尚 潔， 李少芳， 陳 強(qiáng)， 姜云飛， 王冰月

(中海石油(中國)有限公司 天津分公司， 天津 300459)

0 引 言

在勘探目標(biāo)評價、儲量目標(biāo)評價和前期研究的快速評價等階段，初步經(jīng)濟(jì)評價的內(nèi)部收益率(Internal Rate of Return，IRR)和儲量開發(fā)界限在項目決策中起到關(guān)鍵性作用[1]。在快速評價過程中，為盡快從眾多開發(fā)方案中確定開發(fā)方向，要求經(jīng)濟(jì)評價具有快速性和準(zhǔn)確性。具體地，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價時，通常需要油藏、鉆完井、采油和海洋工程等多個專業(yè)提交大量的界面數(shù)據(jù)，且各專業(yè)研究進(jìn)度不一，使得評價工作的效率受到制約。目前，國內(nèi)外對具體油田開發(fā)的相關(guān)研究[2-3]較多，而針對不同項目、不同因素的不確定性，有關(guān)多角度組合優(yōu)化勘探開發(fā)經(jīng)濟(jì)評價體系及計算模型的研究[4]極少，在我國海域尚無相關(guān)研究。

1 渤海邊際儲量評價原則與基礎(chǔ)

邊際油田通常為可動用儲量規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)效益差的油田。從渤海已開發(fā)的邊際油田來看，大多數(shù)邊際油田依托周邊電力和處理設(shè)施，且新建的工程設(shè)施簡易。為厘清油田開發(fā)中各關(guān)鍵參數(shù)對收入、開發(fā)成本等產(chǎn)生的影響進(jìn)而研究儲量開發(fā)界限，結(jié)合渤海油田實際情況，從油藏類型、依托距離、鉆探深度等幾個角度出發(fā)，形成關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)，梳理典型油藏方案、工程開發(fā)方案和鉆采方案作為邊際儲量評價基礎(chǔ)。

1.1 典型油藏方案

不同油藏的油水關(guān)系、儲層特征和流體性質(zhì)等存在差異，導(dǎo)致不同類型油藏在開采過程中呈現(xiàn)不同的開發(fā)規(guī)律和開發(fā)效果。對渤海油田開發(fā)較集中的4類典型油田進(jìn)行統(tǒng)計，其采收率變化如圖1所示。

圖1 不同類型油藏采收率變化情況

各類型油藏的采油規(guī)律存在較大差異，又體現(xiàn)一定的規(guī)律性。綜合分析，得到不同類型油藏的采收率、采油速率等關(guān)鍵參數(shù)的平均值(見表1)，將其作為后續(xù)開發(fā)界限研究中分年產(chǎn)量指標(biāo)的預(yù)測基礎(chǔ)。

表1 不同類型油藏選取的采油規(guī)律

結(jié)合4種類型油藏采油規(guī)律，以1 000萬m3、600萬m3、300萬m3的儲量規(guī)模為樣本，按照先期穩(wěn)產(chǎn)4 a后遞減、技術(shù)生產(chǎn)年限25 a進(jìn)行不同儲量規(guī)模下的分年產(chǎn)量預(yù)測，共形成12種分年產(chǎn)量的預(yù)測結(jié)果。

1.2 工程開發(fā)方案

渤海邊際油田開發(fā)工程量主要包括海上平臺、海底管道、海底電纜的新建和依托平臺的適應(yīng)性改造。從開發(fā)經(jīng)驗來看，新建的平臺主要考慮常規(guī)有人井口平臺、無人井口平臺和無人簡易井口平臺等3種，其對應(yīng)不同的儲量規(guī)模，如表2所示。新建海底管道及電纜大多為5～20 km。值得注意的是，考慮的油品為常規(guī)原油。據(jù)此，將不同類型平臺與依托管線距離相組合形成12種工程方案，作為邊際儲量評價基礎(chǔ)。

