張啟龍 黃中偉 李中，3 李根生 張曉誠 王曉鵬 劉偉

(1.中國石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測國家重點實驗室 2.中海石油(中國)有限公司天津分公司 3.中海油研究總院有限責(zé)任公司)

0 引 言

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，國家對石油的需求量日益增加，原油對外依存度呈逐年上升趨勢，國家能源安全面臨重大挑戰(zhàn)。加大油氣勘探開發(fā)力度、推動油氣產(chǎn)量穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)對我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長至關(guān)重要[1-3]。在此背景下，中國海油啟動“七年行動計劃”，全力推動海上油氣的增儲上產(chǎn)。其中，渤海油田作為我國最大海上油田，于2025年設(shè)立了上產(chǎn)4 000萬t的目標(biāo)，該油田已是海洋油氣增儲上產(chǎn)的壓艙石和主力軍[4-6]。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，除了加大中深層、新區(qū)塊的勘探開發(fā)力度外，全力推動在生產(chǎn)油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)同樣重要。渤海油田約84%的儲層是疏松砂巖，膠結(jié)差、易出砂，根據(jù)對渤海老油田低產(chǎn)低效井的統(tǒng)計，約有5%的開發(fā)井發(fā)生了出砂現(xiàn)象。出砂問題是致使油氣井低產(chǎn)低效的首要因素，嚴(yán)重限制了單井產(chǎn)能，該問題甚至?xí)?dǎo)致部分井報廢，進(jìn)而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，調(diào)整井的安全高效防砂對渤海油田的穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)意義重大[7-8]。

經(jīng)過幾十年探索，渤海油田形成了以篩管簡易防砂和礫石充填防砂為主流的防砂技術(shù)體系，而這2種工藝中，篩管作為唯一的機(jī)械防砂屏障，對防砂的成功與否至關(guān)重要。目前存在較多種類的防砂篩管，其選擇應(yīng)用主要依靠作業(yè)經(jīng)驗，缺乏理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐，不能考慮各類型篩管對不同儲層的適用性，導(dǎo)致部分油田篩管發(fā)生損壞而造成防砂失敗[9-13]。以渤海A油田為例，40%以上出砂井的出砂粒徑都高于擋砂精度，表明選用的篩管類型與該油田出砂情況匹配度較差，導(dǎo)致篩管發(fā)生大規(guī)模損壞。因此，亟需建立針對不同儲層的篩管性能綜合評估方法，為篩管選擇提供理論與數(shù)據(jù)支撐，以減小主觀經(jīng)驗對選擇結(jié)果的影響，保證所選篩管對生產(chǎn)儲層的適用性。

基于以上問題，本文建立了一套篩管性能綜合評價體系，利用層次分析法研究了篩管各性能參數(shù)對防砂效果的影響權(quán)重，以此為基礎(chǔ)采用逼近理想解法構(gòu)建了篩管類型綜合優(yōu)選方法。該方法指導(dǎo)了渤海A油田調(diào)整井的防砂篩管選擇，為篩管類型選擇及決策提供了理論依據(jù)。

1 篩管性能綜合評價體系

構(gòu)建篩管性能綜合評價體系是定量評估篩管類型適用性的基礎(chǔ)。通過對篩管損壞的原因(如篩管堵塞、過流困難、沖蝕破壞等[14-16])分析，針對性地提出了5項篩管性能評價指標(biāo)，即篩管抗堵塞性能、擋砂性能、過流性能、抗內(nèi)壓強(qiáng)度及抗沖蝕強(qiáng)度。為了獲取各指標(biāo)參數(shù)，構(gòu)建了3種篩管性能室內(nèi)試驗評價裝置與試驗方法。其中，抗堵塞性能、擋砂性能和過流性能通過篩管過流試驗測取，篩管抗內(nèi)壓強(qiáng)度通過篩管內(nèi)脹強(qiáng)度破壞試驗測取，篩管抗沖蝕強(qiáng)度通過篩管沖蝕試驗測取。

