篩選評價指標(biāo)的綜合方法(完稿)

1、油田開發(fā)效果綜合評價指標(biāo)篩選的組合方法李 斌1 畢永斌2 潘歡2 樊會蘭2（1中國石油冀東油田公司 2中國石油冀東油田公司勘探開發(fā)研究院）摘要 隨著油田開發(fā)工程的發(fā)展，需要改變過去對油田開發(fā)效果單一評價及確定評價指標(biāo)憑經(jīng)驗的狀況，必須要進(jìn)行綜合評價。而篩選評價指標(biāo)又是進(jìn)行綜合評價的前提。篩選的正確與否，關(guān)系到評價結(jié)果的可靠與可信。在簡單分析了篩選方法的利弊后，采用簡化的專家一次打分法、比重法和聚類分析法的組合方法。組合篩選方法將定性與定量指標(biāo)相結(jié)合，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等方面指標(biāo)相結(jié)合，從系統(tǒng)論的整體性出發(fā)，在影響油田開發(fā)效果的因素中優(yōu)化篩選出具有代表性、獨(dú)立性，并能反映評價油田開發(fā)效果指標(biāo)，避免

2、了因量綱、單位、數(shù)值量級的不同，而造成的篩選前需進(jìn)行評價指標(biāo)一致化與無因次化處理，降低了計算量，提高了工作效率，簡單便捷。從篩選評價指標(biāo)兩種方法的結(jié)果看，應(yīng)該說是可行的。 關(guān)鍵詞 油田開發(fā) 影響因素 篩選指標(biāo) 綜合評價 組合方法 The combination method of screening in comprehensive evaluation index of Oilfield development effectLI Bin Biyongbin panhuanjidong oilfield company of CNPC Abstract: It is necessary to

3、carry out comprehensive evaluation and need to change the past in oilfield exploitation effect a single evaluation and the evaluation indexes of the situation with experience along with the development of oilfield development project. Screening evaluation index is the premise of the comprehensive ev

4、aluation. The screening of the correct or not, related to the evaluation results reliable and credible.Use combination method of simplified experts a scoring method, method of specific gravity and Clustering analysis after analyzes the advantages and disadvantages of screening method. Combination sc

5、reening method combined the qualitative and quantitative and combined with technology, economy, management and so on various index, From the viewpoint of the integrity of the system theory, optimization Selected representative, independence, and can reflect the evaluation index of oilfield developme

6、nt effect from Influence factors of oilfield development effect,It avoids uniformization and non-dimensional processing because of the different of Dimension, unit, orders of magnitude different. It reduces the computational complexity, improve work efficiency, simple and convenient.It is feasible f

7、rom the results of the two methods screening evaluation index.Key words: oilfield development; influence factors; screening index; comprehensive evaluation; combination method綜合評價是日常生活中經(jīng)常遇到的問題，它已滲透到政治、經(jīng)濟(jì)、軍事、文化、體育、醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)域，涉及到統(tǒng)計學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)、計算機(jī)學(xué)等諸多學(xué)科，逐步形成一個多學(xué)科交叉的新領(lǐng)域。評價方法也不斷發(fā)展，愈來愈豐富。由單指標(biāo)向多指標(biāo)、由定性向定量

8、、由傳統(tǒng)方法向多元統(tǒng)計、運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、信息論、灰色理論等方面發(fā)展。 所謂綜合評價(Comprehensive evaluation,CE)簡單的說就是運(yùn)用科學(xué)的方法從不同側(cè)面對評價對象進(jìn)行整體性評價。CE方法大致分為九類：定性評價法、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析法、多屬性決策法、運(yùn)籌學(xué)法、統(tǒng)計分析法、系統(tǒng)工程法、模糊數(shù)學(xué)法、對話式評價法、智能化評價法等。但這些方法仍存在著多方法評價結(jié)論的非一致性、評價方法的適應(yīng)性限制、理論研究與實際應(yīng)用脫節(jié)等問題1。CE體系的基本要素應(yīng)包含評價人員、評價對象、評價原則、評價目的、評價指標(biāo)、評價模型、評價環(huán)境（含上級要求、政策變化、設(shè)備支持系統(tǒng)等），它們有機(jī)組合，構(gòu)成了一個

