海上油氣田樁基導管架平臺設備投資匡算方法探討

李少芳, 姜云飛, 王冰月, 龐洪林

在快速評價中, 工程專業給出的對標平臺多數為總圖、 結構規模等, 尚無設備詳細料單。 設備費對平臺投資、 后續經營成本的合理估算有重要意義。 相關研究及規范表明, 陸地油田及化工企業中, 生產能力指數法應用較為廣泛, 計算簡單、 速度快[1-2]。 但該方法要求類似工程的資料可靠, 條件基本相同,否則誤差就會增大。 目前, 針對陸地油田、 化工企業應用生產能力指數法較多[3-4], 而海上油田應用較少。

對于生產能力指數法, 關鍵在于指數的取值。 結合研究報告統計, 初步分析數據樣本特點及規律, 對數據較多的數據樣本類型優先分析, 對特例數據樣本暫時剔除。 EVIEWS 統計軟件擬合法與生產能力指數法相結合, 探討相關系數取值。 以近期完成的平臺為對象, 計算差異率, 討論匡算方法的適用性、可靠性、 準確性。

1 海上平臺設備構成

為海上油氣田生產運營而建立的平臺, 根據設備功能類別多分為機械設備、 電氣設備、 通訊設備、 儀表控制設備及安全設備等多種類型。 從渤海已開發的典型井口平臺來看, 絕大多數均為依托周邊電力和處理設施, 設備規模圍繞井口數量以及產量變化的居多。 選定海上四腿樁基導管架井口生產平臺, 結合渤海油田實際統計數據及典型開發方案, 從機械設備、 電氣設備、 通訊設備、 儀表控制設備及安全設備等角度出發, 分析關鍵數據指標變化規律。

1.1 機械設備

機械設備是圍繞平臺工藝處理流程要求, 結合油藏指標特征、 井口數量、 油氣水物流處理要求等設置的相應處理設施。海上平臺包括以下系統: 油氣處理系統、 天然氣處理系統、 含油生產水處理系統、 注水系統、 海水防海生物系統、 燃料氣系統、 火炬及放空系統、 閉式排放系統、 開式排放系統、 化學藥劑注入系統、 熱介質加熱系統、 儀表和公用氣系統、 柴油系統、惰性氣體系統、 生活污水處理系統、 外輸計量系統等。 設計人員會根據的平臺的處理要求進行選擇設計, 無人井口平臺系統最少最簡單, 有人井口平臺系統會多一些, 中心處理平臺這些系統基本都有, 而且每個系統的流程也會根據不同情況有所區別。

以本文選定的海上樁基導管架井口平臺為例, 通常包括注水系統、 火炬及放空系統、 閉式排放系統、 開式排放系統、 化學藥劑注入系統、 熱介質加熱系統、 儀表和公用氣系統、 惰性氣體系統、 生活污水處理系統、 外輸計量系統等。

1.2 電氣設備

海上平臺電氣設備為海洋工程的電能供應提供保障, 直接影響海上平臺運行是否順利。 海上平臺電氣設備構成了海上平臺的電力系統, 主要由電源、 配電裝置、 配電電網、 負載四部分組成, 按照一定方式連接, 構成一個完整的發電、 輸電、 配電和用電網絡。 海上平臺電力系統的負載隨運行工況的變化而改變, 初期主要是輔助用點和生活用電, 投產后主要為鉆修井模塊、 才有、 電氣、 油氣處理和生活用電等[5]。

本文選定的海上樁基導管架井口平臺為例, 通常包括高壓開關柜、 中壓開關柜、 低壓開關柜、 應急低壓開關柜、 應急置換泵軟啟、 降壓變壓器、 正常照明及小動力變壓器、 正常電伴熱變壓器、 應急照明及小動力變壓器、 應急電伴熱變壓器、 正常照明及小動力配電盤、 正常電伴熱配電盤、 應急照明及小動力配電盤、 應急電伴熱配電盤、 UPS、 霧笛導航系統、 EMS 等。

1.3 通訊設備

本文選定的海上樁基導管架井口平臺為例, 具體通訊設備包括三層網絡交換機、 微波系統、 廣播告警系統、 軟交換設備、 局域網設備、 閉路電視監視系統、 甚高頻調頻(VHF-FM)無線電臺、 甚高頻調頻(VHF-FM)無線電話對講機、 甚高頻雙向無線電話、 通信電源系統、 掃海雷達、 AIS 系統等。

