侯春華，陳 武，趙小軍，余曉鐘，馬 晶

(1.中國石化勝利油田地質科學研究院，山東 東營 257015； 2.西南石油大學經濟管理學院，四川 成都 610500)

油田注水開發(fā)經濟評價方法研究

侯春華1，2，陳 武2，趙小軍1，余曉鐘2，馬 晶1

(1.中國石化勝利油田地質科學研究院，山東 東營 257015； 2.西南石油大學經濟管理學院，四川 成都 610500)

本文針對油田注水開發(fā)的特點，考慮油田產量遞減和含水率遞增的實際情況，利用技術經濟學中的動態(tài)盈虧平衡分析方法，結合油田注水開發(fā)投資的估算、收入的估算和支出的估算，建立了油田注水開發(fā)的經濟評價模型。利用Excel軟件在一定原油價格分別測算不同內部收益率、不同井深、不同含水率情況下的單井日產量；然后利用SPSS統(tǒng)計軟件對測算得到的樣本數據進行回歸分析，得到了內部收益率與單井日產、井深、含水率之間的函數關系；最后根據建立的回歸分析模型對某油田的2個區(qū)塊進行應用，檢驗該經濟評價方法的實用性。

油田；注水開發(fā)；經濟評價；油田注水開發(fā)經濟評價模型；動態(tài)盈虧平衡分析法

1 問題的提出

油田注水開發(fā)是指油田完成產能建設投資，形成生產能力后，在開采初期或者開采過程中，通過注水井補充油層本身能量的下降，而達到增加原油產量和延長油田開采時間，最終提高油田采收率的目的[1]。在采用注水開發(fā)的情況下，隨著開采時間的增加，油田的驅油物等注入費用會發(fā)生相應的變化，同時產液量會不斷的增加，原油含水率也不斷的上升，必然會導致相應的操作成本的增加，而在傳統(tǒng)的油田經濟評價中，一般不考慮操作成本的變化和含水率的上升[2]。本文針對油田注水開發(fā)的實際情況，結合注水開發(fā)操作成本和原油含水率上升這一變化規(guī)律，建立了油田注水開發(fā)經濟評價模型；通過該模型確定單井的初始經濟產量與內部收益率、油藏埋深和含水率之間的數量關系；再根據得到的數據，運用SPSS軟件進行回歸分析，得到內部收益率與原油產量、油藏埋深和含水率之間的回歸模型，運用回歸分析模型，可以很方便地得到油田注水開發(fā)經濟評價的結果[3]。油田注水開發(fā)經濟評價模型的建立和運用，既是對傳統(tǒng)經濟評價的補充和完善，也是對油田注水開發(fā)經濟評價方法的嘗試，可以為油田注水開發(fā)經濟評價提供一種思路和探索。

2 油田注水開發(fā)經濟評價模型

油田在注水開發(fā)中，除了一般油田開發(fā)需要考慮的因素之外，還需要考慮的是初始含水率和極限含水率，根據初始含水率和極限含水率，同時考慮含水率遞增的方式，可以得到含水率的遞增率。油田在注水開發(fā)中，每年的操作成本也會隨著含水率的變化而發(fā)生相應的變化，因此需要從動態(tài)的角度考慮評價期內每年的操作成本[4]。油田注水開發(fā)經濟評價模型的建立，其思路是運用技術經濟的基本原理，采用動態(tài)盈虧平衡分析方法，將油田注水開發(fā)的收益和收益性支出均折現，得到油田注水開發(fā)收益凈現值，即收益凈現值與油田注水開發(fā)的產能建設投資凈現值相等[5]。

油田注水開發(fā)經濟評價模型的特點是：(1) 收入的估算考慮油田產量遞減方式和綜合稅率；(2) 收益性支出的估算除考慮初始含水率、極限含水率和含水率上升方式外，還需要考慮隨著含水率的變化，評價期限內各年的操作成本也會發(fā)生相應的變化；(3) 產能建設投資的估算考慮注水井的比例、鉆井工程投資、地面建設工程投資和其他投資等。

2.1收入的估算

根據油田產能建設和開發(fā)的特點，一般分為上產階段、穩(wěn)產階段和遞減階段。對于規(guī)模比較小的區(qū)塊或者采用滾動開發(fā)的油田，一般可以將上產階段合并到穩(wěn)產階段。基于這樣的假設，因此，油田注水開發(fā)的收益也分為穩(wěn)產階段的收益和遞減階段的收益，也就是原油銷售收入扣除銷售稅金及附加后的余額，銷售稅金及附加主要包括增值稅、所得稅、資源稅及其他稅金[6]，銷售稅金及附加采用綜合稅率的處理方式。其計算公式為：