9、CE系統(tǒng)。然而，這種有機(jī)組合當(dāng)前仍有一定難度，因此，今后CE的研究方向應(yīng)是多評價方法集成，并綜合評價對象集、評價目標(biāo)集、評價人員集、評價方法及與其他先進(jìn)技術(shù)于一體2，形成“人機(jī)評價對象評價方法”一體化評價模式。 各種評價在石油工業(yè)的勘探、開發(fā)、運(yùn)輸、煉制等亦廣泛應(yīng)用。然而，這種“評價”并未體現(xiàn)系統(tǒng)的整體性。油田開發(fā)效果是需要評價或評估的，但以往的評價往往是單項的，或側(cè)重于油藏工程、或側(cè)重于鉆采工程、或側(cè)重于經(jīng)濟(jì)評價、或側(cè)重于油藏管理等，而且這些評價或寓于開發(fā)方案編制中，或寓于油藏動態(tài)分析中，或寓于規(guī)劃計劃中，等等，很少進(jìn)行從整體性出發(fā)的油田開發(fā)效果綜合評價。有些研究雖然提到“綜合評價”3,4,

10、5，但從文中評價指標(biāo)看仍是純技術(shù)性指標(biāo)。那么，要進(jìn)行綜合評價，就要建立評價體系，其中有一個必不可少的步驟是評價指標(biāo)的篩選、優(yōu)化。1. 影響油田開發(fā)效果的因素油（氣）田開發(fā)系統(tǒng)是開放的灰色的復(fù)雜巨系統(tǒng)。油（氣）田開發(fā)系統(tǒng)是由自然界自行組織與人為構(gòu)筑相結(jié)合的共建系統(tǒng)，是一個復(fù)合系統(tǒng)3，它具有社會性與自然性的二重特性4。因此，在設(shè)計評價系統(tǒng)時，就應(yīng)從整體性、綜合性、系統(tǒng)性考慮，進(jìn)行油田開發(fā)效果的綜合評價。CE具有多層次、多評價對象、多方案、多開發(fā)階段的特點(diǎn)。從油田開發(fā)系統(tǒng)論的整體性和二重性出發(fā)，可影響開發(fā)效果的技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)數(shù)十個之多，粗略統(tǒng)計大約有開發(fā)地質(zhì)、油藏工程、鉆采工程、開發(fā)管理、開

11、發(fā)經(jīng)濟(jì)等類，其中部分因素如圖1所示。這些因素仍可繼續(xù)分為更多低層次因素，充分體現(xiàn)了油田開發(fā)系統(tǒng)的層次性、動態(tài)性、系統(tǒng)性、開放性。同時各因素間具有相互聯(lián)系、相互約束的特性。圖1 影響油田開發(fā)效果因素圖Figure 1 factor map of affect oil field development effect 2.評價指標(biāo)篩選方法的問題圖1列出的影響因素有的具有相關(guān)性，有的具有相似性，它們不可能都是反映油田開發(fā)效果的指標(biāo)，因此不可能也沒必要全選為評價指標(biāo)。過去有相當(dāng)多的人篩選指標(biāo)往往是經(jīng)驗性的，很少按照科學(xué)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行篩選。在數(shù)學(xué)方法中，專家評選法、最小均方差法、極大極小離差法、相關(guān)系數(shù)

12、法、回歸分析法、主成分分析法、因子分析法、對應(yīng)分析法、聚類分析法等都可以作為篩選方法。由于這些被篩選指標(biāo)具有不同特性與要求，有些指標(biāo)如油藏類型、構(gòu)造復(fù)雜程度、地層能量保持水平、水驅(qū)油狀況、健康安全環(huán)保等基本上是定性類的指標(biāo)，而定性類的指標(biāo)往往帶有一定的模糊性或者灰性。有些指標(biāo)如儲量控制程度、儲量動用程度、地質(zhì)儲量采出程度、剩余可采儲量采出程度、月平均產(chǎn)量、年累積產(chǎn)油量、最終采收率、凈現(xiàn)值等，期望它們的取值越大越好，稱之為極大型指標(biāo)；有些指標(biāo)如自然遞減率、綜合遞減率、綜合含水、含水上升率、采油成本、投資回收期等，期望它們的取值越小越好，稱之為極小型指標(biāo)；有些指標(biāo)如地質(zhì)儲量采油速度、剩余可采儲量采

