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文章编号：1000 − 7393(2022)06 − 0752 − 06 DOI: 10.13639/j.odpt.2022.06.014水驱老井转CCUS 注入井风险评价方法刘向斌1,2 黄伟明1,2 马文海1,2 王清铎1,2 徐广云1,2 张晓川1,2 安志波1,21. 中国石油大庆油田有限责任公司采油工程研究院；2. 黑龙江省油气藏增产增注重点实验室引用格式：刘向斌，黄伟明，马文海，王清铎，徐广云，张晓川，安志波. 水驱老井转CCUS 注入井风险评价方法［J ］. 石油钻采工艺，2022，44（6）：752-757.摘要： 针对大庆敖南油田碳捕获、利用与封存(CCUS)试验区水驱老井转CO 2注入井井筒密封性失效风险高的问题，开展了井筒完整性评价研究。
通过试验区老井井况分析，确定了井筒完整性评价技术体系，采用层次分析法确定指标权重。
针对以往完整性评价过程对于单一指标评价依靠专家经验法的不足，创新采用数值模拟分析方法，给出了套管及水泥环等单因素风险评价指标确定原则，采用模糊综合评价方法建立了水驱老井转CO 2注入井风险量化分级方法。
结果表明：试验区361口注水井中等风险以上井占比41%，需要立即治理或报废处理；对低风险井进一步查套分析，加强监控。
建议在国内各大CCUS 试验区推广应用注入井风险评价方法及管理理念，为水驱老井的安全运行提供保障。
关键词：CCUS ；CO 2注入井；井筒完整性；模糊综合评价中图分类号：TE357.7 文献标识码： ARisk evaluation method for converting previous water injection wells to CCUS injection wellsLIU Xiangbin 1,2, HUANG Weiming 1,2, MA Wenhai 1,2, WANG Qingduo 1,2, XU Guangyun 1,2, ZHANG Xiaochuan 1,2, AN Zhibo 1,21. Oil Production Engineering Research Institute , PetroChina Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163453, Heilongjiang , China ;2. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Stimulation , Daqing 163453, Heilongjiang , ChinaCitation: LIU Xiangbin, HUANG Weiming, MA Wenhai, WANG Qingduo, XU Guangyun, ZHANG Xiaochuan, AN Zhibo.Risk evaluation method for converting previous water injection wells to CCUS injection wells ［J ］. Oil Drilling & Production Technology, 2022, 44(6): 752-757.Abstract: The evaluation and analysis of well integrity were performed, considering the high risks of well sealing failure during the conversion of previous water injection wells to CO 2 injection wells in the carbon capture, utilization and storage (CCUS) testing area of the Aonan oilfield, Daqing. Based on the analysis of conditions of existing water injection wells, the technical system of the well integrity evaluation was built, and the weights of indexes were determined via the analytical hierarchy process. Given that in the previous well integrity evaluation, the assessment of each index is solely based on the expert survey, an innovative numerical