1.1 篩管過流性能評價試驗

渤海油田具有泥質(zhì)含量高、地層砂粒度小等特點，易發(fā)生篩管堵塞、防砂失效和過流摩阻大等問題，亟需建立篩管過流性能測取方法。為了模擬篩管的井下流動狀態(tài)，自主研發(fā)了篩管過流試驗裝置，如圖1所示。

圖1 篩管過流試驗裝置Fig.1 Liner flow-conveying test device

通過監(jiān)測不同類型篩管過砂前后的滲透率變化、篩管內(nèi)過砂量和清水過篩管摩阻，評估不同篩管的抗堵塞性能、擋砂性能和過流性能，具體試驗步驟如下。

(1)按照油田實際的粒度分布和泥質(zhì)含量配置試驗砂，將待測篩管試片固定于釜體后填入試驗砂，模擬井下篩管和地層砂的相對關(guān)系。

(2)開泵循環(huán)清水，進(jìn)行清水過篩管循環(huán)試驗，排量逐漸增大至預(yù)設(shè)值(10 L/min)，試驗時間為5 min，流量計和壓力傳感器實時測試清水循環(huán)排量和過篩管前、后壓力，計算過篩管摩阻Δpw以評估篩管的過流性能：

Δpw=p1-p2

(1)

式中：Δpw、p1及p2分別為過篩管摩阻、過篩管前壓力及過篩管后壓力，MPa。

(3)配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的KCl鹽水進(jìn)行長時間驅(qū)替篩管試驗，排量逐漸增大至預(yù)設(shè)值(100 L/min)，試驗時間為2 h。流量計和壓力傳感器實時采集流量和過篩管壓差，獲取篩管的實時滲透率，以滲透率下降比率D評估篩管的抗堵塞性能：

(2)

式中：D為滲透率下降比率，%；K1為篩管初始滲透率，mD；K2為篩管實時滲透率，mD。

(4)在驅(qū)替篩管試驗中，對出口驅(qū)替液體進(jìn)行收集取樣，并進(jìn)行固液分離處理，以出砂體積分?jǐn)?shù)評估篩管的防砂性能。體積分?jǐn)?shù)計算如下：

(3)

式中：S為出砂體積分?jǐn)?shù)，%；Vs為出砂體積，mL；Vl為出液體積，mL。

(5)拆卸試驗裝置，取出篩管，清理高壓釜，清洗試驗管線。

(6)重復(fù)上述試驗過程，完成另一個篩管的對比試驗。

1.2 篩管抗內(nèi)壓強(qiáng)度評價試驗

油田進(jìn)入生產(chǎn)中后期，部分井需要進(jìn)行酸壓、擠注解堵等增產(chǎn)措施，造成篩管內(nèi)部壓力的陡增。因此需要對篩管的抗內(nèi)壓性能進(jìn)行檢測。依據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 17824中關(guān)于篩管內(nèi)脹強(qiáng)度破壞值的測定方法，搭建了一套篩管抗內(nèi)壓性能試驗評價裝置，如圖2所示。

圖2 篩管抗內(nèi)壓強(qiáng)度測試試驗裝置Fig.2 Experimental device for testing the internal pressure strength of liner

測試流程如下：

(1)將篩管裝配至全尺寸防砂篩管抗內(nèi)壓強(qiáng)度檢測高壓腔內(nèi)。

(2)混合不同粒徑石英砂及碳酸鈣粉顆粒的充填層以屏蔽篩孔縫隙，建立內(nèi)外壓差。

(3)將高壓流體輸入高壓腔內(nèi)，在篩管內(nèi)部進(jìn)行憋壓，利用壓力傳感器實時測量篩管內(nèi)部壓力變化。

(4)記錄篩管發(fā)生內(nèi)壓破壞時的壓力pi，以此評估篩管的抗內(nèi)壓性能。

1.3 篩管抗沖蝕性能評價試驗

為了更好地分析篩管破壞形式，對部分出砂井的篩管進(jìn)行了打撈作業(yè)。通過對篩管的觀察和分析可知，局部沖蝕破壞是篩管損壞的主要形式，因此篩管的抗沖蝕性能是決定其壽命的重要因素。為了更好地評估篩管的抗沖蝕性能，構(gòu)建了篩管抗沖蝕試驗平臺，如圖3所示。

