鉆完井工程鉆頭費(fèi)率合同模式的構(gòu)建與實(shí)施

王克洋，張春妍，楊凱，劉鵬飛，宋峙潮，和鵬飛，范子濤

1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)分公司（天津 300459）2.中海石油（中國(guó)）有限公司 天津分公司（天津 300459）

0 引言

PDC 鉆頭作為鉆井提效的重要元素之一[1-2]，長(zhǎng)期以來，渤海油田鉆頭供貨型合同模式多采用“一口價(jià)”購(gòu)買模式，年度供貨清單注明鉆頭尺寸、型號(hào)、單價(jià)等必要信息。此類型合同沒有機(jī)械鉆速及鉆穿率等技術(shù)指標(biāo)要求，直接采購(gòu)不但占用庫存，還帶來舊資產(chǎn)跟蹤管理和處置難題。作業(yè)者從鉆頭廠家購(gòu)買鉆頭并組織選擇入井鉆頭，鉆頭實(shí)際應(yīng)用效果與鉆頭廠家關(guān)系不大，鉆頭廠家主動(dòng)提升產(chǎn)品質(zhì)量、提高作業(yè)效率的積極性不高，造成被動(dòng)式鉆頭提效。

為有效解決上述難題，近年來渤海油田工程技術(shù)創(chuàng)新了PDC 鉆頭采辦管理思路，由過去單純物資采購(gòu)改為“PDC 鉆頭+技術(shù)服務(wù)”采購(gòu)，即費(fèi)率合同模式[3]。通過招標(biāo)過程，優(yōu)選鉆頭機(jī)械鉆速和鉆頭有效進(jìn)尺為技術(shù)考核指標(biāo)確定中標(biāo)方。新合同將鉆頭技術(shù)指標(biāo)與獎(jiǎng)勵(lì)條款相結(jié)合，設(shè)置梯級(jí)費(fèi)率與獎(jiǎng)罰標(biāo)準(zhǔn)，充分調(diào)動(dòng)了鉆頭服務(wù)商主動(dòng)提高產(chǎn)品質(zhì)量的積極性[4-5]。

1 鉆頭合同模式的創(chuàng)新

1.1 鉆頭費(fèi)率合同

鉆頭費(fèi)率創(chuàng)新了以租代買、功效掛鉤費(fèi)率的模式，新合同模式采用費(fèi)率×進(jìn)尺收費(fèi)，并根據(jù)實(shí)際關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)表現(xiàn)設(shè)置了清晰的獎(jiǎng)懲條款，鉆頭廠家針對(duì)性進(jìn)行鉆頭設(shè)計(jì)并上井服務(wù)。若鉆頭入井應(yīng)用未完成任意一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，作業(yè)者有權(quán)隨時(shí)終止合同，所發(fā)生服務(wù)費(fèi)按處罰條款結(jié)算，當(dāng)僅完成鉆穿率指標(biāo)未完成機(jī)械鉆速指標(biāo)時(shí)，按照進(jìn)尺費(fèi)率×單只鉆頭實(shí)際進(jìn)尺×60%進(jìn)行結(jié)費(fèi)；當(dāng)僅完成機(jī)械鉆速指標(biāo)未完成鉆穿率指標(biāo)時(shí)，按照進(jìn)尺費(fèi)率×單只鉆頭實(shí)際進(jìn)尺×30%進(jìn)行結(jié)費(fèi)；當(dāng)機(jī)械鉆速及鉆穿率二者都未達(dá)標(biāo)時(shí)，按照進(jìn)尺費(fèi)率×單只鉆頭實(shí)際進(jìn)尺×10%進(jìn)行結(jié)費(fèi)。因此，鉆頭表現(xiàn)不佳時(shí)，鉆頭廠家很難回收成本。當(dāng)鉆頭實(shí)際表現(xiàn)超過設(shè)定基本目標(biāo)時(shí)，作業(yè)者對(duì)鉆頭廠家給予一定獎(jiǎng)勵(lì)，本合同中若單只鉆頭鉆至中完井深，且實(shí)際機(jī)械鉆速超過目標(biāo)機(jī)械鉆速，則相應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)，實(shí)際機(jī)械鉆速每超過目標(biāo)機(jī)械鉆速10%對(duì)應(yīng)費(fèi)用獎(jiǎng)勵(lì)10%，封頂最高獎(jiǎng)勵(lì)50%，充分調(diào)動(dòng)鉆頭廠家主動(dòng)提升產(chǎn)品質(zhì)量、改善作業(yè)效率的積極性。