simulation approach was developed, and the determination principles for the single-factor risk evaluation index, such as casing and cement sheath, were clarified. Furthermore, the quantitative risk ranking method was proposed for the conversion of water injection wells to CO 2 injection wells. This research showed that among 361 injection wells of the testing area, wells with medium risks and above account for 41%, requiring immediate treatment or abandonment; for wells with low risks, the casing should be inspected and monitoring should be strengthened. It is suggested that the risk evaluation method and management strategy should be promoted across基金项目: 黑龙江省博士后资助项目“碳中和、碳达峰−−二氧化碳驱油埋存关键采油技术研究”(编号：LBH-Z21126)；中国石油重大科技专项“二氧化碳规模化捕集、驱油与埋存全产业链关键技术研究及示范”(编号：2021ZZ01)。
盖挖逆作法钢管立柱精准定位施工工法一、前言钢管立柱精准定位施工工法是一种盖挖逆作法的施工方式，它通过采用特殊的技术措施和机具设备，能够在施工过程中实现精准的钢管立柱定位，有效提高施工效率和质量。
本文将介绍该工法的工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施和经济技术分析，并给出一个工程实例。
二、工法特点1. 精准定位：该工法结合了盖挖逆作法，能够在复杂地质和场地条件下实现精准的钢管立柱定位，保证了施工的准确性和稳定性。
2. 施工效率高：采用机械化施工，能够快速完成整个施工过程，大大提高了施工效率。
3. 施工质量好：通过严格的质量控制和安全措施，保证了施工质量的达到设计要求。
4. 经济实用：该工法能够减少人工操作，降低施工成本，提高资源利用效率。
三、适应范围该工法适用于各种地质和场地条件下的钢管立柱施工，包括各类建筑、桥梁、水利工程等。
四、工艺原理1. 施工工法与实际工程之间的联系：该工法采用盖挖逆作法，通过在地面进行挖掘开挖井壁后，将钢管立柱立在开挖井壁中。
2. 采取的技术措施：施工过程中使用定位距离测量仪器对钢管立柱的位置进行测量，确保准确的定位；采用盖挖逆作法，保证了施工的稳定性。
五、施工工艺1. 钢管制作：根据设计要求，制作具有一定强度和承载能力的钢管。
2. 安装定位测量装置：在施工现场安装定位距离测量仪器，用于测量钢管的位置。
3. 开挖井壁：根据设计要求，在地面进行开挖井壁，确保井壁的稳定性。
4. 定位：使用定位距离测量仪器对地面进行测量，并根据测量结果准确地将钢管定位于井壁中。
5. 填充固定：在井壁中对钢管进行填充和固定，确保钢管的稳定性和安全性。
六、劳动组织根据实际施工情况，合理组织劳动力和协调各个施工环节。
七、机具设备1. 定位距离测量仪器：用于测量钢管的位置。
2. 挖掘机：用于开挖井壁。
3. 抓斗：用于填充井壁和固定钢管。
八、质量控制1. 施工前的准备工作：控制钢管的强度和质量。
论变权模糊综合评判优选采矿方法【摘要】矿山的开采方法是一个典型的模糊决策过程，其中涉及较多的影响因素。
本文通过层次分析法确定权向量，并提出了变权法进行开采方法选择。
【关键词】模糊；采矿方法；变权引言对于一些开采技术条件复杂的矿山，我们选择开采方法，采用通常的技术经济评价法时优劣程度显得并不明显，这些传统的开采方法就很难选择。
模糊数学在我国的快速发展和普及，使得模糊综合评价方法在矿山开采中得到十分广泛的应用，模糊评价法较于技术经济评价法的判断更加全面和科学。
本文通过模糊综合评价法和层次分析法来合理的选择采矿方法，并通过变权法使得采矿方案的选择更加完善合理。
1、模糊数学在优选采矿的应用和优势1.1 模糊数学的简介模糊数学如同大多数新学科一样，有着发展的客观必然性。
最早提出了模糊现象的概念是控制论专家查德。
查德认为应该采用模糊集合来表示模糊概念，并从量上来描述模糊现象，奠定了模糊现象的基本理论，让数学在模糊现象领域有着自己的一席之地，并广泛的应用到其他的实用领域。