穩(wěn)產期的收益現值為：

(1)

遞減期的收益現值為：

(2)

式中

Rw—穩(wěn)產期的收益現值，元；

RD—遞減期的收益現值，元；

Q—年原油產量，t；

K—原油商品率，%；

P—原油銷售價格，元/t；

Ir—內部收益率，%；

Tx—綜合稅率，%；

D—年綜合遞減率，%；

n1—穩(wěn)產期，a；

n2—遞減期，a。

2.2收益性支出的估算

在油田產能建設完成后，油田進入開發(fā)階段，還會發(fā)生相應的成本費用支出。收益性支出是指為了獲得原油收益所發(fā)生的相應支出，收益性支出通常包括年操作費用、管理費用、財務費用和銷售費用等[7]。收益性支出也包括穩(wěn)產階段和遞減階段。根據油田實際，收益性支出按單井計量主要有材料費用、燃料費用、井下作業(yè)費用、測井試井費用、維護及修理費用等；按單位產量計量主要有直接人員費用、運輸費用、其他直接費用、輕烴回收費用、廠礦管理費用和期間費用等。除此之外，還有按噸液計量主要有動力費用、油氣處理費用和驅油物注入費用等。結合油田注水開發(fā)原油產量遞減和含水率遞增，得到評價期限內各年操作成本，因此，收益性支出的計算公式為：

穩(wěn)產期的收益性支出現值為：

(3)

遞減期的收益性支出現值為：

(4)

式中

Zw—穩(wěn)產期的收益性支出現值，元；

ZD—遞減期的收益性支出現值，元；

M—按單井計量費用之和，元；

N—按單位產量計量的費用之和，元；

DL—每噸液動力費用，元/噸液；

YC—每噸液油氣處理費用，元/噸液；

QY—驅油物注入費用，元/噸水；

Fw—綜合含水率，%；

α—綜合含水率遞增率，%。

其中：

M=CL+RL+ZY+CS+WX

N=ZR+YS+QZ+TJ+QH+CG+QJ

式中

CL—單井材料費用，元/井；

RL—單井燃料費用，元/井；

ZY—單井井下作業(yè)費用，元/井；

CS—單井測井試井費用，元/井；

WX—單井維護及修理費用，元/井；

ZR—直接人員費用，元/噸油；

YS—運輸費，元/噸油；

QZ—其他直接費用，元/噸油；

TJ—天然氣凈化費用，元/噸油；

QH—輕烴回收費用，元/噸油；

CG—廠礦管理費用，元/噸油；

QJ—期間費用，元/噸油。

2.3資本性支出的估算

油田注水開發(fā)資本性支出主要包括鉆井工程投資、地面建設及配套工程投資和其他投資等。在鉆井工程投資中，主要包括油井和注水井的投資，同時要根據不同的油藏特點和地質結構，考慮注水井的比例和單位進尺的鉆井綜合成本[8]。鉆井綜合成本包括鉆井、測井、錄井、試油等綜合項目的成本費用。資本性支出的計算公式為：

(5)

式中

Z—資本性支出，元；

C—鉆井綜合成本，元/m；

H—井深，m；

DM—地面建設投資，萬元/井；

QT—其他投資，萬元/井；

n0—產能建設期，a。

在油田注水開發(fā)項目結束時，資本性支出現值與收益凈現值相等，即：

(6)

從式(6)中求出Q的值，即得到油田注水開發(fā)單井初始經濟年產量：

(7)

根據式(7)可以得到油田注水開發(fā)單井初始經濟日產量：

(8)

式中

q—單井初始經濟日產量，t/d。

3 油田注水開發(fā)經濟評價參數的選擇

3.1收入評價參數

原油商品率的選取可以參照油田近年來的統(tǒng)計數據進行統(tǒng)計分析得到，也可以根據經驗選取，在本文的研究中選取95%；原油價格可以參照國際市場原油價格或者國內油田經濟評價時原油價格的選擇方法，在本文的研究中選取2 750元/t；綜合稅率的選取可以根據油田近年來原油銷售稅金及附加和銷售收入的統(tǒng)計資料進行統(tǒng)計分析得到，在本文的研究中綜合稅率選取20%[9]。