表2 不同儲量規(guī)模對應(yīng)海上平臺類型及管線依托距離

1.3 鉆采方案

鉆采方案主要包括2部分：(1) 與平臺規(guī)模相對應(yīng)的機(jī)具費。常規(guī)有人井口平臺大多采用鉆井船鉆完井、修井機(jī)修井，機(jī)具費主要為修井機(jī)費用。另外2種無人平臺的鉆完井和修井工作一般由鉆井船完成，因不設(shè)修井機(jī)而無機(jī)具費。后續(xù)常規(guī)有人井口平臺用修井機(jī)修井、無人井口平臺用鉆井船修井所產(chǎn)生的逐年修井費用與平臺運營成本一同計入生產(chǎn)操作費。(2) 隨鉆井?dāng)?shù)量及鉆探深度增加而在一定程度上線性增加的鉆井、完井費。結(jié)合渤海油田統(tǒng)計數(shù)據(jù)，常規(guī)有人井口平臺開發(fā)井?dāng)?shù)按12～20口、無人井口平臺開發(fā)井?dāng)?shù)按10口左右、無人簡易井口平臺開發(fā)井?dāng)?shù)按6口及以下考慮。針對各平臺類型及井?dāng)?shù)，完井費用根據(jù)井?dāng)?shù)計算，鉆井進(jìn)尺及鉆井費按照1 000～3 500 m以500 m為刻度劃分為6檔。不同類型平臺具體方案如表3所示。

表3 不同類型平臺對應(yīng)鉆井、完井方案

結(jié)合不同修井方式確定是否有修井機(jī)，共形成18種鉆井方案。生產(chǎn)操作費影響因素較多，受產(chǎn)量規(guī)模、平臺類型、井?dāng)?shù)、依托管線距離、修井方式等共同影響，需要綜合考慮各項因素并進(jìn)行類比得出基礎(chǔ)操作費，并結(jié)合具體分年產(chǎn)量指標(biāo)確定最終費用。

2 經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)預(yù)測方法

2.1 渤海邊際儲量評價方案

各類型油藏根據(jù)3種平臺形式、4種依托距離以6種鉆探深度形成72種方案。為方便起見，僅以無人井口平臺為例，參照波士頓矩陣，將24種方案繪制矩陣圖，如圖2所示。根據(jù)鉆探深度和依托管線距離，各方案可分為3類：(1) 管線距離不大于10 km且鉆探深度不大于2 000 m，投資較低、經(jīng)濟(jì)效益較好，歸為一類方案；(2) 管線距離不大于10 km而鉆探深度大于2 000 m，或者管線距離大于10 km而鉆探深度不大于2 000 m，投資一般、經(jīng)濟(jì)效益居中，歸為二類方案；(3) 管線距離大于10 km且鉆探深度大于2 000 m，投資較高、經(jīng)濟(jì)效益較差，歸為三類方案。

圖2 鉆探深度和依托距離方案矩陣

2.2 經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)預(yù)測方法

經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)是邊際儲量開發(fā)界限研究的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確程度直接決定研究結(jié)果的可靠性。經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)包括油價、匯率、上漲率、各種稅率、產(chǎn)量、開發(fā)投資、操作費等，各種費率通常根據(jù)行業(yè)及公司標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一確定，僅針對開發(fā)投資和操作費進(jìn)行方法預(yù)測。開發(fā)投資主要包括工程設(shè)施投資、鉆完井投資、油藏研究費、采油操作費和其他費用等，其中占比最大的是工程設(shè)施投資和鉆完井投資。結(jié)合渤海油田實際情況，給出工程設(shè)施投資、鉆完井投資、采油操作費的預(yù)測方法作為經(jīng)濟(jì)評價投資、費用選取的基礎(chǔ)。

2.2.1 工程設(shè)施投資

工程設(shè)施投資包括新建平臺、海底管線和依托平臺適應(yīng)性改造的投資，主要影響因素眾多[5]，具體如表4所示。

表4 主要工程設(shè)施投資影響因素分析表

平臺投資估算由類比法確定，同時對不同時期費用進(jìn)行調(diào)整。類比的主要因素包括井口數(shù)量、有/無生活樓、有/無修井機(jī)、下部結(jié)構(gòu)噸重、上部結(jié)構(gòu)噸重、海上施工船舶、油氣水處理能力等。

不同類型平臺投資計算模型為

(1)

海底管線投資主要包括材料費、預(yù)制費和海上安裝費，主要影響因素包括管線長度、管道直徑、管道壁厚、海上施工船舶等。海底管線投資相對來說與影響因素更容易具有一定的線性關(guān)系。

海底管線投資計算模型為

(2)

2.2.2 鉆完井投資

鉆完井投資包括動復(fù)員費、機(jī)具費、鉆井費和完井費[6-7]。機(jī)具費與平臺配置的修井機(jī)具類型有關(guān)，鉆井費主要受埋藏深度、單位進(jìn)尺費用和鉆井半徑影響，完井費與井口數(shù)量相關(guān)。

鉆完井投資的計算模型為

(3)

式中：Pd為鉆完井投資；Pm為動復(fù)員費用；Pr為修井機(jī)投資；Pz為單位進(jìn)尺鉆井費用；B為油藏埋藏深度；R為鉆井半徑；N為井口數(shù)量；Pc為單井完井費用。