近年来综合评价优选采矿方法是采矿工作者把模糊数学运用于开采的一种尝试。
相较于传统的开采方法，其显得更加全面、科学。
它进行定性分析并采用定量计算，通过多种计算机方法，使得模糊综合评价法在煤矿开采中更加科学和现代。
1.2 模糊数学的优势采矿方案的选择是一类典型的多目标决策问题，众所周知，影响采矿方案选择的因素很多[1]，如生产能力、地质条件、赋存状况、岩土物理力学性质、矿井价值等。
这些影响因素往往是模糊的，在模糊数学领域被称为“模糊目标”或者“模糊约束”。
合理地采矿方法也影响着开采安全、规模、开采的经济性、资源的投资回报、开采成本和劳动生产率等技术经济指标。
所以说，煤矿开采方法选择是一个典型模糊决策问题。
模糊评价的优势主要为以下几点：a、计算无量纲化。
模糊数学在开采方法选择时对有量纲的技术经济指标进行无量纲化处理，无量纲化后，消除了因素指标不同带来的影响[2]。
矿业工程黄 金ＧＯＬＤ２０２３年第６期／第４４卷基于层次分析和模糊数学综合判定的某金矿采矿方法优选收稿日期：２０２３－０１－１０；修回日期：２０２３－０３－１８作者简介：王梓安（１９８８—），男，工程师，硕士，从事采矿工程和安全技术管理方面的研究工作；Ｅ ｍａｉｌ：ｖｉｃ．ｗａｎｇ＠ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌｇｏｌｄ．ｃｏｍ王梓安（紫金矿业集团股份有限公司）摘要：为解决某金矿缓倾斜复杂多变薄矿体开采问题，在采矿方法初选的基础上，综合运用层次分析和模糊数学综合判定的方法，对所选５种采矿方法的安全性、通风条件、机械化程度、采切比、采场生产能力、矿石贫化率、采矿损失率与工艺复杂程度等８个指标进行定性与定量的权重计算确定最优方案。
最终优选的采矿方案经现场工业试验验证，采场技术经济指标均有较大提升。
现场试验结果进一步验证了层次分析和模糊数学综合判定方法对采矿方法优选具有工程的可行性和有效性。
关键词：缓倾斜薄矿体；层次分析；模糊综合评判；采矿方法；安全高效开采 中图分类号：ＴＤ８５３．２ 文章编号：１００１－１２７７（２０２３）０６－００２４－０６文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１１７９２／ｈｊ２０２３０６０６ 采矿方法的选择是一个典型的模糊决策问题，影响因素很多且具有模糊性［１－３］，如安全性、工艺复杂程度等，不能定量的表达其优劣性，需要综合运用模糊数学，将定性的指标构造相应的层次结构模型计算其权重值。
最终运用模糊数学综合评判法对采矿方法进行优选，使方案的选择更加科学、合理、可靠［４－６］。
１ 工程背景某矿山矿床产于色洛河岩群内，矿体主要位于中部岩性段的底部，其他部位的矿体极少，且规模很小。
矿体严格受韧性剪切带构造控制，走向近南北，倾向东，倾角１５°～４３°，矿化带总体长度１０００ｍ，宽度最宽５０ｍ。
矿体总体走向近南北，倾向东，倾角３０°，０勘探线以北的浅部矿体倾角稍陡，倾角一般为３５°～４０°，矿体的赋存标高为６４６～－２０ｍ。
生产与措施管柱的模糊数学优选方法刘 斌,石玉民,赵 薇(中国石油大学,北京100000)[摘 要] 针对选取最优化管柱存在困难,本文综合应用层次分析与模糊数学方法对各类生产与措施管柱进行了因素分析,最后得到管柱的综合评价,根据综合评价结果确定管柱排序优选,并给出压裂管柱模糊评价实例分析。
实例分析表明,该方法用于管柱因素分析、总结评价管柱是正确可行的,因而具有较好的应用推广价值。
[关键词] 管柱优选;层次分析;模糊判断[中图分类号] O159 [文献标识码] A [文章编号] 1009 301X(2008)04 0070 03引 言目前,随着井下工具结构、材料以及管柱力学技术的发展,管柱技术取得长足的进步,在种类上日趋齐全,性能上日益完善。
同时,各油田针对本油田的油藏地质情况,发展并借鉴其他油田甚至是国外的管柱技术,逐步形成了自己独特的、成熟的系列化生产与措施管柱,为本油田夺油上产发挥着重要的作用。
由于管柱的性能以及其适应性各不相同,在管柱选用上存在一个管柱优选问题,针对不同的油藏、不同的井况选用何种管柱,这就必须对同类管柱进行评价,进行这方面的研究,对管柱的应用有重大的实际价值和理论意义。
管柱的选取具有模糊性和不确定性,这就增加了总结其相关经验的难度,可用模糊综合评判法来进行研究,它自身的模糊性和不确定性增加了管柱选取的难度,本文将综合运用模糊数学的方法,进行生产与措施管柱优选的因素分析。
1 管柱优选模糊综合评价分析1.1 确定评价参数根据管柱实际应用情况,选择管柱的性能、工艺、井况、油气藏适应性作为管柱的一级评价因素,最大井深、最大耐温、最大耐压作为管柱性能的二级评价因素。
1.2 确定各参数的隶属度函数待评价的事物称为样本,令R为n个样本的样本集,记为:R=|r1,r2, rn|。
