模糊综合评价法在油田地面生产设施评价中的应用研究

郝帅

摘 要 如何評价进入开发后期的油田地面生产设施是否满足油田生产连续、稳定、安全、经济的要求，对油田的生产运营与投资有重要作用。本文介绍了模糊综合评价法在进行这类综合评价时的建模方法，为油田的评价工作提供理论参考。

关键词 地面生产设施;模糊评价法

引言

中国在1993年成为石油净进口国，并在2019年超越美国成为全球原油进口量最高的国家。面对国内快速增长的石油消费需求和自身石油资源有限的巨大矛盾，中国的石油企业在国家 “走出去”战略号召下，积极参与国际市场，尝试利用海外资源来保障国家能源安全和经济稳定。出于对风险和自身优势等因素的考虑，中国企业在进军海外市场时，往往选择采用并购和投资的方式，选择一些成熟的项目来达到快速增产的目的。而进入开发后期的油田面临产量递减、含水量升高等问题，导致油田初期建设的地面生产设施无法达到设计工况，对系统的安全性、经济性都有重大影响[1]。因此，如何建立一套油田地面生产设施的评价方法，找出系统的薄弱环节，无论对投资决策还是生产运营都有重要意义。

1模糊评价法描述

油田地面生产系统作为连接油井和下游炼厂的重要环节，负责原油的收集、处理、储存、计量和外输等多个任务，通常包括井场到处理站的管汇系统、处理站的工艺系统和辅助系统、储存系统和外输系统。随着油田进入开发后期，采出水量剧增，现有的水处理设施可能难以满足要求，或外输量降低导致外输泵持续在低流量运行，功耗增加、振动加剧等。

采用单一指标可以作为判断某个设备的不合格依据，却很难反映该设备的整体情况。而油田地面生产系统，作为一个包含多个专业和大型设备的复杂系统，每套设备作用不同且适用的评价指标也不同，仅靠某个单一指标更难以判断。

1965年， L.A.Zadech发表了关于模糊集合的论文，是用来描述客观事物的模糊性质。复杂系统存在诸多变量、无线性规律可循并且具有瞬时性等特点，很难精确定量地描述复杂系统的信息与规律。而模糊理论采用新颖、简便的方法对复杂系统做出符合实际的描述。

接下来本文将以评价中东某油田地面生产设施为例，对模糊评价法的对每个步骤进行分析。

2评价指标的确定

本文对地面设施评价时采取以下三类指标：①性能指标：分析当前设备产品指标是否满足生产需求，其中可包括多项技术指标;②安全指标：包括设备的故障率和是否在安全区间运行等;③经济指标：包括设备的能耗以及维护费。三类指标分别代表了油田生产过程中产品合格、安全稳定以及降低操作成本的要求。以中东某油田中心处理站工艺系统为例，该处理站采用三级分离、正压闪蒸工艺来达到原油外输指标。因此，在评价时性能时选用外输原油合格天数与全年生产天数的比值;在评价安全性指标时，选用设备故障停机天数与全年生产天数的比值，或直接选择高地液位报警的次数;在评价经济性指标时，采用维护费用以及闪蒸塔的燃料消耗量。这些指标均为量化指标，简单直接，易于分析也尽量避免了主观干扰。

3评价等级与隶属函数的确立

评价等级一般选择4～9个，一般选择分为5级。考虑到油田地面设施的复杂性，不同指标所反映的设备性能状态、安全隐患以及经济性的好坏通常受油田当地环境、操作员的经验以及地面设施整体设计和运营水平相关。不同专业的专家及操作员、技术员、安全员由于经验和专业方向不同，对同一指标的偏好往往存在较大差异。隶属函数的选择应当充分考虑这些意见。

本文建议采用文献[2]中的二元对比排序法，邀请多位专家形成一个委员会，从各自专业出发对一指标进行评级，再将这些评级进行二元对比排序，可以较好地结合油田生产操作的综合经验与设备相关的专业知识。

4权重的确定

主要分为主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法几类，常见的有直接判定法、层次分析法、主成分分析法、熵权法等。熵权法能反映指标信息熵的有效价值，所得出的权重结果具有较高的可信度，在科学技术、信息管理等诸多领域广泛应用。连续稳定运行是生产设施的主要目标，因此本文推荐采用熵权法明确反映指标中的异常值和波动程度。根据各指标的信息熵计算各自的熵权重：

5模糊算子的确定

常用的模型有取大取小，相乘取大，相乘相加，加权平均等，为了综合考虑油田地面生产设施的多方面指标，本文根据文献[2]建议选择加权平均模型。

根据加权平均算子计算出的结果基于隶属度和权重系数的综合数值，能充分地保留原始和过程数据，避免信息的丢失，使评价结果更为直观、可靠。

6结束语

考虑到油田地面生产系统的复杂性，判断单一设备或成套设备是否满足油田生产现状及是否需要优化这类问题时，除涉及大量设备专业知识外，往往还依赖多年的操作、维修经验，还要考虑到多方面的评价指标，因此往往比较困难。随着油田进入开发生产后期，如何评价设备是否能够满足工况变化的需求对油田的生产运营与投资都有重要意义。本文选取了油田地面设施的模糊评价模型进行油田地面设施评价的方法，为投资和生产优化奠定了基础。

参考文献

[1] 刘晓东.克拉美丽气田集输工艺适应性分析与研究[D].成都：西南石油大学， 2010.

[2] 李新德，张紫悦.改进的模糊综合评价法对洺关水质的评价研究[J].水利科技与经济，2019，25（9）：1-5.