13、油速度、地層能量保持水平、注采比、井網(wǎng)密度、儲采比等，既不期望其值越大，也不期望其值越小，而是期望它們的取值能在某一范圍內(nèi)，稱之為區(qū)間型指標(biāo)。它們不僅有量綱、單位的不同，而且有時數(shù)值的數(shù)量級也相差很大。因而，在篩選評價指標(biāo)前必需進(jìn)行評價指標(biāo)一致化、無因次化處理。只有進(jìn)行了科學(xué)的技術(shù)處理以后使用，才能使CE的結(jié)果不被歪曲或失真。但是，一是這些被篩選指標(biāo)的不確定性和動態(tài)變化特征，使評價指標(biāo)一致化、無因次化處理增加了難度；二是初選指標(biāo)往往很多，處理工作量很大；三是這些篩選方法本身也存在不足與局限性，而且大部分方法又相對復(fù)雜，限制了方法的使用。如專家評選法、專家調(diào)研法、專家打分法、德爾菲法等其實質(zhì)上是

14、一樣的，基本上都是向?qū)＜野l(fā)函、征求意見的調(diào)研方法。評價者可根據(jù)評價目的的要求、評價對象的特征，在設(shè)計的調(diào)查表在列出若干評價指標(biāo)，分別征詢專家的意見，將征詢結(jié)果進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計處理，并反饋給專家，經(jīng)多次征詢，若意見比較集中則將這些指標(biāo)再次反饋給專家，最后確定評價指標(biāo)。這些方法實際是一種定性方法，除了主觀性較強(qiáng)、評價結(jié)論難收斂外，還存在需多次反復(fù)，實際操作難度大，僅能用于靜態(tài)評價等問題。而最小均方差法、極大極小離差法、相關(guān)系數(shù)法、聚類分析法等其他方法多屬于統(tǒng)計分析方法，需要統(tǒng)計大量的數(shù)據(jù)，限制了它的適用性。因此，為了揚(yáng)長避短、方便快捷、適用有效，采取多方法的組合，并加以改進(jìn)，形成了一種新的綜合方法。

15、3.組合篩選方法 篩選時應(yīng)遵循少而精、科學(xué)性、可行性、經(jīng)濟(jì)性等（其中可行性主要體現(xiàn)可操作性、可比性、指標(biāo)可量化性與普適性等技術(shù)性指標(biāo)）原則，并從系統(tǒng)論的整體性出發(fā)，優(yōu)化篩選出具有代表性、獨(dú)立性，并能反映油田開發(fā)效果的指標(biāo)體系。組合篩選方法主要采用定性與定量相結(jié)合，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、管理等方面指標(biāo)相結(jié)合的方法。將圖1影響油田開發(fā)效果的因素設(shè)計為調(diào)查表，進(jìn)行初選。此時，篩選對象眾多，存在處理難度大、工作量大、單方法局限性等問題，為了在篩選指標(biāo)時避免這些問題，采用將影響因素劃分為5類即開發(fā)地質(zhì)、油藏工程、鉆采工程、開發(fā)管理（分為2組）、開發(fā)經(jīng)濟(jì)，便于油田開發(fā)專家一次分類打分法。專家僅對具體指標(biāo)進(jìn)行打分，不

16、涉及具體指標(biāo)的量綱、單位、數(shù)值等，也不需要反復(fù)多次 。在此基礎(chǔ)上，再采用比重法與聚類分析法進(jìn)行篩選計算。故本文的方法是簡化的專家打分法、比重法與聚類分析法的優(yōu)化組合。設(shè)n個油田開發(fā)專家，p個評價指標(biāo)，構(gòu)成矩陣 （1）確定專家加權(quán)系數(shù) 由于油田開發(fā)專家的綜合能力的差異，則賦予相應(yīng)的加權(quán)系數(shù)。所謂綜合能力,指觀察能力、實踐能力、思維能力、整合能力和交流（包括文字、語言、網(wǎng)絡(luò)交流）能力，是對人們的德、智、體各方面的素質(zhì)進(jìn)行的評估和檢測。但這種綜合能力難以量化。筆者認(rèn)為，在科技計算中應(yīng)僅從技術(shù)角度考慮，綜合能力可以工作經(jīng)驗、技術(shù)職稱、最終學(xué)歷、科學(xué)技術(shù)水平四方面體現(xiàn)，其中工作經(jīng)驗以工作年限N表示，科學(xué)

