层次分析法在油井措施评价及规划中的应用

吴世敏，耿 彤，杨小平，高艳芳，顾龚杰，杨 康

(中国石油华北油田公司 工程技术研究院，河北 任丘 062552)

层次分析法在油井措施评价及规划中的应用

吴世敏，耿 彤，杨小平，高艳芳，顾龚杰，杨 康

(中国石油华北油田公司 工程技术研究院，河北 任丘 062552)

针对目前油田油井增产措施评价模式的不足，运用技术经济学原理和AHP层次分析法，增加了现值指数、净现值率动态经济评价指标，从增产效果、盈亏平衡和盈利效率3个层面建立了油井措施综合评价体系。应用该指标体系，对华北油田某区块实施的油井压裂、卡堵水和大修措施进行了综合评价。结果表明，所建立的油井措施综合评价体系对措施的评价更为全面、深入，分析结果符合实际，可为油井措施增产规划结构优化提供较好的参考。

油井；增产措施；综合评价；规划

目前油井措施评价主要有三种基本评价模式，单项指标评价模式角度单一，缺乏科学性；采取2～3个经济指标进行平行评价，忽略了指标间的相对性和相互区别，未能反映措施综合效益；而目前综合评价模式中所建立的综合评价指标体系，权重确定方法和适用范围均不够理想。因此需开展油井措施评价模式新的研究[1-7]。

1 构建评价指标体系

1.1体系构成

根据油田生产实际和措施经济评价特点，为充分反映油田措施增产、盈亏平衡、盈利效率及措施资金的时间价值，应用AHP层次分析法和技术经济学理论[8]，建立了油井措施评价指标体系，体系由1个目的指标层、3个一级指标层及10个二级指标层构成。具体构成见表1。

1.2指标计算

总增油量、单井增油量、有效率、有效期的计算执行相关行业标准。净现值等其它5项指标，按照技术经济学中基本定义[9]，结合油田措施实施特点，确定具体计算方法，见表2。

2 综合评价方法

2.1权重确定

2.1.1 建立判断矩阵

结合专家观点和油田现场的实际经验，采用Saaty提出的1～9标度法[10,11]构造各指标层之间的相对权重判断矩阵A，见公式(1)。

表1 措施评价体系构成表

表2 措施经济评价指标计算公式表

注：P—油价；Qi—年累计增油量；Csi—单井投入；Ni—井次。

其中aij表示第i个指标层里某个指标相对第j个指标的权重值。

(1)

2.1.2 计算权重

采用方根法求出判断矩阵的特征向量，即权重，见公式(2)。

(2)

2.1.3 一致性检验

根据AHP层次分析法，计算判断矩阵的最大特征根λmax、一致性指标CI、一致性比率CR。

经反复迭代计算，得各判断矩阵CR计算结果分别为0.051 7、0.080 8、0.051 8、0.051 7，均满足一致性要求(CR<0.1)。对应权重计算结果见表3。

2.2综合评价指数计算及等级划分

综合效益指数计算见公式(3)。

(3)

在此过程中，还可计算得到增产效果指标、盈亏平衡指标、盈利效率指标对应的三个评价指数，计算方法见公式(4)，其中，B1、B2、B3分别表示增产效果、盈亏平衡、盈利效率等指标。

表3 措施评价指标权重值计算结果表

(4)

上述公式中，I为综合效益指数；i,j为第二层次和第一层次指标序号；Sij为指标无量纲化初值；Mij为二级指标的权重；Wj为一级指标的权重。

综合评价指标的等级划分以历史经验值与实际对应措施效果效益来确定，结果如表4所示。

表4 措施综合评价指标分级表

3 应用

根据所建立的措施评价指标体系和评价方法，对2011—2015年油田的压裂、卡堵水和大修措施进行了不同层次的措施效果效益评价。统计和计算了油田2011—2015年压裂、卡堵水和大修三项重点措施的总井次、总增油量、单井增油量见表5。

表5 三项油井措施历年实施总井次(2011—2015年)

3.1措施评价各项指标数据

压裂、卡堵水和大修三项重点措施的主要增产指标和经济指标计算结果见表6。

表6 各项措施评价指标统计计算结果表(2011—2015年)

3.2措施综合评价

在完成表6各项指标数据无量纲化的基础上，运用所建油井措施综合评价指标体系对2011-2015年华北油田实施的压裂、卡堵水、大修3项措施进行了综合评价计算，结果见表7。

表7 各项措施评价结果表

从表6前3项指标对比排序可以看出，卡堵水、压裂措施增产效果最好，但压裂盈利效率最低；卡堵水措施盈亏平衡和盈利效率均最高。根据综合评价指标值及分级标准，卡堵水措施综合效益较高，但压裂、大修综合效益仅仅只是达标。

据此，为实现“十三五”期间的措施增油提质提效目标，针对油价低位振荡，在措施规划优化计算中，优先保证卡堵水措施规模，其次适当压缩压裂和大修措施规模，并加强压裂和大修技术深度研发以实现单井成本控制，加强措施单井方案论证。

根据上述原则，结合2016年油田油井措施总增油目标由30万t调整到20万t，油井措施规划进行了相应优化调整。从2016年实施情况看，油井压裂措施通过井位、层位优选，相对2015年减少了21井次，通过降低压裂液用量、推广低成本低浓度胍胶压裂液等降本增效手段，平均单井多增油14 t，节约成本总计277.9万元；卡堵水措施单井增油量与单井成本与2015年基本持平；通过对待修井深入分类、筛选，大修措施减少12井次，通过加强修井技术攻关，降低了成本投入。3项重点措施产生了良好的经济效益。

4 结论

经合理的层次划分和科学的权重计算，建立的反映资金时间价值的动静态指标评价体系可从增产效果、盈亏平衡和盈利效率和综合效益方面全面量化反映各种油井措施的效益，可为油井措施规划结构优化提供较好的依据。 对2016年油田重点油井措施规划的优化调整，满足了开发需求，取得了良好经济效益。

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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

华北油田科研项目(华北油田2017年钻采工程生产成效分析及2018年规划部署研究)：2017-HB-C01

2016-12-21

吴世敏(1987-)，男，湖北黄冈人，工程师，硕士，主要从事钻采工程方案与规划研究，E-mail：cyy_wsm@petrochina.com.cn。