董 烈

（1. 大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院， 黑龍江大慶 163712； 2. 黑龍江省油層物理與滲流力學(xué)重點(diǎn)實驗室， 黑龍江大慶 163712）

0 引 言

目前致密油開發(fā)技術(shù)已逐漸在國內(nèi)油田大規(guī)模推廣應(yīng)用， 主要采用直井縫網(wǎng)壓裂或者水平井體積壓裂的天然能量方式進(jìn)行開采［1-2］。 由于其采用彈性方式， 產(chǎn)量遞減快， 受低油價影響， 經(jīng)濟(jì)效益不明朗［3-4］。 在長期低油價的背景下， 如何快速、 準(zhǔn)確地找到評價致密油藏經(jīng)濟(jì)效益的方法尤為重要。因此需要對經(jīng)濟(jì)評價關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行優(yōu)選， 完善致密油開發(fā)的經(jīng)濟(jì)評價方法， 建立致密油藏主要開發(fā)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)效益之間關(guān)系。 既可減輕經(jīng)濟(jì)評價工作量又能直觀地反映出開發(fā)效益， 避免投資決策錯誤的發(fā)生， 確保致密油藏儲量順利投入開發(fā)， 對油田持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)具有重要意義［5-6］。

國外機(jī)構(gòu)和學(xué)者對致密油氣資源的經(jīng)濟(jì)評價研究較少， 研究成果絕大多數(shù)集中于北美地區(qū)， 并且主要針對的是頁巖氣開發(fā)項目。 J.D.Wright［7］通過300 多口井的數(shù)據(jù)對美國Barntt 頁巖氣影響產(chǎn)能的因素進(jìn)行了分析， 并對投資、 成本和價格進(jìn)行了敏感性分析； Mark［8］利用現(xiàn)金流量法結(jié)合敏感性分析結(jié)果對比了不同類型頁巖氣井凈現(xiàn)值的變化， 以及頁巖氣價格、 成本與凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率之間的關(guān)系， 并對凈現(xiàn)值進(jìn)行了回歸擬合； Ruud［9］對中歐的Posidonja、 Silurian、 Turkey、 Austria 和Alum的5 個頁巖氣產(chǎn)區(qū)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析， 其分析方法類同于Mark 的研究， 分別對這5 個產(chǎn)區(qū)的凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率指標(biāo)進(jìn)行了定量計算和敏感性分析。 目前， 國內(nèi)關(guān)于致密油氣資源開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益的文獻(xiàn)也不多。 劉斌等［10］提出對國內(nèi)致密油藏的經(jīng)濟(jì)效益評價要采用折現(xiàn)現(xiàn)金流量法與投資效果系數(shù)法相結(jié)合， 同時在不同的開發(fā)階段經(jīng)濟(jì)評價的參數(shù)建議采用不同的評價標(biāo)準(zhǔn)。 寧云才等［11］由致密油壓裂水平井全生命周期產(chǎn)能預(yù)測模型計算出單井產(chǎn)油量，利用折現(xiàn)現(xiàn)金流量法評價水平井鉆井壓裂過程中水平段長度和壓裂級數(shù)對經(jīng)濟(jì)效益的影響， 得出存在相對最佳的水平段長度和壓裂級數(shù)范圍使得單井經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最優(yōu)。 通過以上對當(dāng)前國內(nèi)外研究的分析得出， 目前已有的關(guān)于致密油資源技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價方面的研究還不夠深入， 缺少系統(tǒng)性的研究成果。

1 致密油開發(fā)技術(shù)的應(yīng)用

大慶油田剩余未動用儲量中有將近50%的儲量為致密油儲量， 因此致密油儲量的效益開發(fā)對大慶油田的產(chǎn)量接替具有重要作用。 致密油開發(fā)新技術(shù)的應(yīng)用， 提高了產(chǎn)能區(qū)塊初期日產(chǎn)量、 累計產(chǎn)油量和采收率， 但因其開發(fā)成本較高， 經(jīng)濟(jì)效益仍然達(dá)不到預(yù)期。 因此需要分析其開發(fā)指標(biāo)變化規(guī)律，將研究成果應(yīng)用到致密油產(chǎn)能區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)評價中，實現(xiàn)開發(fā)效益的定量評價， 有利于致密油開發(fā)技術(shù)的進(jìn)一步推廣。