1.2 鉆頭經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算模型

根據(jù)每米鉆井成本計(jì)算模型[6-7]：

式中：C為每米鉆井成本，元/m；Cb為鉆頭費(fèi)用，元/只；Cr為鉆機(jī)、設(shè)備、人員作業(yè)綜合日費(fèi)，元/h；t為鉆頭純鉆時(shí)間，h；t0為起下鉆、循環(huán)鉆井液、接立柱等非鉆進(jìn)時(shí)間，h；F為鉆井總進(jìn)尺，m。

將式（1）變換可得：

由式（2）可知，由于Cr及t0相對(duì)比較穩(wěn)定，所以每米鉆井成本與鉆頭費(fèi)用、總進(jìn)尺關(guān)系密切。

為準(zhǔn)確、客觀評(píng)價(jià)鉆頭費(fèi)率合同模式下鉆頭帶來的效益，根據(jù)渤海油田歷年使用鉆頭資料，經(jīng)過反演回歸與技術(shù)論證[8-9]，得出鉆頭評(píng)價(jià)模型：

式中：E為鉆頭經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，m2/（元·h）；V為機(jī)械鉆速，m/h；σ為系數(shù)。

鉆頭費(fèi)率型合同條款中設(shè)定了PDC鉆頭一次性鉆穿率及機(jī)械鉆速等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)：鉆穿率條款中要求單只鉆頭一趟鉆進(jìn)至中完井深，出井鉆頭IADC內(nèi)排齒磨損達(dá)到1 級(jí)且外排齒磨損評(píng)級(jí)達(dá)到2 級(jí)后（表1），該鉆頭不能再次入井，由鉆頭廠家負(fù)責(zé)回收處理；在σ及Cb恒定前提下，機(jī)械鉆速和進(jìn)尺乘積越大鉆頭經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)越好，同時(shí)每米鉆井成本越低。

表1 鉆頭磨損評(píng)級(jí)表

2 鉆頭合同應(yīng)用及效果

2.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例

2.1.1 新合同案例

2019年天津分公司在X 區(qū)塊實(shí)施了X21-2-4及X13-2-5 兩口探井，在二開406.4 mm（16"）井段均采用M 鉆頭廠家鉆頭費(fèi)率型合同。兩口井中完層位均為館陶組，且本井段技術(shù)指標(biāo)機(jī)械鉆速目標(biāo)值為65 m/h。在實(shí)際作業(yè)過程中，4 井進(jìn)尺為1 864.40 m，純鉆時(shí)間18.25 h，實(shí)際機(jī)械鉆速102.16 m/h，超出技術(shù)指標(biāo)機(jī)械鉆速57.17%；5 井進(jìn)尺為1949.40 m，純鉆時(shí)間18.75 h，實(shí)際機(jī)械鉆速為103.97 m/h，超出技術(shù)指標(biāo)機(jī)械鉆速59.95%。兩口井總進(jìn)尺為3 813.80 m，總純鉆時(shí)間37.00 h，總非純鉆時(shí)間為118.25 h，平均機(jī)械鉆速為103.08 m/h，鉆頭廠家基準(zhǔn)收費(fèi)為費(fèi)率×進(jìn)尺，回收費(fèi)用Q，相當(dāng)于購(gòu)買一只新鉆頭費(fèi)用的87%，本案例獎(jiǎng)勵(lì)比例50%，獎(jiǎng)勵(lì)金額為0.5Q，單只鉆頭總費(fèi)用為1.5Q，相當(dāng)于購(gòu)買鉆頭成本的1.3倍。

