因此，建立一个恰当的页岩气开发风险评估指标体系十分重要。......
2023-06-28
页岩气开发风险评估模型简述
【摘要】：总排序结果的一致性检验综合检验指标，计算如下：由CR＜0.10可知，综合排序的一致性是满意并可以接受的，采用层次分析法评估影响页岩气开发风险的因素，确定各评价指标之间的相对重要程度是可行的。二级模糊综合评价为根据二级评价的评价向量，采用最大隶属度原则，确定最终的页岩气开发风险评估结果。
1.一级指标权重的计算
页岩气开发风险评估指标包括投资风险（B1）、技术风险（B2）、安全风险（B3）和环境风险（B4）。采用专家意见法和美国运筹学家Saaty的1～9级标度法，从而构造A～B层的因素重要性判断矩阵及权重计算结果，如表4-2所示。
表4-2 一级指标的判断矩阵及权重计算结果
应用Matlab软件，得出B1～B4各项因素的特征向量和最大特征值 λmax=4.215 3。
B1～B4各项因素的权重=
，计算结果如表4-2所示。
矩阵的阶数n=4，对应RI=0.89，计算CI和CR如下：
由CR＜0.10，可以认为判断矩阵随机一致性得到满足。
2.二级指标权重的计算
（1）投资风险（B1）
投资风险（B1）包括决策风险（C1）、政策风险（C2）、财务风险（C3）和运营风险（C4）。采用专家意见法和Saaty的1～9级标度法，从而得到B1～C层的因素重要性判断矩阵及权重计算结果，如表4-3所示。
表4-3 B1～C层的判断矩阵及权重计算结果
续表
应用Matlab软件，得出C1～C4各项因素的特征向量和最大特征值λmax=4.064 8。
C1～C4各项因素的权重=
，计算结果如表4-3所示。
矩阵的阶数n=4，对应的RI=0.89，计算CI和CR如下：
由CR＜0.10，可以认为判断矩阵随机一致性得到满足。
（2）技术风险（B2）
技术风险（B2）包括软技术风险（C5）、硬技术风险（C6）和技术创新风险（C7）。采用专家意见法和Saaty的1～9级标度法，从而得到B1～C层的因素重要性判断矩阵及权重计算结果，如表4-4所示。
表4-4 B2～C的判断矩阵及权重计算结果
应用Matlab软件，得出C5～C7各项因素的特征向量和最大特征值λmax=3.024 6。
C5～C7各项因素的权重=
，计算结果如表4-4所示。
矩阵的阶数n=3，对应的RI=0.58，计算CI和CR如下：
由CR＜0.10，可以认为判断矩阵随机一致性得到满足。
（3）安全风险（B3）
安全风险（B3）包括人员风险（C8）、设备风险（C9）、物料风险（C10）和管理风险（C11）。采用专家意见法和Saaty的1～9级标度法，从而得到B3～C层的因素重要性判断矩阵及权重计算结果，如表4-5所示。
表4-5 B3～C的判断矩阵及权重计算结果
应用Matlab软件，得出C8～C11各项因素的特征向量和最大特征值λmax=4.040 7。
C8～C11各项因素的权重=
，计算结果如表4-5所示。
矩阵的阶数n=4，对应的RI=0.89，计算CI和CR如下：
由CR＜0.10，可以认为判断矩阵随机一致性得到满足。
（4）环境风险（B4）
环境风险（B4）包括自然环境风险（C12）、社会环境风险（C13）、政治环境风险（C14）和经济环境风险（C15）。采用专家意见法和Saaty的1～9级标度法，从而得到B4～C层的因素重要性判断矩阵及权重计算结果，如表4-6所示。
表4-6 B4～C的判断矩阵及权重计算结果
应用Matlab软件，得出C12～C15各项因素的特征向量和最大特征值λmax=4.207 2。
C12～C15各项因素的权重=
，计算结果如表4-6所示。
矩阵的阶数n=4，对应的RI=0.89，计算CI和CR如下：
由CR＜0.10，可以认为判断矩阵随机一致性得到满足。
3.层次总排序及一致性检验
（1）层次总排序
根据层次分析法的原理，通过自上而下地对单准则下的权重进行合成，对影响页岩气开发风险评估的所有因素进行层次总排序，如表4-7所示。
表4-7 页岩气开发风险评估指标体系及权重
由表4-7可知，15个评价指标对页岩气开发风险影响的先后次序为：管理风险（0.201 9）、技术创新风险（0.167 8）、物料风险（0.104 0）、硬技术风险（0.098 2）、政策风险（0.073 1）、人员风险（0.066 4）、自然环境风险（0.060 9）、决策风险（0.051 4）、设备风险（0.041 3）、软技术风险（0.028 7）、经济环境风险（0.028 5）、政治环境风险（0.026 0）、财务风险（0.021 1）、社会环境风险（0.019 3）、运营风险（0.011 6）。
（2）总排序结果的一致性检验
综合检验指标，计算如下：
由CR＜0.10可知，综合排序的一致性是满意并可以接受的，采用层次分析法评估影响页岩气开发风险的因素，确定各评价指标之间的相对重要程度是可行的。
4.确定评价集
划定页岩气开发风险评估评价集V={V1，V2，V3，V4，V5}，即V={低风险，较低风险，一般风险，较高风险，高风险}，则Vi={1，2，3，4，5}表示i等级。
5.确定隶属度函数
综合考虑实用性与操作便捷性，采用专家投票统计法进行隶属度函数的确定，计算公式为
式中：fp——各个指标的统计频次；
q——专家总人数。
6.模糊综合评价
一级模糊综合评价是最低层次在模糊综合评价，其一级评判矩阵为
式中：Wi——一级准则层对二级指标层的权重向量；
Ri——二级指标层的判断矩阵；
•——模糊算子。
二级模糊综合评价为
根据二级评价的评价向量，采用最大隶属度原则，确定最终的页岩气开发风险评估结果。
7.确定风险等级
根据页岩气开发风险评估等级和评估分数间的对应关系，将页岩气开发风险等级分为低风险、较低风险、一般风险、较高风险、高风险5个等级，其隶属度向量为
页岩气开发风险最终评价值（总指数G）为
由页岩气开发风险最终评价值（总指数G），可以确定页岩气开发风险等级。
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