1.1 直井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)

直井縫網(wǎng)壓裂技術(shù)是采用更大壓裂規(guī)模的壓裂技術(shù)， 壓裂后產(chǎn)生更多的縫網(wǎng)狀通道， 能更有效地動用致密油難采儲量， 適用于致密油儲量直井方式開發(fā)。 但縫網(wǎng)壓裂投資大， 同時采用天然能量彈性開采， 造成投產(chǎn)后產(chǎn)量遞減率加大。 各產(chǎn)能區(qū)塊初期日產(chǎn)量不同， 也造成了經(jīng)濟(jì)效益差別較大。 因此需要研究直井縫網(wǎng)壓裂井的產(chǎn)油量變化規(guī)律， 以利于建立直井縫網(wǎng)壓裂產(chǎn)能區(qū)塊初期日產(chǎn)量與經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)系。

大慶外圍油田從2013 年開始實施直井縫網(wǎng)壓裂開發(fā)技術(shù)， 為了明確其產(chǎn)量遞減規(guī)律， 選擇了實施時間較長的64 口縫網(wǎng)壓裂井作為直井縫網(wǎng)壓裂遞減規(guī)律研究對象， 64 口直井縫網(wǎng)壓裂井的實際開發(fā)數(shù)據(jù)見表1。 從遞減率的變化規(guī)律上來看， 遞減率比普通壓裂井遞減率大。 大慶外圍油田的產(chǎn)量遞減規(guī)律基本符合雙曲遞減， 因此采用雙曲遞減規(guī)律作為直井縫網(wǎng)壓裂開發(fā)評價期內(nèi)產(chǎn)油量遞減預(yù)測的規(guī)律。 致密油待評價區(qū)塊初始遞減率預(yù)測為30%， 遞減指數(shù)采用0.6， 直井縫網(wǎng)壓裂區(qū)塊投產(chǎn)第1 年按建成產(chǎn)能的30%計算年產(chǎn)油量， 第2 年產(chǎn)油量能夠達(dá)到設(shè)計年產(chǎn)油量， 運(yùn)用此方法預(yù)測到第6 年與實際遞減率結(jié)果較為接近。

表1 已實施縫網(wǎng)壓裂的64 口直井實際開發(fā)數(shù)據(jù)Table 1 Actual development data from 64 fracture-network fractured vertical wells implemented

1.2 水平井體積壓裂技術(shù)

從2013 年開始， 水平井體積壓裂技術(shù)在大慶油田實施， 考慮到實施樣本井?dāng)?shù)少， 將2 年實施的2 批體積壓裂井時間拉齊， 樣本井?dāng)?shù)達(dá)到36 口井，已實施體積壓裂的井水平井實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)見表2。水平井體積壓裂井生產(chǎn)初期日產(chǎn)油10. 6t，但產(chǎn)量遞減率較大， 5 a 內(nèi)的遞減率在30%以上， 開發(fā)效益狀況與初期日產(chǎn)量有很大關(guān)系。 考慮大慶外圍油田產(chǎn)量主要以雙曲遞減為主的特點(diǎn)， 選取初始遞減率為46%、 遞減指數(shù)為0.23 的雙曲遞減來擬合實際遞減率。 折算到實施第6 年的遞減率為30.09%， 與實際結(jié)果較為接近， 以此規(guī)律作為水平井體積壓裂開發(fā)評價期內(nèi)產(chǎn)油量預(yù)測規(guī)律。

表2 已實施體積壓裂的36 口水平井實際開發(fā)數(shù)據(jù)Table 2 Actual development data from 36 volume fractured horizontal wells implemented

2 致密油產(chǎn)能經(jīng)濟(jì)評價方法

對油田產(chǎn)能區(qū)塊進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價的方法主要是常規(guī)的現(xiàn)金流量法， 通過計算產(chǎn)能區(qū)塊評價期內(nèi)每一年的現(xiàn)金收支情況（包括現(xiàn)金流入以及現(xiàn)金流出）以及各項經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)， 從而進(jìn)行產(chǎn)能項目盈利情況分析。 對致密油產(chǎn)能的經(jīng)濟(jì)評價由于其技術(shù)效果、 油層條件、 管理規(guī)范等多方面的不確定性， 與常規(guī)評價方法不盡相同， 有其特殊性［12-15］。

