一种水合物开采中人工举升泵的优选方法技术

本发明专利技术涉及海洋天然气水合物资源开发工程技术领域，具体涉及一种水合物开采中人工举升泵的优选方法，该方法基于模糊数学理论和层次分析法，结合实际开采过程中的各影响因素，对常用的人工举升泵进行比较、分析，对水合物开采中人工举泵进行优选，实现天然气水合物开采中人工举升泵的最优化选择。

【技术实现步骤摘要】
一种水合物开采中人工举升泵的优选方法
本专利技术涉及海洋天然气水合物资源开发工程
，具体涉及一种水合物开采中人工举升泵的优选方法。
技术介绍
天然气水合物作为新型能源，储量丰富，且分布范围广、能源密度高，是一种潜在的能源，水合物资源开采研究已成为国际热点问题。然而目前全球水合物资源开发仍处于部分区域的试开采阶段，距离工业化开采还有很长的路要走。我国目前已经加快研究步伐，加快对海洋天然气水合物资源的勘探开发工作。传统的海洋油气开采中，开采方式有自喷采油和人工举升采油，人工举升又有有杆泵、无杆泵和气举这几种方式。有杆泵主要包括常规抽油机抽采方式，无杆泵包括电动潜油离心泵、电动潜油螺杆泵和水力泵等几种方式，针对水合物成藏的特征、开发现状及环境条件等众多因素，不宜采用有杆泵进行人工举升，宜采用气举、电潜泵、螺杆泵、水力泵等进行举升。水合物开采中的人工举升主要在经济性上和技术性上考虑合适的人工举升泵的适应范围，各人工举升泵都有自身的特点，适用的条件也各不相同。根据我国南海试开采经验，采用地层流体抽取法，将水合物储层水、砂、气三相流体一起举升，如何更高效经济的将流体举升排出是我们关注的焦点。例如，气举灵活性好，作业费用低，适应性强，但是需要保证气源。电潜泵排量大易操作，且投资费用较低，不适用于高温井。螺杆泵效率高、排量大，但是投资费用较高。单独从某一角度考虑，无法作出合理的选择。总体来说，人工举升受到经济效益、可操作性、储层条件等多因素的影响，不能单纯的考虑某一个方面而顾此失彼。因此，为满足我国天然气水合物资源的开发，必须从技术性和经济性两个方面综合考虑对人工举升泵优选，建立完整可靠的评价体系。
技术实现思路
本专利技术的目的在与提供一种合物开采中人工举升泵的优选方法，该方法基于模糊数学理论和层次分析法，结合实际开采过程中的各影响因素，对常用的人工举升泵进行比较、分析，对水合物开采中人工举泵进行优选，实现天然气水合物开采中人工举升泵的最优化选择。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，一种水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于，包括如下步骤，S1.确定候选水合物人工举升方式；S2.确定水合物人工举升方式优选的评价指标体系；S3.确定水合物人工举升方式的递阶层次结构模型；S4.确定水合物人工举升认知度参数，构造水合物人工举升方式优选的准则层判断矩阵；S5.判断准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵是否满足一致性条件，满足则执行步骤S6，不满足，则根据模糊一致矩阵的充要条件将准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵均调整为模糊一致矩阵，使准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵满足一致性条件；S6.针对每位专家计算准则层判断矩阵对于各准则的权重，各准则下的相应子准则判断矩阵对于各子准则的权重，进而确定水合物人工举升优选方案的递阶层次单排序权重S7.针对每位专家，根据水合物人工举升优选方式的递阶层次单排序权重计算各指标之间的相对权重，确定水合物人工举升优选方式的递阶层次总排序权重；S8.根据各个专家的层次总排序权重及每个专家的认知度参数计算所有专家的综合的层次总排序权重，确定综合层次总排序权重；S9.根据综合层次总排序权重和各水合物人工举升方式中各指标的样本集数据，对候选人工举升方式进行优劣排序，确定最优水合物人工举升方式。进一步地，所述步骤S1包括，S11.搜集水合物储层的特点；S12.搜集传统人工举升方式的限制因素；S13.结合水合物储层的特点和传统人工举升方式的适应条件，将各人工举升方式进行对比分析，确定候选水合物人工举升方式。进一步地，所述步骤S12中，所述限制因素包括适应条件、工作寿命、适应井型、投资、优点和缺点。进一步地，所述步骤S13中，将各人工举升方式进行对比分析时主要从经济性、使用寿命和优缺点几个方面进行对比分析。进一步地，所述步骤S2中，所述评价指标体系包括影响水合物人工举升方式的准则层及相应子准则层。进一步地，所述准则层包括经济效益、适用储层、适应井型和技术可操作性；所述经济效益的子准则层包括投资和产量；所述适用储层的子准则层包括温度、压力、含砂和气水比；所述适用井型的子准则层包括弯曲、斜度和深度；所述技术可操作性的子准则层包括检修和灵活。进一步地，所述步骤S3中，所述递阶层次结构模型自上而下可以分为目标层A、准则层B、子准则层C和方案层D。进一步地，所述步骤S3中，目标层A：最优水合物开采人工举升方式；准则层B：准则层包括经济效益准则B1、适用储层准则B2、适应井型准则B3和技术可操作性准则B4；子准则层包括准则层中各准则对应的子准则(Ci)，经济效益B1的子准则层包括投资C1和产量C2；适用储层B2的子准则层包括温度C3、压力C4、含砂C5和气水比C6；适用井型B3的子准则层包括弯曲C7、斜度C8和深度C9；技术可操作性B4的子准则层包括检修C10和灵活C11；方案层包括电潜泵举升D1、螺杆泵举升D2、气举举升D3和水利泵举升D4。进一步地，所述步骤S4包括，S41.向专家发放问卷调查表，评判专家对水合物人工举升的认知度，得到专家的认知度参数；S42.向专家发放问卷调查表，确定准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵，并确定准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵中最能反映专家对判断矩阵中各个元素之间的相对重要性判断的行。进一步地，所述步骤S5中，判断准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵是否满足一致性条件的具体步骤为，S51.计算一致性指标CI，式中，λmax是判断矩阵对应的最大特征值，n是影响因素的个数；S52.查找相应的平均一致性指标RI；S53.计算一致性比例CR，式中，CI为一致性指标，RI为平均随机一致性指标；当CR＜0.10时，认为判断矩阵的一致性是可以接受的，否则应对判断矩阵做适当修正。本专利技术提供了一种水合物开采中人工举升泵的优选方法，该优选方法采用模糊数学理论和层次分析法对常用的人工举升泵进行比较、分析，从技术方面和经济方面找到适合水合物开采的适用范围，建立较为完整、可靠的评价体系，这对于优化我国南海水合物开采系统，提高经济效益，完善水合物开采工程设计理论等方面都具有重要意义。附图说明图1为水合物开采中人工举升泵优化选择的递阶层次模型图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的水合物开采中人工举升泵的优选方法，包括如下步骤，S1.确定候选水合物人工举升方式；S11.搜集水合物储层的特点；S12.搜集传统人工举升方式的限制因素；所述限制因素包括适应条件、工作寿命、适应井型、投资、优点和缺点；S13.结合水合物储层的特点和传统人工举升方式的适应条件，将各人工举升方式进行对比分析，确定候选水合物人工举升方式；对比分析时主要从经济性、使用寿命和优缺点几个方面进行对比分析。最终确定的水合物人工举升方式一般包括电潜泵举升、螺杆泵举升、气举举升和水利泵举升。S2.确定水合物人工举升方式优选的评价指标体系；所述评价指标体系包括影响水合物人工举升方式的准则层及相应子准则层；由于水合物人工举升的影响因素众多，其中有定性的也有定量的。子准则层是对准则层更具体和详细的解释。本专利技术所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于，包括如下步骤，S1.确定候选水合物人工举升方式；S2.确定水合物人工举升方式优选的评价指标体系；S3.确定水合物人工举升方式的递阶层次结构模型；S4.确定水合物人工举升认知度参数，构造水合物人工举升方式优选的准则层判断矩阵；S5.判断准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵是否满足一致性条件，满足则执行步骤S6，不满足，则根据模糊一致矩阵的充要条件将准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵均调整为模糊一致矩阵，使准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵满足一致性条件；S6.针对每位专家计算准则层判断矩阵对于各准则的权重，各准则下的相应子准则判断矩阵对于各子准则的权重，进而确定水合物人工举升优选方案的递阶层次单排序权重S7.针对每位专家，根据水合物人工举升优选方式的递阶层次单排序权重计算各指标之间的相对权重，确定水合物人工举升优选方式的递阶层次总排序权重；S8.根据各个专家的层次总排序权重及每个专家的认知度参数计算所有专家的综合的层次总排序权重，确定综合层次总排序权重；S9.根据综合层次总排序权重和各水合物人工举升方式中各指标的样本集数据，对候选人工举升方式进行优劣排序，确定最优水合物人工举升方式。...