2.1.2 舊合同案例

根據(jù)2014—2018年天津分公司與M 鉆頭廠家簽訂的PDC 鉆頭供貨合同，上述井使用鉆頭供貨價(jià)格為1.15Q，單只鉆頭內(nèi)排齒與外排齒IADC 磨損評(píng)級(jí)在達(dá)到1～2 級(jí)之前有效使用進(jìn)尺約為3 500 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，原購(gòu)買鉆頭合同模式下，X區(qū)塊探井相同井深406.4 mm（16"）井段平均機(jī)械鉆速為90 m/h，純鉆時(shí)間為38.89 h，非純鉆時(shí)間為124.44 h。

2.1.3 鉆頭經(jīng)濟(jì)性能

參照上述案例，對(duì)新、舊兩種合同模式下每米鉆井成本進(jìn)行分析，根據(jù)渤海油田鉆機(jī)、設(shè)備、人員作業(yè)綜合日費(fèi)可知，Cr=0.25Q，將新舊兩種案例中的實(shí)例數(shù)值代入式（2）后可得：

計(jì)算可知，Cnew=0.883Cold，鉆頭費(fèi)率型合同較鉆頭供貨型合同模式每米可降低鉆井成本11.7%，將新舊兩種案例中的實(shí)例數(shù)值代入式（3）可得：聯(lián)立式（6）、式（7）可知，Enew=1.32Eold，鉆頭經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)提高32%。

2.2 效果評(píng)價(jià)分析

通過上述鉆頭合同新模式，不僅增加了M 鉆頭廠家利潤(rùn)，還提高了渤海油田X 區(qū)塊相同井段下的平均機(jī)械鉆速，有效節(jié)省了鉆井工期和費(fèi)用。2018年上半年起，天津分公司率先在探井項(xiàng)目組嘗試PDC 鉆頭費(fèi)率合同模式，并逐步推廣到其他各開發(fā)井項(xiàng)目及調(diào)整井項(xiàng)目。由于鉆頭廠家主動(dòng)參與，積極改進(jìn)提高產(chǎn)品質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用也取得了良好效果，新鉆頭合同模式實(shí)現(xiàn)每米降低鉆井成本11.7%，提升鉆頭經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)32%。目前，渤海油田天津分公司已有60%以上鉆頭采用此新模式，有效降低了油田勘探開發(fā)成本，鉆頭廠家也因鉆頭優(yōu)異表現(xiàn)獲得獎(jiǎng)勵(lì)，實(shí)現(xiàn)甲乙方雙贏。鉆頭費(fèi)率合同模式有效降低了庫存，鉆頭廠家自行回收處置舊PDC 鉆頭，不但降低了間接管理成本，而且規(guī)避了舊物資后續(xù)處置風(fēng)險(xiǎn)，開創(chuàng)了甲乙方雙贏新典范[10-11]。

3 結(jié)論與建議

1）鉆頭費(fèi)率合同模式替代直采模式有效降低了渤海油田天津分公司庫存，鉆頭廠家自行回收處置舊PDC鉆頭，成功解決資產(chǎn)處置難題。

2）鉆頭費(fèi)率合同模式采取以租代買、功效掛鉤，有效提高了鉆頭廠家主動(dòng)提升產(chǎn)品質(zhì)量的積極性，成為釋放機(jī)械鉆速、提高鉆井效率的重要抓手。

3）通過鉆頭費(fèi)率合同模式，有效將作業(yè)者及鉆頭廠家密切結(jié)合，既發(fā)揮作業(yè)者對(duì)鉆井井眼軌跡、地層及鉆具組合熟悉的優(yōu)勢(shì)，又將鉆頭廠家最了解自身產(chǎn)品的特長(zhǎng)充分發(fā)揮，兩者實(shí)現(xiàn)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

4）鉆頭費(fèi)率合同模式是原購(gòu)買合同模式的創(chuàng)新，通過改變合同模式，用管理手段促進(jìn)技術(shù)改進(jìn)，有效達(dá)到降本提效目的。