2.1 油氣開發(fā)投資

油氣開發(fā)投資是指在產(chǎn)能建設(shè)中建設(shè)產(chǎn)能項目的投資， 主要包括建設(shè)投資和建設(shè)期貸款利息； 建設(shè)投資包括產(chǎn)能鉆井投資（包括鉆井、完井、壓裂和射孔等）和油井基建投資。 致密油開發(fā)投資中壓裂投資比例較大。 油氣開發(fā)投資費(fèi)用計算公式為

式中：T——油氣開發(fā)投資費(fèi)用， 104元；Tz——產(chǎn)能鉆井投資費(fèi)用， 104元；Tj——基建投資費(fèi)用，104元；Q——建設(shè)期貸款利息， 104元。

建設(shè)期每年的貸款利息計算公式為

式中：qj——建設(shè)期第j年產(chǎn)生利息， 104元；Pj-1——建設(shè)期第（j-1） 年末貸款資金累計金額與利息費(fèi)用累計金額之和， 104元；Aj——建設(shè)期第j年貸款資金金額， 104元；i——年利率，%。

2.2 油氣操作成本

油氣操作成本是指在油氣開發(fā)生產(chǎn)過程中操作和維持井及有關(guān)設(shè)備和設(shè)施發(fā)生的成本性支出， 對應(yīng)生產(chǎn)作業(yè)過程的操作成本參數(shù)主要包括采出作業(yè)費(fèi)、 油氣處理費(fèi)、 井下作業(yè)費(fèi)、 測井試井費(fèi)、 輕烴回收費(fèi)、 維護(hù)及修理費(fèi)、 運(yùn)輸費(fèi)、 其他輔助作業(yè)費(fèi)和廠礦管理費(fèi)等項目。 致密油區(qū)塊采用天然能量彈性開發(fā)， 無注水井， 因此不考慮驅(qū)油物注入費(fèi)。 油氣操作成本的計算公式為

式中：CC——全部油氣操作成本， 104元／井；

Ci——各項操作成本， 104元／井。

2.3 折耗

折耗是指對油氣生產(chǎn)固定資產(chǎn)投資在生產(chǎn)使用過程中的損耗而進(jìn)行的費(fèi)用補(bǔ)償。 目前國際上通用規(guī)則是使用年產(chǎn)油量法來計算油氣資產(chǎn)年折耗率［16］。 利用產(chǎn)量法計算年油氣資產(chǎn)折耗率是指整個產(chǎn)能區(qū)塊的年產(chǎn)油量與整個產(chǎn)能區(qū)塊的剩余經(jīng)濟(jì)可采儲量之比， 由于剩余經(jīng)濟(jì)可采儲量與油價水平、 儲量品質(zhì)和油田生產(chǎn)狀況等很多因素有關(guān)， 很難精確計算。 因此對致密油藏評價期內(nèi)的折耗率的計算方法進(jìn)行了優(yōu)化， 具體公式為：

式中：r——折耗率，%；Qi——區(qū)塊當(dāng)期產(chǎn)油量，104t；Qs——區(qū)塊剩余未采出油量， 104t；A——折耗， 104元；Cg——固定資產(chǎn)原值， 104元；Cs——回收油氣資產(chǎn)余值， 104元。

2.4 致密油經(jīng)濟(jì)效益評價方法

2.4.1 經(jīng)濟(jì)效益計算

在分析致密油開發(fā)區(qū)塊開發(fā)效果的基礎(chǔ)上， 利用現(xiàn)金流量的基本原理分別計算了評價期內(nèi)每年的現(xiàn)金流入、 現(xiàn)金流出、 經(jīng)營成本以及營業(yè)稅金及附加。 形成了投資表、 開發(fā)指標(biāo)表、 成本表、 收入與稅金表、 利潤表和現(xiàn)金流量表等， 從而實現(xiàn)了對致密油藏產(chǎn)能區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益的定量評價。 為了體現(xiàn)評價結(jié)果的可靠性， 評價期內(nèi)的成本費(fèi)用選用已發(fā)生的實際成本， 稅費(fèi)按照實際繳費(fèi)比例來考慮， 包含石油特別收益金。 評價期內(nèi)現(xiàn)金流入計算公式為：