【技术特征摘要】
1.一种水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于，包括如下步骤，S1.确定候选水合物人工举升方式；S2.确定水合物人工举升方式优选的评价指标体系；S3.确定水合物人工举升方式的递阶层次结构模型；S4.确定水合物人工举升认知度参数，构造水合物人工举升方式优选的准则层判断矩阵；S5.判断准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵是否满足一致性条件，满足则执行步骤S6，不满足，则根据模糊一致矩阵的充要条件将准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵均调整为模糊一致矩阵，使准则层判断矩阵和子准则层判断矩阵满足一致性条件；S6.针对每位专家计算准则层判断矩阵对于各准则的权重，各准则下的相应子准则判断矩阵对于各子准则的权重，进而确定水合物人工举升优选方案的递阶层次单排序权重S7.针对每位专家，根据水合物人工举升优选方式的递阶层次单排序权重计算各指标之间的相对权重，确定水合物人工举升优选方式的递阶层次总排序权重；S8.根据各个专家的层次总排序权重及每个专家的认知度参数计算所有专家的综合的层次总排序权重，确定综合层次总排序权重；S9.根据综合层次总排序权重和各水合物人工举升方式中各指标的样本集数据，对候选人工举升方式进行优劣排序，确定最优水合物人工举升方式。2.根据权利要求1所述的水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于：所述步骤S1包括，S11.搜集水合物储层的特点；S12.搜集传统人工举升方式的限制因素；S13.结合水合物储层的特点和传统人工举升方式的适应条件，将各人工举升方式进行对比分析，确定候选水合物人工举升方式。3.根据权利要求2所述的水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于：所述步骤S12中，所述限制因素包括适应条件、工作寿命、适应井型、投资、优点和缺点。4.根据权利要求3所述的水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于：所述步骤S13中，将各人工举升方式进行对比分析时主要从经济性、使用寿命和优缺点几个方面进行对比分析。5.根据权利要求4所述的水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述评价指标体系包括影响水合物人工举升方式的准则层及相应子准则层。6.根据权利要求5所述的水合物开采中人工举升泵的优选方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜庆涛，胡高伟，陈强，李彦龙，王代刚，万义钊，黄丽，刘昌岭，
申请(专利权)人：青岛海洋地质研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37