圖3 篩管抗沖蝕測試試驗裝置Fig.3 Experimental device for testing the erosion resistance performance of liner

該平臺的主要性能參數(shù)如下：磨料直徑0～2 mm，出砂體積分?jǐn)?shù)0～10%；噴嘴流速0～120 m/s，最大排量120 L/min，可更換不同直徑噴嘴，噴嘴直徑1～10 mm；射流能以0°～90°的角度沖擊試件，即夾持試件的載物臺與噴嘴成0°～90°可調(diào)；磨料混合方式為前混式，磨料和水可獨立循環(huán)使用。

考慮到不同篩管測試條件的統(tǒng)一性，結(jié)合實際的井下工況，規(guī)定試驗參數(shù)組合如下：試驗介質(zhì)為清水和石英砂，加砂體積分?jǐn)?shù)4%～6%，沖蝕流速40 m/s，沖蝕角度90°，沖蝕距離40 mm。測量每種篩管在以上試驗條件下沖蝕破壞的總時長t，以此值為依據(jù)，對比不同篩管的抗沖蝕能力。

2 基于層次分析的篩管性能影響權(quán)重計算

由建立的篩管綜合評價體系可知，影響篩管防砂效果的性能因素較多，且每個因素對結(jié)果的影響程度不同。為了定量評估不同篩管的適用性，首先要對各個因素的影響權(quán)重進(jìn)行計算。計算權(quán)重的方法有層次分析法(AHP)、熵值法、灰色關(guān)聯(lián)度法等。其中AHP法的核心思想是將多因素、多目標(biāo)的復(fù)雜問題進(jìn)行層次分解，通過比較各因素的相對重要性來實現(xiàn)因素影響權(quán)重的定量計算，其具有可靠性高、計算簡單、適用性廣等優(yōu)勢，在金融、教育、工程等多個領(lǐng)域取得較好的應(yīng)用效果[17-19]。本文利用AHP法對篩管各性能因素的影響權(quán)重進(jìn)行計算。

2.1 建立層次分析模型

基于篩管性能綜合評價體系，構(gòu)建影響篩管防砂效果的因素層次分析模型，如圖4所示。

圖4 篩管防砂效果的性能因素層次分析模型Fig.4 Analytical hierarchy model for performance factors of sand control effect of liner

該分析模型分為目標(biāo)層和因素層。目標(biāo)層為篩管防砂效果的綜合評估，因素層為影響篩管防砂效果的5個因素，具體為：篩管抗堵塞性能D、防砂性能S、過流性能Δpw、抗內(nèi)壓強(qiáng)度pi和抗沖蝕性能T。

在因素層中，各指標(biāo)的具體測試方法和指標(biāo)表征見前述第1節(jié)。

2.2 構(gòu)造判斷(成對比較)矩陣

基于各影響因素的相對重要性，采用“兩兩比較”的方法構(gòu)建判斷矩陣R。rij具體數(shù)值采用Saaty的1～9標(biāo)度法給出，即用不同的數(shù)字表征第i個因素相對于第j個元素的相對重要性，數(shù)字越大表明相對重要性越大，rij與rji互為倒數(shù)，各數(shù)字表征含義如表1所示。

表1 Saaty的1～9標(biāo)度數(shù)字含義Table 1 Meaning of Saaty’s 1-9 scale numbers

根據(jù)判斷矩陣定義，并結(jié)合歷史作業(yè)數(shù)據(jù)，采用專家打分法構(gòu)建了篩管綜合評估方法的判斷矩陣R，如式(4)所示，其中第1～5個因素分別為篩管抗堵塞性能、防砂性能、過流性能、抗內(nèi)壓強(qiáng)度和抗沖蝕性能。

