天然气增压开采方案优选评价

1、 64J OU RNAL OF N EIJ IAN G NORMAL UNIV ERSIT Y内江师范学院学报第23卷第6期No. 6Vol. 23天然气增压开采方案优选评价武菊1,2(11内江师范学院数学与信息科学学院, 四川内江641112;21成都理工大学信息管理学院, 四川成都610059, China 摘要:为了提高气田综合开采效益, 提高气藏采收率, 实施增压开采工艺技术. 运用模糊数学及层次分析法, 设计出了基于模糊优选模型的天然气增压开采方案优选模型, 并在气田的9种模拟增压开采方案的选择上验证了该模型的适用性.关键词:模糊优选法; 增压开采; 相对隶属度; 评价指标中图分类号

2、:TE377文献标识码:A文章编号 -1前言、社会等各个领域中, 、资源分配、投资决策、项目评估、科研成果评价、人才考核、产业部门发展排序、经济效益综合评价等, 因此多属性决策理论及方法有着广阔的应用前景. 目前, 应用于方案优选的评价方法有主观赋权法、客观赋权法以及多方法组合的评价方法. 其中主观赋权法有层次分析法、模糊综合评判方法等; 客观赋权方法有灰色关联分析法、主成分分析法、TOPSIS 等; 多方法组合的评价方法有灰色-TOPSIS 方法、模糊-TO PSIS 优选模型、灰色模糊聚类方法、基于TOPSIS 的模糊物元分析方法等.气藏增压开采方案选择是多属性决策问题在方案优选中的一个具

3、体实例. 洛带蓬莱镇组气藏经过10年的开发, 多数气井压力低, 气井压力与管网压力的平均差值小于0. 5Mpa , 气井降压生产空间小, 正常生产受管网压力波动影响较大, 使得气井产量大幅度降低, 针对气藏剩余可采储量较高、采收率较低的现状, 为了保证气田的高效开发, 需对洛带气田地面采、集输站场及集输气管线进行改造调整, 选取不同的增压点, 实现对洛带蓬莱镇组气藏的增压开采, 消除管网压力对低压气井的影响, 从而提高气田的最终采收率. 本文通过对气田的模拟研究制定了9种增压开采方案, 并运用模糊优选方法对方案进行综合评价, 为决策者提供了决策依据. 2模糊优选模型1简介, 其基本思想是将各评

4、价原则间的重要性比较和不同受评价目标之间就同一评价因素的优越性比较采用模糊标度进行衡量, 通过模糊优选模型计算出各受评价目标的相对优属度, 并将各受评价目标按优属度进行排序, 从而体现出各受评价目标的相对优劣性2.设系统有n 个决策满足约束集形成决策集A =A 1, A 2, , A n , 优选是在决策集A 中进行, 即在A 中的n 个决策之间作优劣比较, 与A 以外的决策无关, 这是优选的相对性.另设系统有m 个指标组成对决策集A 的评价指标集P =P 1, P 2, , P m , m 个指标对n 个决策的评价可用目标特征值矩阵X 表示:X =(x ij m ×n .为了消除不

5、同物理量纲的影响, 增强结果的可比性, 用目标相对于优的相对隶属度3公式x i max -x i min x i max -x i min1j np, 效益型pr ij =, 成本型1j n(1其中, x i max =max x ij , x i min =min x ij , 将目标特征值矩阵变换为目标相对优属度矩阵:=(r ij m ×n , 其中r ij 是决策A j (j =1, 2, , n 第i 个指标(i =1, 2, , m 的相对隶属度.设系统中m 个指标所对应的权重向量4为Tw =(w 1, w 2, , w m , 其中w i =1, w i >0,i

6、=1m故各决策A j 的相对优属度为:收稿日期:2008-03-25作者简介:武菊(1981- , 女, 四川泸县人, 内江师范学院助教. 成都理工大学信息管理学院2006级硕士研究生. 2008年6月武菊:天然气增压开采方案优选评价65u j =1+ w i (1-r ij i =1m2, (2(w i r ij pm式中p 为距离参数, p =1为海明距离, p =2为欧氏距离.评价目标的相对优属度向量U =(u 1, u 2, , u m , 如此按U 中相对优属度从大到小的排序就是受评价目标的相对优劣性排序.3气藏增压开采模拟方案的制定后废弃井口压力可以计算各气藏的废弃地层压力,采用压

7、降法计算出增压前后的可采储量, 再计算出增压开采增加的气藏可采储量5.根据气井分布状况和管网分布状况, 结合气井和地面集输管网建模, 以用户的流量和压力约束为条件, 采用收益最大化为目标函数, 利用Re0仿真软件分别模拟了不同增压方案下的气藏产量、气田产量、管线压损、压缩机工况的参数, 从而为增压方案优选提供了技术基础. 从经济上和技术上对Re0仿真软件模拟出的9, 最1.增压开采主要是通过降低井口输气压力而降低气井废弃压力, 从而提高气藏的采收率. 根据增压前表1标一二三四五六七八九可采储量831. 1. 1461. 1471. 1451. 1431. 1441. 1481. 1480. 0

8、. 0920. 0800. 1230. 0800. 1080. 0930. 0700. 0602. 392. 232. 202. 401. 851. 881. 891. 301. 34570530545550445470465380430总投资(万元2437. 072175. 252169. 601832. 862598. 961493. 861647. 992409. 162443. 06财务内部收益率18. 1215. 8615. 9630. 8919. 7148. 6642. 1724. 2622. 40财务净现值率(%20. 7212. 5812. 9662. 6225. 40121.