假设每个样本r都有m个因素,各因素的取值为:r i=r1i,r2i, r mi。
根据现场管柱应用情况统计作出因素的隶属函数曲线,对判断结果越大越优型,用升半梯形分布求其隶属度。
隶属度曲线如下图1所示。
图1 升半梯形隶属度曲线图公式如式(1)所示:F kj=r kj-(r kj)(r kj)ma x-(r kj)m ax(1)式中,F kj-第j个管柱第k个因素的隶属度;(r k j)m in-第k个因素n个管柱最小取值;(r k j)m ax-第k个因素n个管柱最大取值;多个管柱所有考虑的因素的隶属度组合在一起构成评价矩阵R(模糊转换矩阵);R=11121n21222nn1n2n n1.3 求取评价因素的合理权重采用层次分析法求出评价因素的合理权重,权重表示各评价因素对选择管柱的重要程度。
它包括确定目标和评价因素集、构造判断矩阵、计算重要性排序、检验权数分配是否合理从而求出权重四个步骤。
1)确定目标和评价因素集将前面确定评价参数建立如下层次分析模型,如图2所示。
2)构造判断矩阵以A为目标, i表示评价因素 i U,(i=1,2,3,,n)。
ij表示江汉石油职工大学学报2008年07月 Journal of Jianghan Petroleum U niversity of Staff and Workers 第21卷 第4期[收稿日期]2008-02-26[第一作者简介]刘斌(1976-),男,工程师,中国石油大学在读硕士研究生。
i 对 j 的相对重要性数值,(j=1,2,3, ,n), ij 的取值依下表1进行。
图2 管柱评价层次分析模型表1 判断矩阵标度及其含义标 度含 义1表示因素m i 与m j 比较,具有同等重要性。
3表示因素m i 与m j 比较,m i 比m j 稍微重要。
5表示因素m i 与m j 比较,m i 比m j 明显重要。
7表示因素m i 与m j 比较,m i 比m j 强烈重要。
9表示因素m i 与m j 比较,m i 比m j 极端重要。
2,4,6,8分别表示相邻判断1-3,3-5,5-7,7-9的中值。
倒数表示因素m i 与m j 比较得判断m ij,则m j 对m i 比较得判断m ji=1/m ij根据上述各符号的意义得A--U 判断矩阵P 。
P =11121n 21 22 2nn 1n 2n n3)计算重要性排序根据A-U 矩阵,求出最大特征根所对应的特征向量。
所求特征向量即为各评价因素重要排序。
用方根法求A--U 判断矩阵特征向量。
i)计算判断矩阵每一行元素的乘积MiM i =nj =1ij,(i,j =1,2,3, ,n)ii)计算M i 的n 次方根W iW i=nM iiii)对向量W i=W 1,W 2, ,W nT作归一化处理得特征向量。
W i =W i/nj =1W jiV)计算判断矩阵的最大特征根 maxm a x =1nni =1(PW )i W i 4)检验权数分配是否合理计算判断矩阵的随机一致性比率CR =CI /RI 判断矩阵的一般一致性指标CI =(lmax -n)/(n-1)判断矩阵的平均随机一致性指标RI 值从下表2取值。
表2 判断矩阵平均随机一致性指标选取表n 123456789RI0.580.91.12 1.24 1.32 1.41 1.45当CR<0.1时,即认为判断矩阵具有满意的一致性,说明权数分配合理,否则需要调整判断矩阵直到满意为止。
1.4 求综合评价并对管柱排序得到综合评价B=A R 取M ( ,+),根据综合评价结果确定管柱排序;2 实例分析对单压下层的七种酸化压裂管柱进行优选。
2.1 根据以下因素建立管柱方案表如下表3所示管柱方案表:表3 单压下层的七种酸化压裂管柱方案表指标管柱最大井深(m)工作温度( )工作压差(M Pa)工艺指数井况指数油气藏的适应指数图3-7300012050233图3-10200030323图3-11400015060233图3-12400015080425图3-13-A 10009030225图3-13-B 500015070223图3-143000150804252.2 将各参数值代入隶属度函数中得到关系矩阵R(模糊转换矩阵)R =1112 1n 21 22 2nn 1n 2 n n=0.33330.16670.50.500.66670.33330.3750.3750.56250.56250.18750.56250.56250.33330.06670.46670.73330.06670.60.73330.20.40.20.60.20.20.60.33330.16670.33330.16670.16670.16670.166670.40.40.40.80.80.40.82.3 用层次分析法对各参数的权值进行判断确定1)构建一级指标判断矩阵,求取指标权重根据以上四种参数性能指数、工艺指数、井况以及油气藏的适应种类相对比较其重要性,建立A -U 判断矩阵。