(4)

2.3 計算權(quán)重向量

由于rij與rji互為倒數(shù)，所以判斷矩陣R為正定互反矩陣，必定且唯一存在最大特征值λmax和特征向量M。求出特征向量M后，對向量各元素進(jìn)行歸一化處理，得到篩管綜合評價模型的權(quán)重向量，即各個因素對篩管防砂效果的影響權(quán)重。λmax和M的計算如下：

(5)

(6)

依據(jù)上述方法計算得到判斷矩陣R的最大特征值為5.033 1，對應(yīng)的特征向量為(0.746 6，0.426 3，0.240 1，0.146 5，0.426 3)T，歸一化處理后得到各因素的影響權(quán)重為(0.376 0，0.214 7，0.120 9，0.073 8，0.214 7)T。

2.4 一致性檢驗

由于判斷矩陣是根據(jù)各因素相對重要性而構(gòu)建的，所以無法排除人為經(jīng)驗造成的影響。為了驗證計算結(jié)果的合理性和客觀性，還需要對矩陣進(jìn)行一致性檢驗。計算矩陣的一致性比率CR，以該值作為合理性評判標(biāo)準(zhǔn)：若CR<0.1，則證明構(gòu)建的判斷矩陣客觀合理，得到的權(quán)重結(jié)果可信；若CR≥0.1，則證明判斷矩陣不合理，需要重新進(jìn)行賦值計算。

(7)

式中：n為矩陣階數(shù)，取值為5；RI為隨機(jī)一致性指標(biāo)，與判斷陣階數(shù)n有關(guān)，見表2，取值為1.12。

將構(gòu)建矩陣的參數(shù)(λmax=5.0331，n=5，RI=1.12)帶入式(7)，求得一致性比率CR=0.007 3，遠(yuǎn)小于臨界值0.1，證明構(gòu)建的判斷矩陣客觀、合理。因此，各個因素對篩管防砂性能的影響權(quán)重為0.376 0、0.214 7、0.120 9、0.073 8和0.214 7，篩管各因素影響敏感性排序為：抗堵塞性能>防砂性能=抗沖蝕性能>過流性能>抗內(nèi)壓強(qiáng)度。

3 基于逼近理想解法的篩管綜合評價 方法

基于建立的篩管性能評價體系，結(jié)合計算得到的各性能影響權(quán)重，采用逼近理想解法構(gòu)建了篩管綜合評價方法，可以實現(xiàn)不同篩管類型的定量優(yōu)選。逼近理想解法的核心是計算綜合方案的最優(yōu)和最差理想解，根據(jù)各個方案距離理想解的距離來評估各個方案的優(yōu)劣，從而定量地對各方案進(jìn)行優(yōu)選[18，20-22]。該方法具有準(zhǔn)確性高、可靠性好等優(yōu)點，常用于方案的比選和性能的評價，對篩管類型的綜合評估具有很強(qiáng)的適用性，其基本流程如下。

3.1 構(gòu)建篩管評價矩陣

基于建立的篩管性能評價體系，以抗堵塞性能、防砂性能、過流性能、抗內(nèi)壓強(qiáng)度和抗沖蝕性能等5個參數(shù)為評判指標(biāo)，構(gòu)建n種篩管方案對比的初始篩管評價模型F，各性能參數(shù)通過篩管室內(nèi)評價試驗測得：

(8)

式中：fij表示第i個篩管方案的第j個性能參數(shù)的取值。

對評判矩陣進(jìn)行無量綱化處理，以消除不同參數(shù)的單位量綱影響。根據(jù)指標(biāo)和方案的正負(fù)相關(guān)性，分為收益性指標(biāo)和消耗性指標(biāo)[23]。收益性指標(biāo)指的是指標(biāo)大小與方案優(yōu)劣呈正相關(guān)，即指標(biāo)越大方案越優(yōu)，無量綱化方程為：

(9)

