最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模計(jì)算在油田勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用

關(guān)靜

(中石化西北油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院 烏魯木齊 830013)

在油氣勘探投資決策中，常需根據(jù)探明油氣儲(chǔ)量做出勘探投資決策，其實(shí)質(zhì)就是確定探區(qū)相對(duì)于勘探投資所要求的油氣最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模，也就是在目標(biāo)區(qū)塊進(jìn)行勘探投資所要求探明地質(zhì)儲(chǔ)量的最低界限。如果未來(lái)探明的油氣儲(chǔ)量低于這一界限，該項(xiàng)目就無(wú)法獲得勘探投資所要求的最低投資回報(bào)。如果能找到確定油氣最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模的方法，建立最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量模型，就可通過(guò)對(duì)比目標(biāo)探區(qū)探明地質(zhì)儲(chǔ)量的最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模和預(yù)測(cè)的油氣資源量，判斷投資的經(jīng)濟(jì)效益和可能的風(fēng)險(xiǎn)，從而規(guī)避那些明顯不具備效益的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)塊投資。

1 類型劃分

根據(jù)塔河油田的實(shí)際情況，這類問(wèn)題主要分為兩種情況：一是在一個(gè)區(qū)塊或圈閉進(jìn)行勘探投資時(shí)要求達(dá)到的最低儲(chǔ)量規(guī)模；二是在已探明油氣儲(chǔ)量但未達(dá)到經(jīng)濟(jì)邊界的區(qū)塊，至少還需探明多少油氣儲(chǔ)量才能使已探明儲(chǔ)量和新探明儲(chǔ)量達(dá)到可以開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)邊界。

（1）新探區(qū)最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模。探區(qū)石油（天然氣）最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模，就是在現(xiàn)行法規(guī)以及特定的地質(zhì)、工程技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件下，能夠滿足投資決策最低效益要求的地質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模。目前，預(yù)測(cè)石油（天然氣）投資效益的方法主要是建立在美國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家艾爾文·費(fèi)雪的“項(xiàng)目?jī)r(jià)值是其所能帶來(lái)的未來(lái)現(xiàn)金流量的折現(xiàn)值”這一理論上的評(píng)價(jià)方法。照此方法評(píng)價(jià)項(xiàng)目是否達(dá)到投資者所要求的最低效益標(biāo)準(zhǔn)，主要依據(jù)反映最低期望收益的基準(zhǔn)折現(xiàn)率計(jì)算出來(lái)的凈現(xiàn)值(NPV)、投資回收期和依據(jù)基準(zhǔn)折現(xiàn)率判斷投資是否可行的內(nèi)部收益率。由于投資回收期不能反映投資收回后的經(jīng)濟(jì)效益而只能作為輔助指標(biāo)，內(nèi)部收益率不適應(yīng)油、氣投資的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，因而評(píng)價(jià)石油（天然氣）投資經(jīng)濟(jì)可行性的指標(biāo)主要是NPV。若NPV＜0則項(xiàng)目不可行；若NPV≥0則項(xiàng)目可行，NPV=0是投資者可以接受的最低期望收益。這樣，確定石油（天然氣）最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模實(shí)際上就是確定NPV=0時(shí)對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)量規(guī)模。

