、低壓等3套集輸工藝進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析，建立層次分析法評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，選取安全生產(chǎn)、工藝技術(shù)及經(jīng)濟(jì)效益共3項(xiàng)一級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)，細(xì)化形成井下節(jié)流器失效、管線積液、管網(wǎng)壓損、集氣半徑、運(yùn)行壓力、征地面積、計(jì)量誤差、內(nèi)部收益率、投資、運(yùn)行成本共10項(xiàng)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2）通過(guò)層次分析法計(jì)算，確定二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重從高到低依次為：內(nèi)部收益率、投資、井下節(jié)流器失效、管網(wǎng)壓損、運(yùn)行成本、集氣半徑、管線積液、運(yùn)行壓力、征地面積、計(jì)量誤差。

3）將層次分析法計(jì)算的指標(biāo)權(quán)重引入灰色關(guān)聯(lián)度分析，對(duì)高、中、低壓等3套集輸工藝方案，計(jì)算各方案的灰色關(guān)聯(lián)度，最終確定中壓集輸工藝為最優(yōu)方案，即對(duì)致密氣藏延氣2-延128井區(qū)地面集輸工程推薦采用中壓集輸工藝。

本次研究采用多層次灰色關(guān)聯(lián)分析法，對(duì)致密氣田集輸工藝作出評(píng)價(jià)與優(yōu)選。評(píng)價(jià)方法與優(yōu)選結(jié)果，可為國(guó)內(nèi)外致密氣田集輸工藝方案的比選與決策，提供技術(shù)參考。