消耗性指標(biāo)是指標(biāo)大小與方案優(yōu)劣呈負(fù)相關(guān)，即指標(biāo)越小方案越優(yōu)，無量綱化方程為：

(10)

(11)

將矩陣P的列向量與該指標(biāo)對應(yīng)的權(quán)重相乘，即可得到考慮各指標(biāo)影響權(quán)重的加權(quán)評價矩陣Q，各指標(biāo)的權(quán)重依次為0.376 0、0.214 7、0.120 9、0.073 8和0.214 7。

Q計算式為：

(12)

式中：qij為第i個篩管方案的第j個性能的加權(quán)指標(biāo)取值。

3.2 篩管貼近度分析

采用逼近理想解法進(jìn)行方案定量排序的標(biāo)尺是最優(yōu)和最差理想解。最優(yōu)理想解是指各指標(biāo)最大值構(gòu)成的最優(yōu)理想方案Q+，最差理想解是指各指標(biāo)最小值構(gòu)成的最差理想方案Q-，如下：

(13)

(14)

偶爾還是會接到你的來電，偶爾還是會在看到你的留言，我以為青春這把無情刻刀將我們的距離劃得越來越遠(yuǎn)，我以為我們的友情會在時間的摧殘下消失殆盡，我以為你有了新朋友就會把我忘記，但沒想到你依舊記得我們之間的承諾:海依舊藍(lán),我依舊在。我本以為經(jīng)歷了人生的匆匆聚散就應(yīng)該能承擔(dān)起歲月帶來的滄桑,可流年分明安然無恙，南山石草木亦是這樣毫發(fā)無傷，只是曾經(jīng)承諾要做輩子朋友的我們在細(xì)雨中卻愈發(fā)清瘦單薄。

為了定量評估各方案優(yōu)劣，構(gòu)建方案貼合度指數(shù)mi：

(15)

式中：mi第i個方案的貼合度指數(shù)。

貼合度mi越大，表明該方案距離最優(yōu)方案越近、距離最差方案越遠(yuǎn)，方案也就越優(yōu)秀；貼合度mi越小，則表明該方案距離最優(yōu)方案越遠(yuǎn)、距離最差方案越近，方案也就越差。因此利用貼合度mi的大小，即可得到各種類型篩管在目標(biāo)油田的適用性排序。

3.3 篩管性能綜合評價流程

基于篩管性能評價體系、篩管性能影響權(quán)重和篩管綜合評價模型，形成了一套篩管類型綜合優(yōu)選方法流程(見圖5)，具體內(nèi)容如下：

圖5 篩管類型綜合優(yōu)選方法流程Fig.5 Comprehensive optimization process of liner type

(1)分析目標(biāo)油田儲層特點和生產(chǎn)制度，制定篩管性能評價試驗方案。

(2)結(jié)合油田歷史經(jīng)驗，確定候選篩管類型，建立待評價篩管類型集。

(3)結(jié)合試驗要求對篩管進(jìn)行切面、取樣等處理，進(jìn)行篩管性能評價試驗，獲取不同篩管的抗堵塞性能、防砂性能、過流性能、抗內(nèi)壓強(qiáng)度和抗沖蝕性能，建立初始評價矩陣。

(4)結(jié)合油田生產(chǎn)經(jīng)驗，利用層次分析法計算篩管不同性能指標(biāo)的影響權(quán)重，為方案決策提供支持。

(5)利用逼近理想解法，構(gòu)建無量綱評價矩陣、加權(quán)評價矩陣，計算最優(yōu)和最差理想解。

(6)計算不同方案的貼近度指數(shù)，對不同篩管在目標(biāo)油田的適用性進(jìn)行排序，為篩管類型的選擇提供依據(jù)。

4 現(xiàn)場應(yīng)用與分析

渤海A油田是典型的疏松砂巖油田，主力儲層膠結(jié)疏松、原油黏度較高。開發(fā)歷程顯示該儲層有明顯出砂跡象，篩管普遍存在局部破損，亟需對該油田篩管進(jìn)行分析、評價和優(yōu)選，以滿足后期調(diào)整井防砂作業(yè)需求。