17、技術(shù)水平以獲各級別獎為準(zhǔn)，雖然不能完全體現(xiàn)其能力，但便于量化且一目了然。因此，對工作經(jīng)驗、技術(shù)職稱、最終學(xué)歷、科學(xué)技術(shù)水平4方面賦予能表示其相對強(qiáng)弱的數(shù)值，以便考核某專家的綜合能力。其標(biāo)準(zhǔn)如表1.表1 專家綜合能力評估指標(biāo)表 Table1 index table of experts comprehensive ability evaluation index table指標(biāo)工作經(jīng)驗技術(shù)職稱最終學(xué)歷科學(xué)技術(shù)水平N30年20N30 年10N20年教授高級工程師工程師博士碩士學(xué)士獲國家級獎獲省部級獎獲局級 獎標(biāo)準(zhǔn)321321321321計算加權(quán)系數(shù)： （2）構(gòu)建權(quán)矩陣A （3） 分別計算列和與總和

18、計算比重 (4)進(jìn)行給定置信水平（）的聚類分析 在油田開發(fā)各指標(biāo)中，有相當(dāng)多的指標(biāo)間關(guān)系是模糊關(guān)系，因此，可利用模糊分類法對進(jìn)行分類。將（4）式的計算結(jié)果按大小排序，給定置信水平（）后，使 進(jìn)行聚類。此處簡化了建立各指標(biāo)間模糊關(guān)系與經(jīng)多次合成運(yùn)算求對應(yīng)的模糊等價關(guān)系等步驟。若分類計算篩選評價指標(biāo)，則采用 （5）4.方法應(yīng)用4.1整體計算設(shè) 油藏類型（x1）、油藏物性（x2）、流體性質(zhì)（x3）、構(gòu)造復(fù)雜程度（x4）、儲量豐度（x5）、綜合含水（x6）、單井控制地質(zhì)儲量（x7）、儲量動用程度(x8)、剩余可采儲量變化率(x9)、油水分布或剩余油分布(x10)、地質(zhì)儲量采油速度(x11)、剩余可采儲

19、量采油速度(x12)、地層能量保持水平(x13)、水驅(qū)油狀況(x14)、鉆井成功率(x15)、措施有效率 (x16)、機(jī)采系統(tǒng)效率(x17)、 完井方式(x18)、自然遞減率(x19)、綜合遞減率(x20)、含水上升率(x21)、 最終采收率(x22)、地質(zhì)儲量采出程度(x23)、剩余可采儲量采出程度(x24) 、季平均產(chǎn)量(x25)、累積產(chǎn)油量(x26)、注采比(x27)、儲采比(x28)、儲量替換率(x29)、 水平井與直井井?dāng)?shù)比(x30)、井網(wǎng)密度(x31)、井網(wǎng)形式(x32)、開發(fā)管理方法與政策(x33)、油水井綜合時率(x34)、健康安全環(huán)保(x35)、采油成本(x36)、凈現(xiàn)值(x

20、37)、內(nèi)部收益率(x38)、產(chǎn)出投入比(x39)、投資回收期(x40)、百萬噸產(chǎn)能投資(x41)。本次特請6位油田開發(fā)專家給初選指標(biāo)打分，打分結(jié)果見表2計算專家加權(quán)值 按（2）式計算，得表2 專家一次打分表 Table 2 the table of experts a scoring類別開發(fā)地質(zhì)類油藏工程類鉆采工程類1 組指標(biāo)x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10x11x12x13x14x15x16x17x18x19x20x21專家18668881010010101088106801068專家24635008800800010406858專家3868.59.589.58.58.5698.

21、88.868.595608.569專家4850957770588778000878專家555331010101035221582205310專家6864888101065995587305910類別開發(fā)管理類開發(fā)經(jīng)濟(jì)類2 組指標(biāo)x22x23x24x25x26x27x28x29x30x31x32x33x34x35x36x37x38x39x40x41專家1100000810088108105881001010專家277608000005700608770專家39.58.58.5555666.5777.56.5666686.57專家487009000070000088770專家58810326521

22、628115385410專家698808008087895799989計算列和、總和與比重，計算結(jié)果見表3表3 各指標(biāo)比重值按大小排序表 Table 3 sort table by size of Each index proportion value指標(biāo)x15x8x21x22x38x11x19x40x4x33x1數(shù)值0.04640.04490.04320.04250.04060.03920.03730.03480.03320.03110.0310指標(biāo)x6x20x23x5x12x2x39x36x7x31x32數(shù)值0.02970.02730.02720.02670.02630.02560.025