9、 2099. 8440. 5334. 35投资回收期(年4. 895. 165. 153. 794. 823. 013. 244. 354. 52利用公式(1 将指标特征矩阵转化为模糊相对隶属度矩阵, 此时式中的p =1, 得到模糊相对隶属度矩阵10. 39680. 009100. 13950. 06890. 07490. 125600. 49210. 15450. 20150. 37840000. 02490. 68250. 18180. 13160. 38350. 00300. 00290. 00470. 02990. 10530. 69070. 45820. 46070. 63720.

10、11740. 11800. 1581. 111=0. 01990. 68250. 50000. 6579按照层次结构图特征指标顺序, 设t i 为第i 个特征指标, 构成判别矩阵为B =b ij , 其中特征指标t i 比t j 大则为2, 相等则为1, 小则为0. 5.10. 50. 5B =2122221222222222212222221.0. 520. 50. 520. 50. 522120. 510. 50150. 510. 50. 50. 50. 50. 50. 50. 01000. 23810. 47270. 52631. 00000. 03480. 84130. 0348111

11、0. 01490147620. 46360. 55260. 85940180210. 80340. 89300. 16490. 25610. 25730. 37670. 96360. 73680. 13400. 19940. 20040. 0. 50. 50. 520. 50. 50. 50. 50. 520. 50. 50. 5通过计算机编程(matlab6. 5 求解矩阵的特征值和特征向量, 找出最大的特征值和其对应的特征向量, 最大特征值为max =8. 4278, 其对应的特征向量为:w i =(015589, 012795, 013323, 011662, 013952, 01470

12、0, 012350, 011976 . 再对判断矩阵进行一致性分析, 认为判断矩阵一致性可以接受, 其权重w i 为max =8. 4278对应向量, 将权重化为标准权重, 即w i =w i /w i =(012121, 011061, 011261,i =1n4采用层次分析法确定各个特征指标权重6 层次分析法把复杂问题中的各因素划分成相关联的有序层次, 使之条理化, 是一种定量分析与定性分析相结合的确定权重的有效方法. 根据专家的意见, 各指标按重要性大小排列顺序如下:可采储量增加值>财务内部收益率>总投资>文安井区管网压力>单位管线平均压损>财务净现值率&g

13、t;投资回收期>所需压缩机总功率.010631, 011500, 011784, 010892, 010750 . 可得到标 66准权重如表2所示:表2特征指标的标准权重表内江师范学院学报第23卷第6期可采储单位管文安井所需压财务内财务净投资回量增加线平均区管网缩机总总投资部收益现值率收期值压损压力功率率0. 21210. 10610. 12610. 06310. 15000. 17840. 08920. 0750能好的方案. 若对评价模型中涉及的权重集和隶属函数7, 选择不同的确定方法会得到不同的结果, 所以还可以在这方面进一步完善, 同时也说明了该评价对象的复杂性. 本方法在原理上并

14、不限于天然气增压开采方案的优选, 它可应用于工程领域的多个方面, 因此其理论和应用意义是明显的.参考文献:5决策分析根据公式(1 , w i 和相对隶属度矩阵, 计算出各个方案的隶属度值u j . u j 的具体数值见表3.表3各个方案的隶属度值表方案一0. 1611方案六0. 7147方案二0. 0265方案七0. 61380方案三0. 0390方案八0. 3211方案四0. 1397方案九0. 2686方案五0. 07731陈守煜. 系统模糊决策理论于应用M .大连:大连理工大学出版社,1994:30235.2蔡雅萍, 王晓耘. 模糊优选法在用J., 25(5 :76279.3, 王巍.

15、,2006,36(12 :1382, 沈望珊. 浅谈综合评价方法中权重的确定J.中从表36>7>8914>>2., 方案七次之, 方案二最差.这里需要说明的是本文的评价结果可能与某些专家(或某些评价方法 的评价不一致, 原因在于本文对方案的选择主要是从技术和经济的角度出发, 因此确定各指标权重时, 偏向于整改规模小、经济性国卫生统计,1999, 16(1 :61261.5胡辉. 洛带气田蓬莱镇组气藏增压开采方案设计J.钻采工艺,2007,30(1 :1412142.6常建娥, 蒋太立. 层次分析法确定权重的研究J.武汉理工大学学报信息与管理:工程版,2007,29(1

16、:1532156.7黄鸿斌, 李海涛, 粟超, 等. 用模糊优选法进行水平井完井方法筛选J.天然气勘探与开发, 2007,30(4 :64268.The Evalu ation of the G asturbo 2chargedMining Plan Optim al ModelWU J u 1,2(11College of Mathematics and Information Science , Neijiang Normal Unversity ,Neijiang ,Sichuan 641112, China ; 21Chengdu University of Technology ,C

17、ollege of Information Management , Chengdu ,Sichuan 610059, China Abstract :In order to raise the natural gas field synthesis mining benefit , raises the gas pool recovery ratio , it is necessaryto implement the turbo 2charged mining processing technology. Based on the f uzzy optimal model , the G asturbo 2charged mining plan optimal model is desi