油田增產措施經濟價值對比研究

閆竹芹 來軒昂 冀忠倫

摘? ?要：面對產量的快速遞減和“增儲上產”的重要任務，近年來各油田加大了油井增產措施的實施和推廣。但增產措施工作量大、類型多、差異大，對其經濟價值實現系統、全面、科學的評價存在一定的困難。常用的凈現值法和經濟極限產量法都存在一定的缺陷。為了對增產措施實施全生命周期的評價，消除措施支出規模影響，從多角度刻畫各種措施的經濟價值，對各項工藝進行效益排隊和對比分析。以油田措施井的實際生產數據資料為基礎，利用灰色模糊綜合評判法對重復壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等五種增產措施的經濟價值進行對比分析。研究結果表明，在綜合考慮三個經濟指標的條件下，補孔的經濟效益最好，其次是酸化、重復壓裂、大修，最后是堵水，并結合關聯系數對后三種措施提出改進建議。

關鍵詞：增產措施；價值對比；灰色模糊綜合評判法

中圖分類號：F426? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2024）05-0064-04

一、研究背景

為保證我國能源供應安全，將能源的飯碗牢牢端在自己手里，提高油藏產量和采收率已成為當務之急。油井增產措施能夠挖掘油藏的潛力，延長油田的經濟壽命，提高油田的整體效益。因此，種類豐富的油田增產措施工作量劇增，以重復壓裂、酸化、補孔、堵水及大修為主，為實現油田全年油氣產量當量目標貢獻了重要力量。增產措施需要油田投入高昂的成本，是油田投資計劃部門關注的重點項目，需要持續進行經濟評價。目前的評價方法主要包括經濟極限產量法和凈現值法。經濟極限產量法只考慮實施措施當年的增油量[1]，但是增產措施在實施的1—3年內均可能帶來增油效益，采用這種方法可能會低估經濟效益。凈現值法將整個措施有效期內的增油量納入評估范圍，將內部收益率和基準收益率進行比較，確定措施的經濟有效性。但由于未充分分析措施成本和資金占用時間，只能對單項措施的有效性進行評價，不能對各項措施的經濟效益進行橫向對比。因此，有必要研究一套既全面又科學的增產措施評價體系，來對措施效益進行客觀綜合的評價。

本文根據油田措施井的實際生產數據，集成了模糊綜合評價和灰色綜合評價法形成灰色模糊綜合評判法，利用凈現值、投資回收期、投入產出比等經濟指標，建立評價分析模型，旨在找到能對增產措施效益進行全面精確評價，并能對各種措施效益進行排序的方法，以期為企業實施增產措施提供參考依據。

二、灰色模糊綜合評判法

灰色理論的立足點是有限空間和有限信息，適用于研究不確定性現象和問題。灰色關聯度分析法是一種客觀賦權方法，根據指標間的相關系數確定權數；計算簡單，通俗易懂，采用原始數據直接計算，只需有代表性的少量樣本即可[2]。

模糊綜合評價方法主要是對決策活動所涉及的事物等進行多因素和多目標的評價與判斷。這種方法的特色在于它所得到的評價值不受評價對象周圍因素和集合的影響，并且它著眼于評價對象的多個目標，結合評價對象給予每個目標一個評價指標，最后根據多目標評價值對所有評價對象依次排序。模糊評價方法的優點是模型簡單，評價結果基于多個指標，對多因素和多層次的復雜問題建模及規定參數計算過程不復雜，評價效果較好。

將灰色模糊綜合評判法應用于措施效益的綜合評價中，既能滿足指標體系中某些指標具有不確定和生產信息不完整的特殊性，又能符合企業效益評價決策過程中的綜合性、簡便性和快速性。

三、應用分析

本研究選擇某油田2018年實施的增產措施作為研究對象，主要包括重復壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等五種增產措施。并將凈現值、內部收益率、投資回收期、投入產出比等經濟指標納入評價體系，基于灰色模糊綜合評估法對增產措施進行效益排隊。評價類型屬于事后評價，計算油井增產措施整個有效期內的經濟效益。基于可比性目標，各措施的評價周期須相同。在重復壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等措施實施的第五個自然年度，超過70%的措施井失效。為了準確有效地計算增產措施帶來的增油效益，至少需要措施井五年的生產數據。

使用模糊綜合評價方法分析評價對象的指標時，首先要對評價對象的指標做因素指標集和評價等級集，再分別確定各個因素的權重和他們的隸屬度向量，獲得模糊評判矩陣，然后將這個矩陣與指標的權重及隸屬度進行模糊運算和歸一化，得到最終的模糊評價結果[3]。