23、40.02500.02420.02420.0242指標(biāo)x24x41x37x14x10x26x3x16x13x9x29數(shù)值0.02360.02290.02260.02220.02130.02060.01800.01750.01670.01550.0151指標(biāo)x34x35x17x28x27x30x25x18數(shù)值0.01210.01160.01050.00990.00960.00750.00740.0056聚類分析在0.0,0.5區(qū)間內(nèi)，設(shè)分別等于0.4,0.3 0.2。當(dāng)時，可將x15、x8、x21、x22、x38即鉆井成功率、儲量動用程度、含水上升率、最終采收率、內(nèi)部收益率分為一類；當(dāng)時，可將x

24、11、x19、x40、x4、x33、x1即地質(zhì)儲量采油速度、自然遞減率、投資回收期、構(gòu)造復(fù)雜程度、開發(fā)管理方法與政策、油藏類型分為一類；當(dāng)時，可將x6、x20、x23、x5、x12、x2、x39、x36、x7、x31、x32、x24、x41、x37、x14、x10、x26即綜合含水、綜合遞減率、地質(zhì)儲量采出程度、儲量豐度、剩余可采儲量采油速度、油藏物性、產(chǎn)出投入比、采油成本、單井控制地質(zhì)儲量、井網(wǎng)密度、井網(wǎng)形式、剩余可采儲量采出程度、百萬噸產(chǎn)能投資、凈現(xiàn)值、水驅(qū)油狀況、油水分布或剩余油分布、累積產(chǎn)油量分為一類；余者另分為一類（圖2）。 圖2 篩選評價指標(biāo)聚類譜系圖Figure 2 cluste

25、r dendritic diagram of screening evaluation index 4.2分類計算4.2.1開發(fā)地質(zhì)類設(shè) 油藏類型（x1）、油藏物性（x2）、流體性質(zhì)（x3）、構(gòu)造復(fù)雜程度（x4）、儲量豐度（x5）、綜合含水（x6）、單井控制地質(zhì)儲量（x7），專家打分組成下列矩陣計算專家加權(quán)值 ，同上。計算列和與總和=5.7382，4.7367，3.3299，6.1583，4.9422，5.4999， 4.4806 =34.8858計算比重按（4）計算 取最大值，若取，則=0.1654 0.1765即開發(fā)地質(zhì)類篩選的評價指標(biāo)為油藏類型（x1）、構(gòu)造復(fù)雜程度（x4）。油藏工程類、

26、鉆采工程類、開發(fā)管理類、開發(fā)經(jīng)濟(jì)類計算方法與步驟同4.2.1，不再重復(fù)。4.2.2分類篩選結(jié)果分類篩選評價指標(biāo)結(jié)果為油藏類型、構(gòu)造復(fù)雜程度、儲量動用程度、地質(zhì)儲量采油速度、鉆井成功率、措施有效率、含水上升率、最終采收率、自然遞減率、開發(fā)管理方法與政策、綜合遞減率、地質(zhì)儲量采出程度、內(nèi)部收益率、投資回收期。4.3兩種分類方法比較兩種篩選結(jié)果見表4.表4 兩種分類方法比較表 Table 4 comparative statement of two classification method相 同相異整體篩選油藏類型構(gòu)造復(fù)雜程度儲量動用程度地質(zhì)儲量采油速度鉆井成功率含水上升率最終采收率自然遞減率綜合遞減率開發(fā)管理方法與政策地質(zhì)儲量采出程度內(nèi)部收益率投資回收期綜合含水分類篩選油藏類型構(gòu)造復(fù)雜程度儲量動用程度地質(zhì)儲量采油速度鉆井成功率含水上升率最終采收率自然遞減率綜合遞減率開發(fā)管理方法與政策地質(zhì)儲量采出程度內(nèi)部收益率投資回收期措施有效率從表4 可看出，兩種方法均篩選14個評價指標(biāo)，其中有13個相同，說明兩種篩選方法均可用。 評價指標(biāo)是CE的基礎(chǔ)。確定評價指標(biāo)必須與評價目的、評價對象相一致，評價目的不同，所需的評價指標(biāo)也不一樣。評價指標(biāo)不宜太多，太多不僅增大工作量，而且也可能增加指標(biāo)間的相互影