抽油機井效益評價綜合決策方法研究與應用

趙 春 ，梁 毅 ，樊 松 ，郭 靖 ，甘慶明 ，石海霞 ，雷 宇

（1.長慶油田分公司油氣工藝研究院，陜西西安 710021；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安 710021）

常用效益評價方法，主要有專家經驗的方法，如專家打分法和多輪專家咨詢的德爾菲法則。目前評價問題研究的方法主要有兩大類，一類是對評價指標體系的研究；一類是對綜合評價方法的研究。

20世紀80年代，蘇聯采用等級權衡法開展機械采油技術適應性評價，用專家打分或經驗法，將指標與綜合評價對象間進行關聯度研究分析，沈秀通采用“泵深一排量”圖版法[1]，K.E.Brown指導評價機械采油適應性[2]，采用節點系統分析（Nodal Systems Analysis）方法，模擬測算人工舉升方式系統效率的常用方法，盈虧平衡分析法可用于機采方式經濟效益比較評價。前人研究偏重于提升單一裝備/工具的技術能力和水平，缺少與經濟效益的結合。

1 抽油機井效益評價綜合決策方法

1.1 人工舉升相關評價方法

國內外相關評價方法一般分析舉升工況[3-5]，優化參數以期獲得更好產量、更高系統效率，未對裝備壽命周期內投資成本、管理復雜性等評價，缺乏對各方面成本綜合測算的研究（見表1）。

綜合效益評價決策方法需要解決的關鍵難題[6]是針對抽油機井多因素和關鍵指標進行分析，進行適用性量化評分、對比，需解決評分基準、評分及加權規則等問題。開展抽油機井全生命周期效益模擬分析，需對抽油機井設備成本、運行及維護成本進行分解。

由此，綜合分級模糊評判法[7-9]、等級加權平均法[7]和成本估算法，結合全壽命周期費用理論[10]，開展抽油機井效益評價綜合決策方法研究[11]。

1.2 基于決策和智能的綜合評價方法

1.2.1 三級模糊評判法 模糊評判法：模擬人的思維推理過程，使定性化的因素向定量化逼近，計算復雜，對指標權重矢量的確定主觀性較強，會出現超模糊矩陣，求解發散，無法評判結果。

確定不同含水階段技術指標的基礎上，綜合經濟、管理生產條件等其他三個層次模糊因素做出評價。由此可以得出，當含水大于60%，復合材質的管桿泵系統組合決策系數較大（見圖1）。

圖1 不同材質系統適應性

1.2.2 等級加權平均法 等級加權平均法一般設置評價指標，以打分方式做出評價，專家對評價指標打分，綜合每個指標分值作為評價結果，采用加權平均法。

分兩大類參數：第一類是評價技術可行性有關（X），分五個等級，與可行性有關參數主要考慮：產液量/下泵深度、檢泵周期、設備配套程度、斜井定向井適應性、井溫適應性（>70℃）、高氣油比、井筒流體適應性（高含蠟、垢、腐蝕、雜質等）。

第二類是與設備的復雜性、投資、能耗有關（Y），分三個等級。與投資能耗管理等復雜性有關參數主要考慮：工人技術水平要求、設備簡便性/機動性、設備利用效率、設備使用可靠性、現場可接受程度、初期投資效率、維修/調參難易程度。

確定兩類參數開展評價可以得知（見表2），采用復合材質的抽油機井系統組合，第一類和第二類以及加權平均后的評價因子均高于普通材質組合系統（見圖2）。

表2 兩大類評價參數技術評價標準

圖2 不同材質系統敏感性分析

1.2.3 全壽命周期費用理論 將費用分為初期投資M1、生產運行M2、維護保養M3和年折舊折耗費M4（見表3），則抽油機生產全過程的總費用M表示為：

2 應用實例

考慮有桿泵抽油系統生產全過程綜合效益因素，初期投產精細配套優選設備，可獲取最大平均單井年費用節省率1.86%（公式1）。預計全油田年節省費用為6 705萬元（見圖3）。

平均單井年費用節省率：

后期配套，平均單井年費用節省率1.13%（公式2）。

注：全油田年均節省費用=（投資+運行維護+化學劑+設備折舊）×1.86%=6 705萬元。

3 結論與認識

表3 抽油井生產全過程成本構成

圖3 單井全生命周期內投入費用對比圖

（1）抽油機井評價方法一般分析工況、優化參數獲更好產量、更高系統效率，僅考慮單因素，需要與經濟性及管理復雜性相結合。

（2）抽油機井效益評價決策方法，需要綜合考慮油田初期投產方案設計到服役期滿產量、能耗成本等全過程全壽命。

（3）樹立“全生命周期低成本”理念，初期投產從方案源頭上精細配套，可獲取最大年均單井費用節省率1.86%。