（一）選擇指標

選取指標要科學嚴謹，注重指標間相關性帶來的信息重復問題。本研究主要是對增產措施的經濟效益進行評價，常用的經濟評價指標包括凈現值、內部收益率、投資回收期及投入產出比。其中，凈現值和內部收益率屬于效果指標，且兩者之間存在對應關系，凈現值為0時，內部收益率等于基準收益率。但是在生產經營情況發生變化時，凈現值比內部收益率指標更穩定，為了避免指標間相關造成的評價信息重復問題，二者中選用凈現值指標。投入產出比也屬于效果指標，可以將不同投資規模的增產措施標準化為單位資本支出帶來的收益，解決投資規模差異帶來的比較難題。投資回收期屬于效率指標，用于衡量資金的占用周期和回收效率，快速收回的資金可以投入其他項目繼續盈利。凈現值、投入產出比及投資回收期三個指標從措施的盈利總額、單位資金盈利額及資金周轉效率三個方面刻畫其綜合效益，具有相對的完整性和合理性。

（二）建立集合

在本文中，參與評價的增產措施組成的集合為U={重復壓裂，酸化，補孔，堵水，大修}，評價的增產措施共5種；評價指標集V={凈現值，投資回收期，投入產出比}，評價指標共3個。建立增產措施和評價指標的集合后，就可以獲取被評價措施對應評價指標的隸屬度信息，從而為計算模糊關系矩陣奠定基礎。

（三）進行單因素評價

通過單因素評價，計算出不同措施對應的評價指標，詳細計算結果如表2所示。

投資回收期越短，資金就可以越快進入下一個資金循環。投入產出比以單位投入與實際產出的比值形式呈現，單位投入帶來的產出越大，投入產出比越小。因此，投資回收期和投入產出比屬于負向指標，需要進行正向化。指標正向化處理，即用第j個指標的最大值yjmax與yij（i=1，2，···，5）依次作差。此外，各指標的單位不一致，需要進行無量綱化處理。無量綱化處理采用比重化法，這種方法在多目標決策分析中較為常用。公式如下：

其中，i=1，2，···，5，j=1，···，3。無量綱化后得到增產措施的指標矩陣：Cij=0.65? 0.42? 0.280.49? 0.51? 0.660.08? ? 0? ? ? ?00.41? 0.23? 0.24

（四）構造參考數列和計算隸屬度

處理好的矩陣每列取最大值，將指標集c*=（0.65，

0.71，0.66）確定為參考序列，指標集的確定與最優指標集同理[4]。利用各措施的指標集ci=（ci1，ci2，ci3）與參考數列之間關聯度的大小對評價措施進行比較、排序。第i個措施的指標因素Cij與所有措施中最優指標Cj*的關聯系數的計算公式為：

其中P屬于（0，1），一般取P=0.5進行計算，Dij就是我們計算的第i個評價措施對應的第j個評價指標的隸屬度，將所有的隸屬度組合起來就可以得到一個關系矩陣R。根據公式對隸屬度進行計算，計算結果如表3。

表3? 隸屬度計算結果

（五）確定評價指標權向量

對增產措施的經濟效益進行綜合評價，要確定每個經濟指標對于整體評價的重要程度。本文使用熵值法來確定指標權重，這是一種客觀賦權方法，根據指標的變異性大小來確定權重。一般來說，某個指標的信息熵越小，表明指標值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評價中所能起到的作用越大，其權重也越大[5]。根據熵值法確定各經濟指標的權重如下：

1.熵值法也建立在標準化數據的基礎上，通過指標正向化和無量綱化處理后得到矩陣cij；

2.計算指標的變異程度，即第i種措施中的j項指標占該項指標的比重，計算公式如下：

3.求各指標的信息熵。根據信息論的定義，一組數據的信息熵為[5]：

其中n=5，Ej≥0，若pij=0，定義Ej=0。

4.根據信息冗余確定指標權重。信息冗余為Dj，指標權重為wj，計算公式如下：

基于熵值法的計算步驟，求出各指標的信息熵如表4，即凈現值的信息熵為0.92，投資回收期的信息熵為0.82，投入產出比的信息熵為0.80。從而可以得到凈現值的信息冗余為0.08，投資回收期的信息冗余為0.18，投入產出比的信息冗余為0.2。然后對各指標的信息冗余進行歸一化處理，就可以得到評價指標權重如表5，即凈現值的權重為0.17，投資回收期的權重為0.39，投入產出比得權重為0.44，評價指標權向量X=（0.17，0.39，0.44）T。結合表4和表5的數據進行分析，凈現值的信息熵最大，說明五種增產措施中這個指標的變異程度最小，提供的信息量最小，所以凈現值指標的權重最小為0.17。同理，投入產出比指標的信息熵最小，說明五種增產措施中這個指標的變異程度最大，提供的信息量最大，所以投入產出比指標的權重最大為0.44。投資回收期的信息熵處于中間，它的權重也介于凈現值和投入產出比之間，計算結果與信息論中的觀點趨于一致。