2.2.3 采油操作費

采油操作費分為固定操作成本和可變操作成本[8]。操作成本與平臺類型、依托距離、井口數(shù)量、平臺定員人數(shù)、油氣水產(chǎn)量等多個因素相關(guān)，且固定成本占比較大[9]。采油操作成本采用對以往相同類型平臺、相同操作條件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計并類比的方法確定。

3 經(jīng)濟(jì)評價模型建立及應(yīng)用

建立經(jīng)濟(jì)評價模型，計算各產(chǎn)量和評價方案框架下的經(jīng)濟(jì)效益，再反向測算達(dá)到一定經(jīng)濟(jì)效益的儲量開發(fā)界限并進(jìn)行敏感性因素分析，最終形成可快速查詢使用的渤海邊際儲量快速經(jīng)濟(jì)評價模型。

3.1 經(jīng)濟(jì)評價模型建立

油氣項目經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)較多，凈現(xiàn)值(Net Present Value，NPV)法和IRR法應(yīng)用最為廣泛。NPV指未來資金(現(xiàn)金)流入(收入)現(xiàn)值與未來資金(現(xiàn)金)流出(支出)現(xiàn)值的差額。IRR指資金流入現(xiàn)值總額與資金流出現(xiàn)值總額相等、凈現(xiàn)值等于零時的折現(xiàn)率。先計算NPV，再計算IRR指標(biāo)。在一般情況下，當(dāng)NPV大于等于零或IRR大于等于基準(zhǔn)收益率時，該項目達(dá)到?jīng)Q策經(jīng)濟(jì)門檻。

綜合海上油田評價模式及相關(guān)經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)，建立經(jīng)濟(jì)效益評價模型：

(4)

式中：V為油田凈現(xiàn)值；T為評價時點距油田經(jīng)濟(jì)年限結(jié)束的年數(shù)；Qt為第t年的產(chǎn)油量；P為原油價格；Ts為增值稅銷項稅率；Ck,t為第t年的開發(fā)投資(包括海上平臺投資、海底管線投資、鉆完井投資等)；Tb為增值稅進(jìn)項稅率；Cj,t為第t年的采油操作費；Tr為綜合稅率；i0為基準(zhǔn)折現(xiàn)率；Il為流動資金投資；Ia為棄置費。

3.2 應(yīng)用實例

為驗證所建立經(jīng)濟(jì)評價模型的準(zhǔn)確性，以渤中某邊際油田為例進(jìn)行計算。該油田的實際采收率為25.2%，動用儲量為570萬t(670萬m3)，11口開發(fā)井，埋藏深度為2 800 m，依托管線為3 km。采用所建立的經(jīng)濟(jì)評價模型進(jìn)行快速評價，并將結(jié)果與常規(guī)計算數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。假設(shè)油價為40美元/桶，得到年收入和年凈現(xiàn)金流對比圖(見圖3)以及各項投資費用和評價結(jié)果對比(見表5)。

由圖3和表5可知：快速評價年收入與年凈現(xiàn)金流與常規(guī)計算結(jié)果相比，趨勢一致，數(shù)據(jù)結(jié)果較為接近，各項關(guān)鍵參數(shù)平均差異率低于10%。這驗證了模型的可靠性，說明所建立的經(jīng)濟(jì)評價模型可滿足勘探目標(biāo)評價、儲量目標(biāo)評價和前期研究的快速評價等需求。

圖3 渤中某油田年收入和年凈現(xiàn)金流對比

表5 快速評價與常規(guī)計算結(jié)果對比表

4 結(jié) 論

邊際油田的有效開發(fā)對渤海油田增儲上產(chǎn)具有重要作用。以渤海已開發(fā)的邊際油田為樣本，分析研究各專業(yè)典型方案及關(guān)鍵參數(shù)，建立經(jīng)濟(jì)性體系和快速計算模型，并以渤海某邊際油田為例，對模型進(jìn)行評價。具體結(jié)論如下：

(1) 結(jié)合渤海邊際油田開發(fā)現(xiàn)狀，梳理油藏、鉆采和工程典型方案，建立勘探開發(fā)快速評價階段的經(jīng)濟(jì)評價方案體系。

(2) 研究工程設(shè)施投資和鉆完井投資的預(yù)測方法，將其作為經(jīng)濟(jì)評價投資、費用選取的基礎(chǔ)。

(3) 所建立的快速經(jīng)濟(jì)評價模型能夠在油田勘探、儲量評價等早期階段快速給出油田開發(fā)初步經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果，并以渤中某邊際油田為例，驗證該模型的可靠性和準(zhǔn)確性。