蔣維東 吳艷華 馬慶喜

1哈爾濱工業(yè)大學管理學院；2大慶油田海塔指揮部 3大慶技師學院

1 優(yōu)化設計思想

低滲透油田一般表現(xiàn)為單井產量低、穩(wěn)產期短，基本處于經(jīng)濟開發(fā)的邊際。這樣，經(jīng)濟效益問題對低滲透油田來說就顯得十分突出，如果仍沿用老油田的開發(fā)模式，其經(jīng)濟效益就會很差[1]。為此，建立低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化理論系統(tǒng)模型，即以大系統(tǒng)論、系統(tǒng)工程、運籌學融為一體的思想，在此模式下層層遞進分析，可實現(xiàn)低滲透油田的科學、有效開發(fā)。

“大系統(tǒng)理論”是大規(guī)模復雜控制與信息系統(tǒng)分析和綜合的方法學，并不是關于系統(tǒng)大、小的“分類學”，它是研究各種大系統(tǒng)的控制與信息過程，分析與綜合方法的系統(tǒng)科學[2]。運籌學是系統(tǒng)工程的基礎理論之一，是為系統(tǒng)工程提供數(shù)學理論和方法的科學，它是在系統(tǒng)思想指導下采用建立數(shù)學模型和模型求解等定量化方法為系統(tǒng)決策服務的技術科學。系統(tǒng)工程立足于整體指導局部的思想，把辯證唯物論與現(xiàn)代科學技術相結合，把定性分析與定量分析相結合，從這個意義上說，系統(tǒng)工程強調系統(tǒng)思想，運籌學強調數(shù)學方法，二者相輔相成才能使低滲透油田開發(fā)問題得到合理的解決。

目前，無論是在石油業(yè)界，還是在其他學界，很多人把系統(tǒng)工程與運籌學搞混淆，更有甚者將二者看成為一個內容，這是完全錯誤的。系統(tǒng)工程和運籌學是既有聯(lián)系又有區(qū)別的兩類不同層次的科學：系統(tǒng)工程是運籌學的實踐內容，屬于工程技術；運籌學則是從系統(tǒng)工程中提煉出來的基礎理論，其屬于技術科學[3]。

從低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化系統(tǒng)設計過程來看，它是大規(guī)模復雜控制與信息系統(tǒng)分析的過程。由于地質條件的復雜性，在開發(fā)實施前不可預測的因素很多，只有一些勘探時獲取的原始數(shù)據(jù)，掌握到的儲層具有典型的低滲透地質特征，表現(xiàn)為：①儲層物性差，沉積物成熟度低，但后生成巖作用往往比較強烈；②孔隙度低，孔喉半徑小，毛細管壓力高，原始含油飽和度低；③基質滲透率低；④裂縫往往比較發(fā)育；⑤非均質性強；⑥黏土礦物含量高，水敏、酸敏、速敏嚴重。通過打試驗井等手段，表現(xiàn)出來低滲透油田的特征，如油井自然產能低，采收率低，采油速度低。通過和其他國內外油田資料對標分析，進行地下、地上總體規(guī)劃開發(fā)具有很大的風險性，涉及若干子系統(tǒng)。

透過對霍爾三維結構模型分析，知識維列舉需要運用包括工程技術、法律、經(jīng)濟、管理、社會科學、環(huán)境科學等各種知識和技能，其含有工程技術、社會科學、控制論、運籌學等諸方面的技術方法體系，由此基于低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化設計，可以構建以大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程、運籌學、技術方法體系為頂點，以大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程、運籌學所構成的面為底面的四面體結構。此結構筑牢了理論、思想、基礎、方法的根基，進而形成相互作用、相互依賴、相互支撐的體系，如圖1所示。

圖1 低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化設計思想

2 決策方法和技術經(jīng)濟評價層級

2.1 開發(fā)規(guī)劃設計的決策層級

在低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化設計思想主導下，可將決策方法和手段運用看成大系統(tǒng)理論中的多級遞階控制結構。不妨將大型油田企業(yè)開發(fā)低滲透油田規(guī)劃設計為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六個層級，分別對應底層（基層項目組）、中低層（礦、大隊、項目部）、中層（廠、公司）、中高層（研究院、所）、高層（油田勘探開發(fā)指揮部、大型油田企業(yè)）、頂層（石油財團、集團乃至國家機關部門和領導）。每一層級的數(shù)據(jù)信息輸出都是上一級的數(shù)據(jù)信息輸入，每一層級所用的決策方法都有所不同，形成了由簡單定量分析到定性與定量相結合的決策模式，每一級所涉及的因素不同，越往上一級涉及的因素就越多，越復雜，越難以判斷和決策。從單純的以經(jīng)濟效益最大化到整體優(yōu)化，有精確的定量描述、運算到人機相互、專家系統(tǒng)，最終是戰(zhàn)略決策而絕非是戰(zhàn)術層面的問題。