4.1 油田基本情況

A油田位于渤海遼東灣海域，主力儲層分布在東營組下段，平均孔隙度32.0%，平均滲透率2 815.0 mD，屬于特高孔、特高滲儲集物性特征。原油具有密度大、黏度高及膠質(zhì)瀝青含量高等特點，地面黏度在38～11 355 mPa·s之間，瀝青質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.34%，屬重質(zhì)稠油。

基于以上儲層和原油特點，渤海A油田易發(fā)生出砂現(xiàn)象，對該油田的持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)有較大影響。統(tǒng)計該油田70口出砂井的出砂粒度，40%以上出砂井的出砂粒度大于防砂精度，此類型占比最高，表明篩管破損是油井出砂的主要原因。造成篩管破損的主要原因包括：①生產(chǎn)年限長，篩管擋砂層結(jié)構(gòu)變形，出現(xiàn)破損；②高產(chǎn)液量生產(chǎn)，對篩管造成沖蝕破壞；③篩管本身的質(zhì)量問題[24-26]。因此，選擇合適的高性能篩管對成功防砂至關(guān)重要，利用本文建立的基于逼近理想解法的篩管綜合評價方法對渤海常用的篩管類型進(jìn)行評價，優(yōu)選出適合于A油田的篩管類型，可為該油田118井次的篩管選擇提供依據(jù)，以降低單井的出砂風(fēng)險。

4.2 篩管性能評價試驗

對渤海油田常用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ型篩管進(jìn)行過流性能、抗內(nèi)壓強(qiáng)度和抗沖蝕試驗，評估4種常用篩管的抗堵塞性能D、防砂性能S、過流性能Δpw、抗內(nèi)壓強(qiáng)度pi和抗沖蝕性能T。利用篩析法對渤海A油田儲層的地層砂粒徑進(jìn)行分析(見圖6)，以此為依據(jù)配置試驗砂，模擬井下真實的出砂情況。

圖6 渤海A油田儲層的地層砂粒徑分析Fig.6 Analysis on formation sand particle size in reservoir of Bohai A Oilfield

通過篩管過流性能評價試驗，分別測試4種篩管的抗堵塞性能、防砂性能及過流性能。篩管抗堵塞性能曲線如圖7所示。由圖7可知，4種篩管的滲透率降低比率先增大后趨于穩(wěn)定，表明篩管堵塞趨于穩(wěn)定。取穩(wěn)定后的滲透率降低比率評估4種篩管的抗堵塞性能，分別為72.87%、94.58%、43.77%和61.61%。該值越小表明篩管抗堵塞性能越優(yōu)，因此抗堵塞性能排序為：Ⅲ型篩管>Ⅳ型篩管>Ⅰ型篩管>Ⅱ型篩管。

圖7 篩管抗堵塞性能的測試結(jié)果曲線Fig.7 Anti-blocking performance test result curves of liners

利用出砂體積分?jǐn)?shù)評估4種篩管的防砂性能，各類型篩管的出砂體積分?jǐn)?shù)如圖8所示。

圖8 各篩管類型的出砂體積分?jǐn)?shù)測試結(jié)果Fig.8 Sand production volume concentration test results of different types of liners

出砂體積分?jǐn)?shù)分別為0.010 3%、0.008 7%、0.008 5%和0.020 6%。該值越小表明篩管防砂性能越優(yōu)，因此篩管防砂性能排序為：Ⅲ型篩管>Ⅱ型篩管>Ⅰ型篩管>Ⅳ型篩管。

篩管過流性能曲線見圖9。取穩(wěn)定后的清水過篩管來評估4種篩管的過流性能，摩阻分別為1.39、0.42、0.37和1.08 MPa。該值越小表明篩管過流性能越優(yōu)，因此篩管過流性能排序為：Ⅲ型篩管>Ⅱ型篩管>Ⅳ型篩管>Ⅰ型篩管。

