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模糊数学模型用于辽河油田的水质评价*

2014-03-22四川现代职业学院

油气田地面工程 2014年11期
关键词:辽河油田水质评价油田

四川现代职业学院

模糊数学模型用于辽河油田的水质评价*

张琳四川现代职业学院

随着石油的开采,水资源污染越来越严重,油田开发水资源是否合格,油田生活区水质的好坏直接影响着人们身体健康,因此对油田水资源进行模糊数学综合评价,以及划分水质等级显得十分重要。利用模糊综合评价模型,将影响指标与油田水质评价等级建立隶属度矩阵,计算出油田水质评价的系统安全等级系数,判定级别。盘125号油田区水质对Ⅰ等级隶属度为0.21,Ⅱ等级为0.46,Ⅲ等级为0.23,Ⅳ等级为0.10,Ⅴ等级为0,主要表现为Ⅱ等级,这是因为硝酸盐氮(0.04mg/L)超低,铁(1.79mg/L)太低导致。根据该评价结果可以有针对性地采取相应改善措施,提高水质质量。

水质;辽河油田;评价等级;模糊综合评价

目前很多地区水质都或多或少地出现了污染的现象,水资源是人类最重要的资源之一,直接关系到人们的身体健康,然而,在油气田生活区,水资源的污染尤其突出,如何有效地解决水资源污染的问题具有重要意义。就现有形势,首先要对目前油气田生活区水质进行精细的综合评价,分清楚各区域水质情况,从而更好地为后续改善水质提供依据。

1 油田水质评价的重要性

随着石油的开采,水资源污染越来越严重,油田开发水资源是否合格,油田生活区水质的好坏直接影响着人们身体健康,因此对油田水资源进行模糊数学综合评价,以及划分水质等级显得十分重要。下面主要以辽河油田水质进行综合评价。

随着油田的开发,辽河油田通过各种方法对水资源进行了多次的评价,在水资源评价方面已经积累了很多经验,以前的老思想和旧评价方法存在着一些弊端和漏洞,不能全面综合地考虑影响油田水质的各个方面,运用模糊数学综合评价方法可以对水质进行全面的评价和分析。

2 模糊数学综合评价原理与模型

为了避免指标权重不确定性,采取层次分析法进行一致性检验,是一种新的权重计算模型[1],该方法能提高指标权重的合理性和真实性,计算的指标权重大小符合实际影响情况。再利用模糊综合评价模型,将影响指标与油田水质评价等级建立隶属度矩阵,计算出油田水质评价的系统安全等级系数,判定级别[2]。

(1)评价等级集合。评价等级集V={良好,较好,尚可,较差,差}={1,0.8,0.6,0.4,<0.2}。

(2)建立比较矩阵A。通常采取A.L.Satty的1~9标度进行量化评价结果。该方法可在相邻的两极中,插入中间级别,全面反映决策者的想法。构建的比较矩阵A为

A矩阵特性

aii=1,aij=1aji,aij=aikakj(i,j,k=1,2,3,…,n)

(3)重要性排序指数ri的建立。

(4)构造判断矩阵B。判断矩阵B中的元素满足如下条件:

(5)由判断矩阵B,求取传递矩阵C,再求取C的最优传递矩阵D。

cij=lgbij,最优传递矩阵元素

(6)求取判断矩阵B拟优一致矩阵B′,拟优一致矩阵元素b′ij=10dij。

(7)求解B′的特征向量。求解过程为:①计算判断矩阵中每一行指标分值的乘积Mi,②Mi开n次方根,将D归一化处理,得到油田水质评价的特征向量,即评价指标的权值

3 辽河油田水质综合评价

根据辽河油田水质影响情况,以盘125号井区水质为例,选取了总硬度、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、氯离子、硫酸根离子、氨氮、铅、锌、铁、锰、汞、酚、砷等13项评价指标,对油田水质进行综合评价。13项评价指标分级评价标准如表1所示。

表1 辽河油田水质分级评价等级mg/L

3.1 建立模糊数学关系矩阵

建立模糊数学关系矩阵,主要是将单一评价因子与油田水质评价等级建立关系,也就是求出评价因子对五级水的隶属度R,如表2所示,实现评价因子对等级隶属度的转化[3],采取指数超标法可以求出A。

表2 水质评价因子对等级的隶属度Rmg/L

A=(0.28,0.003,0.0003,0.11,0.07,0.06,0.03,0.02,0.28,0.08,0.03,0.02,0.02)3.2水质综合评价

根据辽河油田水质评价因子矩阵A与隶属度R,采取模糊数学变换原理,即可求出综合评价指数。

B=(0.21,0.46,0.23,0.10,0)

从计算结果可知,盘125号油田区水质对Ⅰ等级隶属度为0.21,Ⅱ等级为0.46,Ⅲ等级为0.23,Ⅳ等级为0.10,Ⅴ等级为0。

该油田区水质对Ⅱ等级隶属度最高,达到0.46,其次是对Ⅲ等级隶属度,可以说明盘125号油田区水质主要表现为Ⅱ等级,这是因为对于Ⅰ等级评价等级表中,硝酸盐氮(0.04mg/L)超低,铁(1.79mg/L)又太低导致对该等级的影响大,最后影响到综合评价结果。根据该评价结果可以有针对性的采取相应改善措施,提高水质质量。

[1]付雁鹏.模糊数学在水质评价中的应用[M].武汉:华中工学院出版社,1986.

[2]汪培庆.模糊数学集合论及应用[M].上海:上海科技出版社,1984.

[3]黄坤,刘苏,林辉,等.模糊综合评价法在油库安全评价中的应用[J].油气储运,2006,25(5):54-58.

(栏目主持 李艳秋)

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.11.002

基金论文:四川省教育厅科研项目(13SB0422)。

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