（六）進行模糊綜合評價

將前表計算得到的關系矩陣R和指標權向量X合成得到模糊關系矩陣S，根據矩陣S中的組成成分可知，重復壓裂的綜合得分為0.6，酸化的綜合得分為0.81，補孔的綜合得分為0.93，堵水的綜合得分為0.35，大修的綜合得分為0.47。表明在綜合考慮三個經濟指標的條件下，補孔的經濟效益最好，其次是酸化、重復壓裂、大修，最后是堵水。

四、結論與建議

本研究基于凈現值、內部收益率、投資回收期、投入產出比等四個經濟指標，采用灰色模糊綜合評判法對油井增產措施的經濟效益進行評價。該方法計算簡單，結果清晰，可以從多角度分析增產措施的優勢和劣勢。根據模糊矩陣R中的數據提出以下建議：

1.重復壓裂措施的凈現值最優，但投資回收期和投入產出比兩項指標處于中游，說明重復壓裂措施的總效益突出，由于投資規模較大，投資回收期較長，單位投資帶來的收益也一般。因此，重復壓裂措施在降低投資支出方面存在較大空間。

2.堵水措施的各項指標均不太理想，應該警惕此類情況出現的原因：一方面提高堵水措施的技術有效率，促進措施井長期有效增油；另一方面提升對堵水措施的管理能力，壓縮堵水措施的投資支出，圍繞“降本增效”這一重點工程，全面提升堵水措施的經濟效益。

3.大修與補孔措施凈現值指標一致，但投資回收期和投入產出比兩項指標都與補孔措施有較大差距，顯示出大修措施資金占用周期長、單位投資收益差等問題。而且大修措施資金投入高，但總效益卻與補孔和酸化接近，未有效發揮資金的規模優勢。

參考文獻：

[1]? ?楊元明.增產措施效果技術經濟綜合評價方法[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（19）：5-7，9.

[2]? ?虞曉芬，傅玳.多指標綜合評價方法綜述[J].統計與決策，2004（11）：119-121.

[3]? ?程麗.基于AHP與模糊綜合評判的畢業生就業質量評價[J].重慶交通大學學報（社會科學版），2011，11（1）：117-120，2.

[4]? ?張山江，陳武.基于灰色關聯度的油井增產措施經濟評價[J].企業技術開發，2015，34（19）：97-99.

[5]? ?朱福林，張波，王娜，等.基于熵權灰色關聯度的印度服務外包競爭力影響因素實證研究[J].管理評論，2017，29（1）：53-61.

Comparative Study on Economic Value of Oil Well Stimulation Measures

YAN Zhuqin1，2， LAI Xuanang1，2， JI Zhonglun1，2

（1.Oil and Gas Technology Institute， PetroChina Changqing Oilfield Branch， Xian 710018， China;

2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field， Xian 710018， China）

Abstract： Facing the rapid decline of production and the important task of the increase in oil reserve and production， the oil fields have increased oil well stimulation measures in recent years. Due to the stimulation from volume， type， technical differences， it is difficult to evaluate the economic value of the stimulation with a system， comprehensive and scientific evaluation method. Net present value method and economic limit production method as the commonly used two methods， there are some defects. In order to implement the full life cycle assessment of well stimulation， eliminate measures spending scale effects， depicting various measures of economic value from various angles， to benefit all measures queue and comparative analysis. Based on the actual production data of of measure wells in Jiyuan oil field， using the grey fuzzy comprehensive evaluation method to Compare the economic value of the repeated fracturing， acidizing， fill holes， water plugging and overhaul. Under the condition of synthetically considering the three indicators， research has been clear about the economic benefit of different measures， and puts forward suggestions combined with the correlation coefficient to improve measure efficiency.

Key words： Stimulation measures; Economic value; Grey fuzzy comprehensive evaluation method

[責任編輯? ?劉? ?瑤]