式中：CI——評價期現(xiàn)金流入， 104元；CY——評價期營業(yè)收入， 104元；CB——補(bǔ)貼收入， 104元；Cs——回收油氣資產(chǎn)余值， 104元；CO——現(xiàn)金流出， 104元；CL——流動資金， 104元；C——經(jīng)營成本， 104元；Te——營業(yè)稅金及附加， 104元；Ty——維持運(yùn)營投資， 104元；CQ——棄置費(fèi)， 104元；Tk——礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)， 104元；Fo——其他管理費(fèi)， 104元；S——銷售費(fèi)用， 104元；Tw——城市維護(hù)建設(shè)稅， 104元；Tj——教育附加稅， 104元；Tz——資源稅， 104元。

2.4.2 經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)

經(jīng)濟(jì)效益的主要評價指標(biāo)包含產(chǎn)能項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率、 評價期財務(wù)凈現(xiàn)值、 項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率、 投資回收期、 總投資收益率和資本金凈利潤率等指標(biāo)， 在實際工作中可根據(jù)項目的特點(diǎn)以及不同財務(wù)分析的目的進(jìn)行選用［9-10］。 目前在油氣開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益評價中主要采用投資財務(wù)內(nèi)部收益率、 凈現(xiàn)值和投資回收期3 項指標(biāo)進(jìn)行效益分析， 公式為：

式中：NPV——財務(wù)凈現(xiàn)值， 104元；FIRR——投資財務(wù)內(nèi)部收益率，%；iC——初期設(shè)定的折現(xiàn)率（同基準(zhǔn)收益率），%； （CI-CO）t——第t期的財務(wù)凈現(xiàn)金流量， 104元；H——項目評價期， a；Pt——投資回收期， a；t——時間， a。

基于式（10） —式（12） 的計算步驟， 編制了針對致密油不同開發(fā)方式的多區(qū)塊多油價下的產(chǎn)能區(qū)塊效益評價計算程序， 該程序已經(jīng)在大慶油田致密油產(chǎn)能區(qū)塊評價工作中應(yīng)用多年， 能夠滿足產(chǎn)能區(qū)塊效益評價工作的需要。

3 經(jīng)濟(jì)界限圖版的建立

3.1 典型區(qū)塊

為了開展致密油主要開發(fā)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)界限研究，分別確立了不同開采方式下的典型區(qū)塊， 直井縫網(wǎng)壓裂典型區(qū)塊內(nèi)有50 口生產(chǎn)直井， 無注水井， 水平井體積壓裂典型區(qū)塊內(nèi)有50 口水平井。 2 類開采方式下的典型區(qū)塊新建產(chǎn)能按300 d 計算， 投資基準(zhǔn)收益率采用陸上特殊油氣田基準(zhǔn)收益率標(biāo)準(zhǔn)6%。 評價中各項經(jīng)濟(jì)參數(shù)和稅費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)采用大慶油田外圍采油廠實際數(shù)據(jù)， 整個評價期按15 a 考慮。直井縫網(wǎng)壓裂典型區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表3， 水平井體積壓裂典型區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表4。

表3 直井縫網(wǎng)壓裂典型區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 3 Basic data from the typical blocks of the vertical fracture-network wells

表4 水平井體積壓裂典型區(qū)塊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 4 Basic data from the typical blocks of the volume fractured horizontal wells

3.2 直井縫網(wǎng)界限圖版

采用直井縫網(wǎng)壓裂的產(chǎn)量和含水率變化規(guī)律預(yù)測產(chǎn)能區(qū)塊的開發(fā)指標(biāo)，運(yùn)用致密油產(chǎn)能效益評價計算程序?qū)χ本p網(wǎng)典型區(qū)塊進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益評價，計算了不同油價、不同單井日產(chǎn)量條件下典型區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)效益，并且倒算了在滿足基本內(nèi)部收益率為6%的條件下，典型區(qū)塊在9 個不同油價不同單井日產(chǎn)油量條件下的投資界限，并繪制了單井全部投資界限與初期日產(chǎn)油量的界限圖版（圖1）。 9 種油價下區(qū)塊開發(fā)指標(biāo)以及各項經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)無變化。