在評(píng)價(jià)勘探投資是否可行的方法中，影響NPV的現(xiàn)金流出有勘探投資(Ce)、產(chǎn)能建設(shè)投資(Cd)、鋪底流動(dòng)資金(Cl)、經(jīng)營(yíng)成本(Cj)和稅費(fèi)(Tx)；影響NPV的現(xiàn)金流入(CI)有銷售收入(R)、流動(dòng)資金回收(Cl’)和殘值回收。考慮到油、氣田壽命結(jié)束時(shí)會(huì)需要一定的廢棄費(fèi)用，可不考慮殘值回收，用這部分資金彌補(bǔ)油、氣田廢棄的投入。這些因素中隨儲(chǔ)量規(guī)模變動(dòng)的有銷售收入、產(chǎn)能建設(shè)投資、經(jīng)營(yíng)成本、流動(dòng)資金和除所得稅以外的稅費(fèi)，只有勘探投資和所得稅與儲(chǔ)量規(guī)模沒(méi)有直接對(duì)應(yīng)關(guān)系。鑒于確定石油（天然氣）最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模是在勘探階段從實(shí)物量角度計(jì)算投資的最低期望收益，可以近似地假定在獲得最低期望收益時(shí)沒(méi)有利潤(rùn)因而忽略所得稅。這樣，就可把銷售收入、產(chǎn)能建設(shè)投資、經(jīng)營(yíng)成本、流動(dòng)資金和稅費(fèi)表示為儲(chǔ)量規(guī)模的函數(shù)，令NPV=0就可以把儲(chǔ)量規(guī)模(N)計(jì)算出來(lái)，N就是最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模。

（2）發(fā)現(xiàn)區(qū)新增石油（天然氣）儲(chǔ)量最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模。在已探明石油（天然氣）儲(chǔ)量的區(qū)塊，如果探明的儲(chǔ)量沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，則對(duì)其作經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)所得NPV必為負(fù)值。至少再探明多少儲(chǔ)量才能讓已探明的儲(chǔ)量達(dá)到可以開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)邊界且使新增探明儲(chǔ)量也具有開(kāi)發(fā)價(jià)值，是這類決策問(wèn)題的關(guān)鍵。由于已探明儲(chǔ)量因達(dá)不到經(jīng)濟(jì)規(guī)模使凈現(xiàn)值為負(fù)，新增儲(chǔ)量帶來(lái)的超額收益必須補(bǔ)償這一負(fù)值才能滿足最低期望收益要求。設(shè)NPV1為在探明新的儲(chǔ)量之后開(kāi)發(fā)現(xiàn)已探明儲(chǔ)量的凈現(xiàn)值，NPV2為繼續(xù)進(jìn)行勘探并獲得探明儲(chǔ)量的投資凈現(xiàn)值，則這兩者的凈現(xiàn)值之和就是這一投資決策問(wèn)題的凈現(xiàn)值，即：

NPV=NPV1+NPV2

其中，NPV1可根據(jù)已探明石油（天然氣）儲(chǔ)量的相關(guān)參數(shù)預(yù)測(cè)投入產(chǎn)出從而計(jì)算出其數(shù)值；NPV2則可按照解決新探區(qū)天然氣最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模的思路，將之表示為新增儲(chǔ)量N的函數(shù)。這樣，需進(jìn)一步探明儲(chǔ)量的最低經(jīng)濟(jì)規(guī)模，就是令NPV=0時(shí)求出的N。由于NPV1為負(fù)值，則最低儲(chǔ)量規(guī)模就是在|NPV1|=NPV2的前提下計(jì)算出的N。

2 模型建立

2.1 常規(guī)天然氣最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模計(jì)算模型

令該式等于0，解出的N就是在該區(qū)塊進(jìn)行勘探時(shí)所要求的天然氣最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限；N2為開(kāi)發(fā)工程建設(shè)年限；N3為穩(wěn)產(chǎn)年限；N4為經(jīng)濟(jì)遞減年限。

銷售收入隨開(kāi)發(fā)階段變化而變化，分為穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

穩(wěn)產(chǎn)期的產(chǎn)量可表示為：

式中，qt為天然氣產(chǎn)量；Vg為穩(wěn)產(chǎn)期采氣速度；fs為商品率；P為氣價(jià)。

穩(wěn)產(chǎn)期限和遞減期限以及遞減規(guī)律根據(jù)預(yù)測(cè)的氣藏類型通過(guò)類比確定。遞減期的產(chǎn)量以穩(wěn)產(chǎn)期為基礎(chǔ)按產(chǎn)量遞減規(guī)律預(yù)測(cè)，遞減規(guī)律主要有指數(shù)遞減、雙曲遞減和調(diào)和遞減。在資料較少的情況下，也可采用直線遞減方式粗略估計(jì)遞減期產(chǎn)量。

