國(guó)企石油天然氣鉆井周期的預(yù)測(cè)方法綜述

羅 淦

（中國(guó)國(guó)土資源經(jīng)濟(jì)研究院，北京 101149）

一、引言

石油鉆井工程具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、作業(yè)對(duì)象隱蔽、專(zhuān)業(yè)技術(shù)密集等特點(diǎn)。2016年油氣礦產(chǎn)地質(zhì)勘查投入527.50億元，占全國(guó)地質(zhì)勘查投入的68%[1]。其中，鉆井工程一般占石油天然氣勘探項(xiàng)目總投資的60%～70%[2]。面對(duì)如此大的資金量，如何規(guī)范有效地管理和控制鉆井成本，是各大油公司共同面臨的難題。

鉆井周期作為石油鉆井工程投資測(cè)算和定額取費(fèi)的關(guān)鍵參數(shù)，不僅關(guān)系到油公司投資規(guī)模的大小，而且關(guān)系到如何縮短鉆井時(shí)間、及時(shí)投產(chǎn)并盡快取得勘探資料。本文通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外各大油企常用鉆井周期預(yù)測(cè)方法的綜述，客觀評(píng)價(jià)各種不同預(yù)測(cè)方法的理論成果和適用范圍，再進(jìn)一步探討鉆井周期預(yù)測(cè)方法研究的最新發(fā)展，為石油企業(yè)提供參考。

二、國(guó)內(nèi)外常用的鉆井周期預(yù)測(cè)方法

1.歷史水平法。歷史水平法是根據(jù)往年同地區(qū)同類(lèi)型鉆井的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)平均值來(lái)確定鉆井周期的方法。國(guó)內(nèi)學(xué)者丁丹紅等將歷史水平法運(yùn)用在新疆油田的鉆井周期預(yù)測(cè)[3]：按地質(zhì)構(gòu)造劃分不同井區(qū)，同一井區(qū)再按不同井身結(jié)構(gòu)、目的層劃分成不同模塊，然后將每個(gè)模塊近三年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)編制該模塊的鉆井月速度，再根據(jù)設(shè)計(jì)井深與已編定的鉆井月速度，預(yù)測(cè)該模塊的鉆井周期。此方法統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)全部來(lái)源于監(jiān)督簽認(rèn)的實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，能夠反映真實(shí)的生產(chǎn)水平，操作簡(jiǎn)單，普遍應(yīng)用于大規(guī)模穩(wěn)定開(kāi)發(fā)的油田。

2.經(jīng)驗(yàn)估算法。經(jīng)驗(yàn)估算法是根據(jù)老工人、施工技術(shù)人員的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)研討會(huì)來(lái)制定定額的一種方法。國(guó)內(nèi)學(xué)者張偉文等提出，當(dāng)某一區(qū)塊上沒(méi)有鉆過(guò)井時(shí)，無(wú)資料可供參考，只能憑經(jīng)驗(yàn)大致估計(jì)[4]。此方法耗時(shí)短，工作量小且簡(jiǎn)便易行，但其準(zhǔn)確度在很大程度上取決于評(píng)估人員的經(jīng)驗(yàn)，有一定的局限性。

3.典型案例法。典型案例法是通過(guò)類(lèi)比鄰井或相鄰區(qū)塊的地質(zhì)資料，并借鑒其實(shí)際鉆井周期數(shù)據(jù)推算出新井的鉆井周期的方法[5]，此方法常用于新區(qū)預(yù)探井的周期設(shè)計(jì)。

4.工序工時(shí)法。工序工時(shí)法，也叫技術(shù)測(cè)量法，是將鉆井施工全過(guò)程劃分成不同的工序，對(duì)工序的工時(shí)累加得出鉆井周期的方法。此方法要求從鉆機(jī)安裝開(kāi)始，按一開(kāi)井段、二開(kāi)井段、三開(kāi)井段中每項(xiàng)施工工序，由工程師分別測(cè)定工時(shí)消耗，最后累計(jì)全井周期。此方法操作煩瑣，需要大量的人力來(lái)跟蹤鉆進(jìn)卻沒(méi)有收益，國(guó)內(nèi)陸地油氣田較少采用此方法。海上油氣田或?qū)嵭斜O(jiān)督管理模式的外企使用較多。

