電代油鉆井經(jīng)濟性評價與應(yīng)用研究＊

王建龍 張雯瓊 鄭永鋒 周婷婷 雷璐 王瑤

1中國石油渤海鉆探工程有限公司工程技術(shù)研究院

2中國石油渤海鉆探工程有限公司第一鉆井分公司

以柴油作為動力源的鉆井方式能源消耗巨大，環(huán)境污染及噪音污染嚴(yán)重[1-4]。近年來對企業(yè)的環(huán)保要求越來越高，并且隨著油價的日益攀升，作業(yè)成本也直線走高。

電力驅(qū)動具有節(jié)省柴油、保護環(huán)境、碳排放量降低、噪音小、操作簡單、設(shè)備體積小、占地面積小、維護費用低、拆搬安裝便捷等優(yōu)勢，是目前國內(nèi)各大鉆探公司大力推廣的節(jié)能項目，是實現(xiàn)減排降耗、綠色生產(chǎn)的主要途徑[5-8]。隨著各大油田的滾動開發(fā)，油區(qū)內(nèi)的電網(wǎng)具有一定規(guī)模，鉆井施工利用工業(yè)網(wǎng)電驅(qū)動鉆機成為可能。但是，電代油鉆井的經(jīng)濟性與電價、油價、鉆井深度、鉆機類型等密切相關(guān)[9-11]。為了進一步提高電代油鉆井的經(jīng)濟效益，開展了電代油鉆井經(jīng)濟性評價，為不同的鉆機、井型等優(yōu)選合適的鉆井方式提供了理論依據(jù)，提高了經(jīng)濟效益。

1 電代油鉆井經(jīng)濟性評價模型建立

電代油鉆井成本支出不僅與電價、油價有關(guān)，還與鉆機臺月、用電量等數(shù)據(jù)有關(guān)。因此對這些數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，確定建模的最終數(shù)據(jù)，然后進行回歸分析，建立經(jīng)濟性評價模型。

1.1 相關(guān)分析

相關(guān)分析是研究兩個或兩個以上處于同等地位隨機變量間的相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計分析方法。兩個變量之間的相關(guān)程度通過相關(guān)系數(shù)r來表示，r值在-1和1之間。當(dāng)r＞0時表示正相關(guān)，當(dāng)r＜0時表示負相關(guān)，r的絕對值越接近1，兩變量的關(guān)聯(lián)程度越強，r的絕對值越接近0，兩變量的關(guān)聯(lián)程度越弱（表1）。

表1 相關(guān)系數(shù)和相關(guān)程度對應(yīng)表Tab.1 Corresponding table of correlation coefficient and correlation degree

對某公司2014—2017年應(yīng)用電代油鉆井的125口單井?dāng)?shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，變量鉆機臺月、累計用電量、柴油單價、電價、架線費用、綜合效益，均不服從正態(tài)分布。因此，對這些數(shù)據(jù)進行相關(guān)系數(shù)分析，以此了解各變量的關(guān)聯(lián)程度，為后續(xù)選擇回歸分析方法做依據(jù)（表2）。

由表2可知，單井綜合效益與累計用電量呈高度相關(guān)，與臺月呈中度相關(guān)，與油價、電價及架線費用相關(guān)性最低。但是，軟件中雙變量的相關(guān)分析只是自變量與因變量一對一的關(guān)系，當(dāng)自變量為多個時，自變量發(fā)生的作用不是獨立的，而是與其他自變量一起聯(lián)合發(fā)揮作用，每個自變量的影響都是在控制了其他自變量基礎(chǔ)之上的分析。因此，如果一個自變量與因變量無關(guān)，但它與其他自變量一起時，是可以對因變量產(chǎn)生顯著影響的，也就可以進行下一步的回歸分析。

表2 相關(guān)系數(shù)分析結(jié)果Tab.2 Analysis results of correlation coefficient

1.2 模型建立與驗證

回歸分析是研究自變量與因變量之間關(guān)系形式的分析方法，主要通過建立因變量Y與影響它的自變量Xi(i=1，2，3，…)之間的回歸模型，來預(yù)測因變量Y的發(fā)展趨勢。

設(shè)定綜合效益為因變量Y，自變量分別為臺月X1、累計用電量X2、柴油單價X3、電價X4、架線費用X5，利用統(tǒng)計學(xué)原理，對某公司2014—2017年應(yīng)用電代油鉆井的125口單井綜合效益做多元線性回歸分析，得到綜合效益Y與自變量X1…X5的多元線性回歸模型：

其中，調(diào)整判定系數(shù)R2=0.806，回歸模型擬合效果較好（表3）。

表3 回歸統(tǒng)計Tab.3 Regression statistics

回歸模型F檢驗的P值為2.2E-126，遠小于顯著性水平0.01，說明該回歸方程效果顯著，方程中至少有一個回歸系數(shù)顯著不為零（表4）。

表4 方差分析Tab.4 Analysis of variance

回歸系數(shù)T檢驗中，X2～X5相對應(yīng)的P值都遠小于0.01，具有顯著線性關(guān)系，X1的P值為0.828，原因是在電代油鉆井運行初期，設(shè)備更新改造，沒有出現(xiàn)設(shè)備檢維修費用，而這些費用與鉆機臺月密切相關(guān)，導(dǎo)致回歸方程中臺月X1的P值較高，回歸系數(shù)不顯著（表5）。

將往年數(shù)據(jù)反代回模型中得到相對誤差，預(yù)測誤差在[-5%，5%]區(qū)間之內(nèi)，如表6所示，綜合來說，該回歸模型擬合效果較好。另外，從模型的形態(tài)上看，在多個影響因素中，柴油單價的系數(shù)絕對值最大，對綜合效益的影響最多，這與實際情況相同。

表5 回歸參數(shù)Tab.5 Regression parameter

表6 綜合效益模型評估Tab.6 Evaluation of comprehensive benefit model

表7 綜合效益預(yù)測Tab.7 Comprehensive benefit forecast

2 現(xiàn)場應(yīng)用

以2017年12月底國內(nèi)成品油價格6 816元/t為柴油單價，0.8元/kWh為平均電價，設(shè)計井深為分段標(biāo)志，假設(shè)臺月、累計用電量、架線費用一定，用回歸模型對2018 年電代油效益進行預(yù)測，得出單井綜合效益預(yù)測（表7）。

2018—2019 年，電代油項目在某公司共應(yīng)用58口單井，其中大港42口單井（33口叢式井），冀東15口單井，大慶1口單井，累計效益700余萬元（叢式井累計效益300余萬元）。井深越深，用電量越多，單井綜合效益越高，節(jié)約成本越顯著。隨著在叢式井推行電代油，短時淺井的累計綜合效益也很可觀。

3 結(jié)論

電代油具有節(jié)省柴油、保護環(huán)境、碳排放量降低、噪音小、操作簡單、設(shè)備體積小、占地面積小、維護費用低、拆搬安裝便捷等優(yōu)勢，是企業(yè)實現(xiàn)減排降耗、綠色生產(chǎn)的主要途徑。電代油鉆井經(jīng)濟效益與電價、油價、鉆機臺月和用電量等數(shù)據(jù)密切相關(guān)，其中油價影響最大，隨著井深的增加，用電量的影響也逐漸增大。通過相關(guān)性分析和回歸分析，建立了電代油鉆井經(jīng)濟效益評價模型，為下一步評價電代油鉆井經(jīng)濟效益提供了理論依據(jù)。