1.4 儀控設備

本文選定的海上樁基導管架井口平臺為例, 具體儀控設備包括中控盤柜(標準控制柜, 包含控制器(PCS, SIS), 電源模塊, 通訊卡, 底板, 相應卡件等)、 井口控制盤(井口盤及相應控制模塊空間、 單井控制模塊)、 現場儀表(壓力表、 壓力變送器、 溫度變送器、 流量變送器、 關斷閥等)、 火氣系統(可燃氣探頭、 火焰探頭、 硫化氫探頭等)、 能耗計量(能耗計量相關硬件設備及軟件系統)等。

1.5 安全設備

海上樁基導管架井口平臺安全設備包括二氧化碳滅火系統、 氣脹式救生筏、 消防泵、 全封閉耐火救生艇等。

2 平臺設備投資匡算

首先, 針對統計數據進行整體趨勢分析。 四腿樁基導管架井口平臺根據井口數量和產量規模, 又可分為四腿小型井口平臺、 四腿中型井口平臺以及4 腿大型井口平臺。 以這三種井口平臺為例, 分析不同規模井口平臺設備投資在直接投資中占比, 設備投資在直接費中占比基本在20% ～45%之間, 變化幅度較大, 如1 圖所示。

圖1 不同類型井口平臺設備投資在平臺直接費占比Fig.1 Proportion of equipment investment of different types of wellhead platforms in direct expenses of platforms

2.1 EVIEWS 軟件擬合

EVIEWS 是Econometrics Views 的縮寫, 通常稱為計量經濟學軟件, 便于我們開展數據之間的線性、 指數等關系分析。 首先統計可用樣本, 以4 腿井口平臺為基礎, 統計可用樣本個數19 個, 主要功能為油水初步分離, 油氣水混輸進入海管, 不考慮主要產品為氣的平臺。

指標假設: S——設備投資, 萬元人民幣; O——油處理能力, 方/天; G——氣處理能力, 方/天; W——水處理能力,方/天; J——井口數量, 口。 最關鍵的指標——標準差(R2),越接近1 表明擬合效果越好。

按照一元線性關系, 將設備投資油、 氣、 水處理能力擬合, R2為0.66。 擬合R2結果較差, 說明指標需調整優化。 擬合結果見表1。

表1 設備投資與油處理能力、 氣處理能力、水處理能力擬合結果數據表Table 1 Data sheet of fitting results between equipment investment and oil treatment capacity, gas treatment capacity and water treatment capacity

續表1

按照一元線性關系, 將設備投資與井口數量、 油、 氣、 水處理能力擬合, R2為0.96。 盡管擬合R2非常接近1, 但是G、W 指標的系數為負數, 不合理。 擬合結果見表2。

表2 設備投資與油處理能力、 氣處理能力、水處理能力、 井口數量擬合結果數據表Table 2 Fitting results of equipment investment and oil treatment capacity, gas treatment capacity, water treatment capacity and wellhead quantity

按照一元線性關系, 將設備投資與井口數量、 油處理能力擬合, R2為0.94; 擬合R2也比較接近1, O、 J 指標的系數為正數, 比較合理。

綜上, 設備投資與油處理能力、 井口數量擬合效果最好,因此推薦井口平臺設備投資匡算公式如下:S=3.45O+262.59J+109.83 (1)

式中: S——設備投資, 萬元人民幣

O——油處理能力, 方/天

J——井口數量, 口

2.2 實例應用

19 個樣本檢驗結果: 擬合偏差均在正負30%以內; 74%的樣本偏差在20%以內, 47%的樣本偏差在10%以內。

表3 設備投資與油處理能力、 井口數量擬合結果數據表Table 3 Data sheet of fitting results of equipment investment,oil treatment capacity and wellhead quantity

圖2 擬合樣本偏差Fig.2 Fitting sample deviation

3 結 語

以渤海已開發的邊際油田為樣本, 分析研究各專業典型方案及關鍵參數, 建立經濟性體系和快速計算模型, 并以渤海某邊際油田為例, 對模型進行評價。 具體形成以下結論:

(1)本研究得出公式, 適用于油為主要產物的常規井口平臺, 對于綜合平臺的設備投資, 還有待更進一步分析。

(2)未來多個項目的繼續驗證公式的實用性, 并繼續修正改進指標。

(3)結合標準化研究成果, 進一步深入分析設備投資的重要影響因素, 完善除井口平臺以外的平臺類型匡算方法研究。