勘探投資指從決策時(shí)點(diǎn)直到探明資源的全部勘探投入。

產(chǎn)能建設(shè)投資按儲(chǔ)量規(guī)模與單位產(chǎn)能建設(shè)投資（IQ）的乘積確定：

流動(dòng)資金按產(chǎn)能建設(shè)投資的1%～5%計(jì)算：《方法與參數(shù)》中規(guī)定：中國(guó)石化油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目原則上不考慮流動(dòng)資金，新建獨(dú)立項(xiàng)目可考慮一定的流動(dòng)資金。

經(jīng)營(yíng)成本通過(guò)類比，由單位產(chǎn)量經(jīng)營(yíng)成本與產(chǎn)量相乘計(jì)算。假定單位產(chǎn)量經(jīng)營(yíng)成本在壽命期不變，經(jīng)營(yíng)成本可表示為：

稅費(fèi)由單位商品天然氣的綜合稅率Txx與銷售量相乘確定：

綜上所述：

2.2 凝析氣藏最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模計(jì)算模型

凝析氣藏是一種特殊而復(fù)雜的氣藏，在開(kāi)采過(guò)程中同時(shí)采出天然氣和凝析油，增加了開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。建立模型如下：

式中，No為凝析油儲(chǔ)量;Ng為凝析氣儲(chǔ)量。令該式等于0，解出的N就是在該區(qū)塊進(jìn)行勘探時(shí)所要求的凝析氣藏最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限;N2為開(kāi)發(fā)工程建設(shè)年限;N3為穩(wěn)產(chǎn)年限;N4為經(jīng)濟(jì)遞減年限。

銷售收入隨開(kāi)發(fā)階段變化而變化，分為穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

穩(wěn)產(chǎn)期的銷售收入為：

穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量：

遞減期產(chǎn)量：

qgt為凝析氣產(chǎn)量；Vg為穩(wěn)產(chǎn)期采氣速度；fsg為天然氣商品率；Pg為氣價(jià)；qot為凝析油產(chǎn)量；Vot為穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)油速度；fso為凝析油商品率；Po為原油價(jià)格。GOR為氣油比。

綜上所述：

2.3 油藏最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模計(jì)算模型

塔河油田既有常規(guī)的碎屑巖油藏，又有碳酸鹽巖油藏，并主要以縫洞型碳酸鹽巖油藏為主。碳酸鹽巖油藏與碎屑巖油藏有很大不同，油藏具有嚴(yán)重的非均一性，呈現(xiàn)出多個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)集體、多壓力體系、多個(gè)流動(dòng)單元的開(kāi)發(fā)特征。不同縫洞單元間被致密層隔擋，互不連通，每個(gè)縫洞單元可作為一個(gè)單獨(dú)的油藏獨(dú)立進(jìn)行開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)過(guò)程中縫洞體也是逐步篩選動(dòng)用，儲(chǔ)集體規(guī)模往往由大變小，構(gòu)造也由高變低。在篩選縫洞單元時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮到縫洞單元的儲(chǔ)量規(guī)模是否大于最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模儲(chǔ)量，這樣才能做到開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性。建立NPV模型：

令該式等于0，解出的N就是在該縫洞單元進(jìn)行勘探時(shí)所要求的最小經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限;N2為開(kāi)發(fā)工程建設(shè)年限;N3為上產(chǎn)年限;N4為穩(wěn)產(chǎn)年限;N5為經(jīng)濟(jì)遞減年限。

銷售收入隨開(kāi)發(fā)階段變化而變化，分為上產(chǎn)期銷售收入、穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