3.2收益性支出評價參數

油田注水開發(fā)收益性支出評價參數主要是評價期限內各年的操作成本和期間費用，其參數選取的數值見表1。

表1 油田注水開發(fā)操作成本及其期間費用參數表

3.3資本性支出評價參數

資本性支出參數對油田注水開發(fā)經濟評價時既是一個重要的參數，但由于涉及的因素和環(huán)節(jié)較多，也是一個比較難確定的參數，需要認真分析和研究，不同的情況可能處理的方式也有一定的差異。

3.3.1 鉆井工程投資

油田注水開發(fā)產能建設鉆井工程投資主要包括鉆井工程、測井工程、錄井工程、試油工程等。影響鉆井工程投資大小的主要因素是油藏埋深、注水井比例和單位進尺綜合成本，可以參照油田注水開發(fā)產能建設鉆井工程設計進行測算。在本文的研究中，單位進尺綜合成本按2 500元/m估算[10]。

3.3.2 地面建設及配套工程投資

油田注水開發(fā)地面建設及配套工程投資主要包括原油集輸管網、聯合站和原油脫水處理等。地面建設及配套工程投資可以參照油田注水開發(fā)地面建設及配套工程設計進行測算，在本文研究中按100萬元/井估算。

3.3.3 其他投資

油田注水開發(fā)產能建設的其他投資主要包括地質設計、鉆井工程設計以及其他費用等，在本文研究中其他投資按20萬元/井估算。

3.3.4 其他相關評價參數

根據中國石油天然氣股份有限公司經濟評價的規(guī)定，原油的評價年限選取15 a。建設期根據油藏的實際情況選取，在本文研究中建設期選取1 a；油田的穩(wěn)產年數，根據油藏的特點、采油速度和開采工藝來確定，根據一些油田的實際，綜合考慮，在本文研究中把原油穩(wěn)產年限定為2 a；年綜合遞減率，可以參照同類油藏開采情況選取，在本文研究中選取7%[10]。值得說明的是，產量的遞減有五種方式，即凸型遞減、凹型遞減、直線遞減、指數遞減和調和遞減，在本文研究中選取直線遞減；除此之外，含水率的遞增有五種方式，即直線遞增、調和遞增、指數遞增、凸型遞增，同時Logistic函數也可以研究含水率遞增，本文選取直線遞增的方式[11]；年生產天數定為330 d。

在注水開發(fā)經濟評價中，除了考慮一般油田開發(fā)經濟評價的參數以外，還需要考慮含水率上升的方式，結合初始含水率和極限含水率，得到相應的含水率遞增率，進而得到所對應的相關其他變量之間的經濟關系。在一般經濟評價中，操作成本一般都是按照單位產量分項進行計量，而在注水開發(fā)經濟評價中，將操作成本參數分為按單井進行計量、按產液量進行計量和按單位產量進行計量三種方式，這也是考慮了注水開發(fā)的特點而進行設置的。

3.4內部收益率與井深、單井日產、含水率的關系

在初始含水率5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%(極限含水率為96%)的情況下，可以計算得到相應的綜合含水率遞增率；再通過Excel計算得到內部收益率與井深、單井日產、綜合含水率的關系，總共可得到18張表。以含水率60%為例，內部收益率與井深、單井日產、含水率的計算結果如表2所示，其他含水率的計算表省略。

將表2的計算結果，繪制得到圖1。

基于以上得到的1134組的數據樣本，利用SPSS軟件進行回歸分析，得到油田注水開發(fā)內部收益率與井深、單井日產量、含水率之間的關系，其回歸精度和相關系數如表3、表4所示。

從表3可以看出回歸的效果比較好，相關系數為0.938，擬合系數能達到0.9左右，即是說明油田注水開發(fā)的內部收益率與井深、單井日產量、含水率存在高度相關。

表2 內部收益率、井深和單井日產量關系表(初始含水率60%)

圖1 內部收益率、井深和單井日產量(初始含水率60%)關系圖

模型相關系數R判定系數R2調整的判定系數R2回歸估計標準誤差S10.9380.8790.8790.01796

表4 相關系數表

根據表4可以得到油田注水開發(fā)的內部收益率與井深、單井日產量、含水率的線性回歸模型為：

上式的經濟意義是：在其他條件不變的情況下，單井日產量每增加1t時，內部收益率將增加0.51%；井深每增加1 m時，內部收益率將減少0.006%；含水率每增加1%時，內部收益率將減少0.02%。所以單井日產量是影響油田注水開發(fā)經濟效益的最為敏感的因素。