71刘斌等.生产与措施管柱的模糊数学优选方法2)构建二级指标判断矩阵。
A=113143112 4213)根据以上结果,得各评价指标的权数分配见表4:表4 各评价指标的权数分配表指标权数子指标权数性能指标 0.6748工艺指标 0.1676井况指标 0.0985油气藏指标0.0591井深温度压力0.1220.31960.5584根据层次分析法原理,子指标相当于总目标的重要性量度可由下表5计算求得:表5 总目标的重要性量度表AC10.6748C20.1676C30.0985C40.05914j=1W C j W C ijC110.1220000.082C120.31960000.215C130.55840000.377C201000.1676C300100.0985C400010.0591CI j0.0091000RI j0.58000其一致性检验由下式给出:CR总=CI总/RI总其中CI总= 4j=1WC j CI j=0.6748 0.0091=0.0061 RI总= 4j=1WC j RI j=0.6748 0.58=0.391那么CR总=0.0061 0.391=0.015<0.1一致性检验满意。
于是子指标相对总目标的重要性权值为:A=W=(0.082,0.215,0.377,0.1676,0.0985,0.0591) 2.4 得到综合评价B=A R取M( ,+);B=(0.082 0.215 0.377 0.1676 0.0985 0.0591)0.33330.16670.50.500.66670.3333 0.3750.3750.56250.56250.18750.56250.5625 0.33330.06670.46670.73330.06670.60.73330.20.40.20.60.20.20.6 0.33330.16670.33330.16670.16670.16670.166670.40.40.40.80.80.40.8=(0.3236,0.2265,0.4278,0.6026,0.1626,0.4754,0.589) 2.5 根据综合评价结果确定管柱排序图3-12(0.6026)>图3-14(0.589)>图3-13-B(0.4754)>图3-11(0.4278)>图3-7(0.3236)>图3-10(0.2265)>图3-13-A(0.1626)3 结论(1)在对生产与措施管柱优选的因素分析基础上,建立了管柱的模糊综合评判,实现管柱的排序优选,对提高管柱的性能及其适应性分析具有指导意义;(2)实际分析时,可以根据具体情况增减模糊评价因素,若需要进一步分析,可进行二阶模糊综合评价;(3)实例分析表明,该方法用于管柱因素分析、总结评价管柱是正确可行的,因而具有较好的应用推广价值。
[参考文献][1]王琦,实用模糊数学[M].北京;科学技术文献出版社,1992.[2]宋晓秋,模糊数学原理与方法[M].徐州;中国矿业大学出版社,1999.[3]肖辞源,工程模糊系统[M].北京;科技出版社,2004.A Method of Fu zzy Mathematical Op timization on Produ ction and Stimu lation S tringsLIU Bing,SH I Yu-ming,ZHAO Wei(China Petroleum University,Beijing100000,China)A bstract:Aiming at the difficulty in selecting the optimum string,this paper integrates hierarchy analysis and fuzzy mathematics to analyze different factors on each production and stimulation strings,thus getting the comprehensive evaluations on strings.Based on the evaluation results,it optimizes string sequencing and gives the example analysis on fracturing string fuzzy evaluation.The example analysis indicates the method is feasible in string factor analysis and evaluation and therefore worth generalizing.Key w ords:String Optimization;H ierarchy Analysis;Fuzzy Judgment[责任编辑 李开岚] 72 江汉石油职工大学学报。