圖9 各篩管類型的過流性能測試結(jié)果Fig.9 Open performance test results of different types of liners

通過抗內(nèi)壓強(qiáng)度評價試驗評估4種篩管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度，結(jié)果見圖10。由圖10可知，發(fā)生破壞時的最高內(nèi)壓為4種篩管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度，分別為15.34、14.37、10.26和24.65 MPa。該值越大表明篩管的抗內(nèi)壓強(qiáng)度越大，因此篩管抗內(nèi)壓性能排序為：Ⅳ型篩管>Ⅰ型篩管>Ⅱ型篩管>Ⅲ型篩管。

通過抗沖蝕評價試驗評估4種篩管的抗沖蝕能力，其抗沖蝕時間分別為26、12、30和9 min。該值越大表明篩管抗沖蝕性能越優(yōu)，因此篩管的抗沖蝕性能排序為：Ⅲ型篩管>Ⅰ型篩管>Ⅱ型篩管>Ⅳ型篩管。

4.3 篩管的綜合優(yōu)選

通過以上篩管性能的綜合評價試驗，獲得了各篩管在不同性能指標(biāo)條件下的排序，如表3所示。不同指標(biāo)條件下的篩管排序差異較大，無法直接給出篩管優(yōu)選結(jié)果，因此采用本文建立的篩管綜合評價方法進(jìn)行優(yōu)選。

表3 各篩管在不同性能指標(biāo)條件下的排序Table 3 Sorting of liners under different performance indexes

根據(jù)試驗測試結(jié)果可知，建立初始篩管評價模型F；利用式(9)和式(10)計算無量綱化評價矩陣P；利用式(12)計算加權(quán)評價矩陣Q；利用式(13)和式(14)求解各篩管方案的最優(yōu)、最差理想解，得到4種篩管方案與最優(yōu)理想解的距離依次為0.254 2、0.421 9、0.074 0和0.340 2，與最差理想解的距離依次為0.299 9、0.242 6、0.498 2和0.257 2；利用式(15)計算4種防砂篩管的貼合度，其值依次為0.541 3、0.365 0、0.870 6和0.430 8。

綜合上述，得到最終推薦的篩管排序為：Ⅲ型篩管>Ⅰ型篩管>Ⅳ型篩管>Ⅱ型篩管。根據(jù)計算結(jié)果，優(yōu)選了Ⅲ型篩管作為本油田的防砂篩管。實踐表明，Ⅲ型篩管取得了較好的應(yīng)用效果，證明了本方法的準(zhǔn)確性、合理性和可靠性。

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5 結(jié) 論

(1)構(gòu)建了一套篩管性能綜合評價體系，提出了5項篩管性能評價指標(biāo)，通過研發(fā)的3種篩管性能室內(nèi)試驗評價裝置和試驗方法，可實現(xiàn)對篩管性能的全面評估。

(2)利用層次分析法評估了篩管各性能因素對防砂效果的影響程度，得到了篩管各因素影響敏感性排序為：抗堵塞性能>防砂性能=抗沖蝕性能>過流性能>抗內(nèi)壓強(qiáng)度，影響權(quán)重依次為：0.376 0、0.214 7、0.214 7、0.120 9和0.073 8。

(3)根據(jù)建立的篩管性能評價體系和計算得到的篩管性能影響權(quán)重，建立了一套基于逼近理想解法的篩管類型綜合評價方法，實現(xiàn)了不同篩管類型的定量評價與優(yōu)選。

(4)針對渤海A油田易發(fā)生篩管損壞而導(dǎo)致地層出砂的問題，利用構(gòu)建的篩管性能綜合評價試驗對常用的4種篩管類型進(jìn)行了評估，并利用構(gòu)建的篩管綜合評估方法對篩管進(jìn)行了優(yōu)選，最終選擇Ⅲ型篩管為本油田的防砂篩管，其在應(yīng)用中取得了較好的效果。