4 應用

某油田某區(qū)塊采用注水開發(fā)方式，設計總井數23口，其中油井16口、注水井7口，需要鉆新井22口,平均井深3 130 m，總進尺6.886×104m，單井日產油6.5 t，建成原油生產能力3.12×104t，穩(wěn)產期2 a，遞減率7%，初始含水率為60%。

根據中國石油天然氣股份有限公司對油氣藏經濟評價的要求，內部收益率大于12%的油氣藏是可以開采的，因此說明該區(qū)塊的經濟效益較好，具有開發(fā)價值。

再例如某油田某區(qū)塊采用注水開發(fā)方式，部署采油井2口，需要鉆新注水井1口，平均井深2 150 m，總進尺0.215×104m，單井日產油3.5 t，建成原油生產能力0.23×104t，穩(wěn)產期2 a，遞減率7%，初始含水率為50%。

該區(qū)塊的效益也達到中國石油天然氣股份有限公司對油氣藏經濟評價的要求，亦具有開發(fā)價值。

5 結 論

本文通過對油田注水開發(fā)特點的分析，根據動態(tài)盈虧平衡分析原理，建立了油田注水開發(fā)經濟評價模型。在一定的環(huán)境條件下，得到單井日產量與內部收益率、井深、含水率之間的數量關系，對得到的相關測試數據，利用SPSS軟件進行回歸分析，進而得到內部收益率與單井日產量、井深、含水率之間的回歸分析模型，再通過建立的回歸分析模型，可以很方便地進行油田注水開發(fā)的經濟評價。通過本文的研究，可以得到以下幾個重要的結論：

(1) 在其他經濟評價參數不變的情況下，在內部收益率一定的條件下，油田注水開發(fā)的井深與單井日產成指數遞增的關系，見表2和圖1；

(2) 由式(9)可以看出，油田注水開發(fā)的內部收益率與單井日產量成正相關的關系,一般來說，單井日產量較高的區(qū)塊，經濟效益都較好；與井深、含水率成負相關的關系。同時也可以看出，單井日產量是影響油田注水開發(fā)經濟效益最為敏感的因數。

(3) 由于不同的油田和油藏的情況不同，在注水開發(fā)經濟評價時，其投資參數和收益性參數在取值上有一定的差異。值得注意的是，原油價格對油田注水開發(fā)經濟評價的影響較大，但是在相同的環(huán)境情況下，原油價格對各個油田在同一時期應該是相同的，因此在本文的研究中把原油價格當作參數處理。如果要研究在不同的價格情況下油田注水開發(fā)經濟評價，可以得到另外的經濟評價模型，本文為油田注水開發(fā)的經濟評價提供一種思路，有些問題還有待進一步的研究。

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(編輯：戴 婷)

A Study on Economic Evaluation Method of Oilfield Water Flooding Development

HOU Chun- hua1，2，CHEN Wu2，ZHAO Xiao- jun1，YU Xiao- zhong2，MA Jing1

1.Research Institute of Geological Science，Sinopec Shengli Oil Field，Dongying Shandong 257015，China2. School of Economics and Management，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China

According to the characteristics of water flooding，and taking into consideration the reality of oil production decline and moisture content increase，this article establishes an economic evaluation model for water flooding，which combines estimation of investment，income and expenditure. The method used here is called dynamic break- even analysis in technical economics. First，the authors calculate the daily production per well at different internal rates of return，different depths，different water contents at a certain oil price by Excel; then they use SPSS to conduct a regression analysis of the sample data and get the functional relations between the internal rate of return and the daily production per well，depth，water content respectively. Finally，the regression analysis model is applied to two blocks of a certain oil field to test its practicability.

oilfield；water flooding development；economic evaluation；economic evaluation model for water flooding development；dynamic break- even analysis

1674-5094(2014)02-0001-06

10.3863/j.issn.1674-5094.2014.02.001

F407.22

A

2013-09-13

中國石化勝利油田分公司地質科學研究院資助項目(經管B123)。

侯春華(1969-)，女(漢族)，山東鄆城人，高級工程師，博士研究生，研究方向：石油工程管理。

本文已由中國知網(http:∥www.cnki.net/)“學術期刊優(yōu)先數字出版平臺”優(yōu)先出版。

侯春華，陳 武，趙小軍，等.油田注水開發(fā)經濟評價方法研究[J].西南石油大學學報：社會科學版，2014，16(2)：1-6.