5.加權(quán)系數(shù)法。加權(quán)系數(shù)法一般是根據(jù)近3年的歷史資料，采用加權(quán)系數(shù)來(lái)編制鉆速定額的方法。鉆速定額=（先進(jìn)鉆速×5+中間鉆速×3+落后鉆速×2）÷10，20世紀(jì)90年代國(guó)內(nèi)編制鉆井周期定額時(shí)普遍采用此方法。國(guó)內(nèi)學(xué)者黃偉和[5]在此基礎(chǔ)上建立了“0.3、0.5、0.2”分段加權(quán)平均先進(jìn)法編制鉆井周期。按井眼尺寸和套管尺寸系列進(jìn)行分段分類(lèi)統(tǒng)計(jì)，分別測(cè)算出同一個(gè)尺寸條件下鉆進(jìn)井段時(shí)間和套管作業(yè)時(shí)間。此方法避免了因單工序工時(shí)累加導(dǎo)致累計(jì)偏差較大的問(wèn)題，操作較為簡(jiǎn)便實(shí)用。

6.周期定額法。周期定額法是指統(tǒng)計(jì)完成一項(xiàng)工作所必需消耗的時(shí)間。各油田周期定額表現(xiàn)形式差別較大，大體分為三大類(lèi)[5]：第一類(lèi)是分區(qū)塊按井深段或井身結(jié)構(gòu)，以“h/m”“h/10m”“h/100m”形式表現(xiàn)的鉆時(shí)定額，如新疆油田；有些油田再附加系數(shù)，如西南油氣田采用井深、井別、井口出露層位、壓力系統(tǒng)、鉆井液密度等參數(shù)確定難度系數(shù)。第二類(lèi)是按施工內(nèi)容和井深，以“h/井次”形式表現(xiàn)的定額，如西南油氣田的固井作業(yè)時(shí)間和華北油田的尾管作業(yè)時(shí)間定額。第三類(lèi)是分區(qū)塊按井型、井別，以“d/口井”“臺(tái)月/口井”形式表現(xiàn)的周期定額，如遼河、大港油田的鉆井周期基礎(chǔ)定額和勝利油田鉆井周期預(yù)算定額。此方法計(jì)算結(jié)構(gòu)合理、數(shù)據(jù)貼近實(shí)際，但其數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理分析的任務(wù)繁重，不適合大量鉆井的油田，只適合井?dāng)?shù)較少的油氣田使用。

7.學(xué)習(xí)曲線法。美國(guó)康奈爾大學(xué)的T.P.Wright博士于1936年提出了學(xué)習(xí)曲線的理論，指當(dāng)一個(gè)人重復(fù)做某項(xiàng)工作時(shí)，隨著熟練程度提高，繼續(xù)從事該項(xiàng)工作所需時(shí)間逐漸減少。美國(guó)Amoco石油公司的Brett和Millheim在20世紀(jì)80年代首次將學(xué)習(xí)曲線理論引入鉆井行業(yè)[6]，提出當(dāng)某一區(qū)域進(jìn)行一系列井別、井型、目的層、井深、井身結(jié)構(gòu)、鉆頭、鉆機(jī)等類(lèi)似的鉆井工作時(shí)，鉆井周期可以用學(xué)習(xí)曲線進(jìn)行擬合。但由于限制條件太多，運(yùn)用范圍較窄，僅適合小區(qū)塊鉆井周期的測(cè)定。

我國(guó)學(xué)者中國(guó)石油大學(xué)的劉朝全，在20世紀(jì)90年代提出了在區(qū)塊、井型、井別、目的層都相同而井深不同的情況下測(cè)算鉆井周期的修正學(xué)習(xí)曲線理論[7]。劉朝全的修正學(xué)習(xí)曲線公式對(duì)塔里木油田提爾根區(qū)塊擬合效果良好，此方法擴(kuò)大了鉆井學(xué)習(xí)曲線的運(yùn)用范圍。

三、鉆井周期測(cè)算方法適用性分析及發(fā)展方向

通過(guò)相關(guān)學(xué)者對(duì)鉆井周期測(cè)算方法的研究可以看出，新區(qū)新層系的探井鉆井周期預(yù)測(cè)多用典型案例法、經(jīng)驗(yàn)估算法和工序工時(shí)法；鉆井技術(shù)相對(duì)成熟、鉆進(jìn)區(qū)塊地質(zhì)資料齊全的開(kāi)發(fā)井鉆井周期預(yù)測(cè)一般采用歷史水平法、加權(quán)系數(shù)法、學(xué)習(xí)曲線法和周期定額法。

隨著鉆井技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)鉆井周期預(yù)測(cè)的手段也在不斷進(jìn)步，目前各大油公司將歷史水平法、學(xué)習(xí)曲線法、典型案例法和周期定額法綜合編制成軟件，一般建立探井和開(kāi)發(fā)井兩個(gè)預(yù)算模板，鉆井周期預(yù)測(cè)軟件將是未來(lái)發(fā)展的方向。