2.2 開發(fā)規(guī)劃設計的技術經(jīng)濟評價方法

前面闡釋了低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化設計四面體結構立體思維模式中的大系統(tǒng)理論、系統(tǒng)工程、運籌學三個方面，而對于四面體結構頂點的技術方法體系所涉及的內容是開發(fā)規(guī)劃中最為常用且必不可少的方面。

管理學中技術方法體系內容很多，在低滲透油田開發(fā)規(guī)劃設計中，尤其要將折現(xiàn)現(xiàn)金流技術、相關于回歸分析技術和預測技術三種技術，價值評估方法、敏感性分析方法、概率分析方法、風險分析方法四種方法，技術經(jīng)濟學基本理論（時間價值、盈虧平衡、邊際理論）、規(guī)劃方法理論、投資組合理論三種理論加以綜合應用，以形成較為完備的油田開發(fā)經(jīng)濟評價分析方法及綜合應用技術。從決策層級來看，其采用的技術、方法、理論雖沒有嚴格的界限，但總的來看，決策層級越高，所采用的技術、方法、理論就越復雜。

若將大型油田企業(yè)開發(fā)低滲透油田規(guī)劃設計歸并為基層、中層和高層三個層級，則在運用技術方法體系上各層級所用的技術經(jīng)濟學方法也有很大的差別。通常來說，基層往往采用靜態(tài)分析方法較多，到了廠、公司一級就會用到動態(tài)分析方法，而大型油田企業(yè)，因其需要全面規(guī)劃設計，考慮的因素必然較多，往往需要較為完備的綜合分析技術。

3 評價工作流程模型

建立低滲透油田開發(fā)規(guī)劃設計評價流程，需融大系統(tǒng)論、系統(tǒng)工程、運籌學為一體，采取層層遞進分析，才能實現(xiàn)低滲透油田的科學、有效開發(fā)。針對某一低滲透油田開發(fā)來說，所追求的開發(fā)規(guī)劃總目標是一個復雜的綜合性的受諸多約束條件限制的目標，需要統(tǒng)籌協(xié)調、平衡才得以實現(xiàn)的目標。該目標需要高產量、低含水率、經(jīng)濟效益好等多方面的統(tǒng)籌規(guī)劃，需要多種技術措施和手段找到產能與成本控制最佳結合點?；诖四繕?，需要細分油田區(qū)塊，建立各子系統(tǒng)規(guī)劃模型，將運籌學理論應用到油田區(qū)塊開發(fā)這個系統(tǒng)工程實踐中。在定量分析基礎上，通過對各子系統(tǒng)的方案優(yōu)選評判，加之定性分析，形成對整個低滲透油田開發(fā)規(guī)劃設計方案。該方案經(jīng)過反復調優(yōu)、判斷，不斷經(jīng)過各種分析，如風險評估、數(shù)值模擬、歷史擬合、專家決策、人機交互系統(tǒng)等，最終形成切實可行的可操作性的方案，指導低滲透油田開發(fā)。

4 結語

低滲透油田開發(fā)規(guī)劃優(yōu)化設計是一個復雜系統(tǒng)，需要以大系統(tǒng)理論為主導思想，需要有一整套的、較為完善的技術經(jīng)濟評價方法，更需要建立完整的遞階式評價層級結構和評價工作流程。只有采取頂層設計方式，才能做出較為科學的決策，有效地指導油田開發(fā)，確保油田的可持續(xù)開采。否則，不把握系統(tǒng)性、科學性、可行性、動態(tài)性、可操作性的統(tǒng)一，不進行系統(tǒng)分析和評價，盲目開發(fā)，破壞性開采，將會在低滲透油田開發(fā)過程中遭到不可預見性的難題，進而使油田開發(fā)難以實現(xiàn)預定的目標，或者造成油田開發(fā)變得不經(jīng)濟或不可持續(xù)。

[1]劉揚，趙洪激，周士華．低滲透油田地面工程總體規(guī)劃方案優(yōu)化研究[J]．石油學報，2000，21（2）：88-95.

[2]馬鐵林，馬東立．大系統(tǒng)理論體系下的飛行器多學科設計優(yōu)化方法[J]．系統(tǒng)工程理論與實踐，2009，29（9）：186-190.

[3]汪應洛．系統(tǒng)工程（第3版）[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2007．