三次平滑指数法在油田产量预测中的应用

李环 杨威

摘 要：随着经济的发展，石油不断的被人们开采，作为世界上最主要的能源，它的产量成了人们以及石油企业关注的问题。介绍了平滑指数法，并以大庆油田为例，应用三次平滑指数法预测大庆油田2011年、2012年的产量，并对结果进行分析并给出建议。

关键词：油田产量 三次平滑指数法 大庆油田

一、油田产量预测的目的和方法选择

石油目前是世界上最主要的能源，同时也是最重要的化工原料之一，它的地位在短期内是无法代替的。但是随着石油的开采，油田产量的下滑是一个必然趋势，国内大部分油田都处于开发的中、后期，尤其是开发多年的老油田。预测油田的产量对整个油田的开发调整部署、确定投资规模和技术更新有着不可忽视的意义，为今后的油田开发和管理方案的制定提供一定的理论依据。但是由于影响油田产量的因素有很多比如：新探明储量、油井总数、新建产能、新增油井数、新增探明储量、动用储量等因素错综复杂[1]，再加上地下情况复杂，油藏性质无法准确的确定和开采过程中的一系列不确定因素，所以我们无法准确的预测油田的产量，这时就需要用到数学的方法。

二、指数平滑预测法

指数平滑预测法是一种时间预测分析法，且时间序列的特征属于稳定的变动[2]。由于指数平滑法的算法简单容易理解，预测结果准确，它被广泛的应用在生产预测中。指数平滑法分为一次指数平滑、二次指数平滑、三次指数平滑。一次指数平滑是变量随着时间变化随机变动，没有明显的趋势变动；二次指数平滑是针对变量线性变化的预测方法，它是在一次指数平滑的基础上再次平滑。三次指数平滑是在二次指数平滑值上再一次平滑，主要应用于变量非线性变化，

（1）

公式中St（1）、St（2）和St（3）分别为t时刻的一次、二次和三次平滑值，α为平滑指数，xt为t时刻的实际值，由此，可预测时间t之后T时刻的预测值 ：

（2）

其中：

三、实例分析

大庆油田是目前我国最大的的油田，50年来它的产量一直在全国之最，为我国的发展起到重要的作用。但是近几年来，大庆油田的产量一直呈现下滑趋势，如图表1是大庆油田2000～2010年的产量，以大庆油田为例，可以通过指数平滑法来预测2011年和2012年大庆油田的产量，并通过2011年大庆油田的实际产量来衡量三次指数平滑法的误差。

通过表上数据可以看出大庆油田产量变化呈非线性趋势，因此可以用三次平滑指数来进行计算。因为资料数据较少只有十一年的产量数据，因此不能忽视初始值对指数平滑预测值的影响，所以初始值取前三年产量的平均值算出得5446万吨。由于原始数据变化较大，因此将平滑指数α值取大一点，再根据根据初始数据的贡献率大于80%的原则经过多次预算最终将α值确定为0.5[3]。

最后计算出a=3979.22，b=-26.22，c=13.53，当t=1是可以预测出2011年的产量为3966.53万吨，而2011年的实际产量为4000.0377万吨，相对误差为0.84%，在可以接受范围之内。当t=2时，可以预测出2012年的产量为3980.9万吨。

四、预测结果分析

根据2011年大庆油田的实际产量可以看出该方法在短期范围内预测的结果十分精确，但是由于三次指数平滑法预测式中有个时间的二次平方项，所以不难看出当t达到一定值时，预算结果会和实际数据产生很大的差异，这样的预测结果误差很大，没有实际意义了，这是该方法的最大缺陷。对此，我们可以通过更新数据重新，重新预测，例如到了2013年，通过增加2011、2012年大庆油田的产量重新计算出a、b、c的值，得出新的预测公式，这样就可以预测2013年和2014年的产量，大大的减小了误差。

领导者可以参考近几年的预测结果，考虑是否通过引进和开发新技术来增加油田的产量；调整油田开发的战略部署和投资规模；寻找海外油田来增加我国的石油储备。

参考文献

[1]连成波，钟建华，蔡福龙，张军涛.油田产量影响因素的灰色关联分析[J].天然气地球科学2012（12）：851-853.

[2]胡毅亭，陈网桦，卫延安.安全系统工程[M].南京大学出版社，2009.

[3]何舒华，何霭琳.指数平滑法初始值计算与平滑系数系数选取的新方法[J].广州大学学报2011（4）：6-10.

作者简介：李环（1990-），男，汉族，安徽含山，重庆科技学院安全工程学院，硕士研究生在读，安全工程（石油与天然气方向）。

杨威（1989年8月），男，汉族，湖北麻城，重庆科技学院安全工程学院，硕士研究生在读，安全工程（石油与天然气方向）。