假設(shè)上產(chǎn)期產(chǎn)量按直線增長(zhǎng)，上產(chǎn)期銷售收入為：

穩(wěn)產(chǎn)期的銷售收入為：

qt為原油產(chǎn)量；V為穩(wěn)產(chǎn)期采油速度；fs為商品率；p為油價(jià)。

遞減期的銷售收入以穩(wěn)產(chǎn)期為基礎(chǔ)按產(chǎn)量遞減規(guī)律預(yù)測(cè)：

上產(chǎn)期限、穩(wěn)產(chǎn)期限和遞減期限以及遞減規(guī)律根據(jù)預(yù)測(cè)的油藏類型通過(guò)類比確定。

勘探開(kāi)發(fā)投資、流動(dòng)資金、經(jīng)營(yíng)成本和稅費(fèi)與天然氣估算方法相同。

綜上所述：

目前塔河油田奧陶系油藏已開(kāi)發(fā)區(qū)早期依靠天然能量開(kāi)發(fā)，中期深抽和后期單井注水替油和多井單元注水開(kāi)發(fā)作為人工能量補(bǔ)充，因此，投產(chǎn)2～3年里產(chǎn)液量呈指數(shù)遞減趨勢(shì)，之后由于注水補(bǔ)充能量開(kāi)采及水驅(qū)驅(qū)動(dòng)方式啟動(dòng)，產(chǎn)液量有所上升。碳酸鹽巖油藏產(chǎn)量遞減規(guī)律以指數(shù)遞減為主。

3 實(shí)例

以塔河油田12區(qū)奧陶系油藏為例計(jì)算油藏最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模儲(chǔ)量。

根據(jù)塔河油田12區(qū)奧陶系第六期產(chǎn)能建設(shè)鉆井工程方案設(shè)計(jì)，該區(qū)主要井型包括四級(jí)直井、有側(cè)鉆點(diǎn)的三級(jí)直井、無(wú)側(cè)鉆點(diǎn)的三級(jí)直井、新三級(jí)斜直井、四級(jí)水平井，單井平均進(jìn)尺6247 m，平均每米進(jìn)尺成本為4032元；與井?dāng)?shù)相關(guān)的地面工程投資主要是工程費(fèi)，單井地面工程投資為291.834萬(wàn)元/井；與儲(chǔ)量規(guī)模無(wú)關(guān)投資主要有地面工程其他費(fèi)用、六期分?jǐn)偟目碧酵顿Y、采油工程投資；經(jīng)營(yíng)成本分為與產(chǎn)量有關(guān)和與井?dāng)?shù)有關(guān)兩部分，與產(chǎn)量有關(guān)經(jīng)營(yíng)成本主要有油氣提升費(fèi)、摻稀損失費(fèi)、油氣處理費(fèi)、油氣安全費(fèi)用、其他管理費(fèi)、銷售費(fèi)用，與井?dāng)?shù)有關(guān)經(jīng)營(yíng)成本主要有井下作業(yè)費(fèi)、測(cè)井試井費(fèi)、修理費(fèi)、制造費(fèi)用；平均單井日產(chǎn)量為16.2 t/d，伴生氣與石油產(chǎn)出比為16∶1，此時(shí)，采用上述模型計(jì)算出的塔河油田12區(qū)奧陶系第六期最小儲(chǔ)量規(guī)模為1338.2萬(wàn)t，而該區(qū)動(dòng)用了1620萬(wàn)t的儲(chǔ)量，超過(guò)最小儲(chǔ)量規(guī)模，可以開(kāi)發(fā)。

4 結(jié)論

利用盈虧平衡原理,構(gòu)建最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模石油地質(zhì)儲(chǔ)量的模型，可以評(píng)價(jià)油氣地質(zhì)儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)特性以及分析勘探技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限，對(duì)降低勘探開(kāi)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、實(shí)行高效勘探開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]中國(guó)石油化工股份有限公司油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)（2007版），中國(guó)石油化工股份有限公司發(fā)展計(jì)劃部。

[2]黃耀琴.用盈虧平衡點(diǎn)法建立單井采油極限含水率模型[J].地質(zhì)科技情報(bào),2001,20(1)：49-51.