應(yīng)用界限圖版可以確定滿足開發(fā)效益前提下的日產(chǎn)量界限， 在明確評價油價和單井投資限額后，通過界限圖版即可確定與之對應(yīng)的產(chǎn)能區(qū)塊的日產(chǎn)量界限， 達(dá)到日產(chǎn)量界限標(biāo)準(zhǔn)即可以通過經(jīng)濟(jì)效益評價， 如果對應(yīng)投資限額下的單井日產(chǎn)量達(dá)不到界限標(biāo)準(zhǔn)， 則區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益不達(dá)標(biāo)。 以縫網(wǎng)壓裂單井產(chǎn)能建設(shè)總投資600萬元／井為界限，可以確定直井縫網(wǎng)壓裂典型區(qū)塊在不同油價下的日產(chǎn)量界限結(jié)果（表5）。

3.3 體積壓裂界限圖版

采用體積壓裂的水平井產(chǎn)量和含水率變化規(guī)律預(yù)測致密油體積壓裂水平井典型區(qū)塊的開發(fā)指標(biāo)，應(yīng)用致密油產(chǎn)能效益評價計算程序?qū)λ骄w積壓裂典型區(qū)塊不同油價、 不同單井日產(chǎn)量條件下的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了評價。 倒算了在滿足基本內(nèi)部收益率為6%的條件下， 水平井體積壓裂典型區(qū)塊9 個不同油價不同單井日產(chǎn)量條件下的單井投資界限， 并繪制了9 種不同油價下單井產(chǎn)能投資與初期單井日產(chǎn)量界限圖版（圖2）。

應(yīng)用界限圖版可以確定體積壓裂水平井滿足開發(fā)效益前提下的日產(chǎn)量界限， 在明確評價油價和單井投資限額后， 通過界限圖版即可確定與之對應(yīng)的產(chǎn)能區(qū)塊的日產(chǎn)量界限。 以水平井體積壓裂單井產(chǎn)能建設(shè)總投資1 800 萬元／井為界限， 利用界限圖版成果可以確定產(chǎn)能區(qū)塊在不同油價下的日產(chǎn)量界限如表6 所示。

表6 水平井體積壓裂單井投資1 800 萬元時不同油價的日產(chǎn)量界限Table 6 Daily production limits at different oil prices for the horizontal volume fractured wells under individual well’s investment of RMB 18 million

3.4 界限圖版的應(yīng)用

油田開發(fā)方案編制的過程中， 需要進(jìn)行產(chǎn)能區(qū)塊的經(jīng)濟(jì)效益評價。 在明確評價油價和單井投資限額后， 通過界限圖版即可確定產(chǎn)能區(qū)塊的日產(chǎn)量界限， 達(dá)到日產(chǎn)量界限標(biāo)準(zhǔn)即可以通過經(jīng)濟(jì)效益評價。 運(yùn)用界限圖版成果能夠快速評價致密油區(qū)塊是否達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益標(biāo)準(zhǔn)， 有效減少了經(jīng)濟(jì)評價工作量， 提高了工作效率。 在某一油價條件下， 如果對應(yīng)投資限額下的單井日產(chǎn)量達(dá)不到界限標(biāo)準(zhǔn)， 則區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益不達(dá)標(biāo)。 對于未達(dá)到評價標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)塊可以采取提高單井日產(chǎn)量或降低投資2 種方法使區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益達(dá)標(biāo)。 單井日產(chǎn)量的提高可以通過提高壓裂工藝水平以及優(yōu)化開采層段等方式來提高， 單井產(chǎn)能投資的降低可以采取公開招標(biāo)的方式。

4 評價結(jié)果的敏感性

根據(jù)直井縫網(wǎng)壓裂以及水平井體積壓裂2 種致密油開發(fā)方式的典型區(qū)塊的評價結(jié)果， 分析了單井日產(chǎn)量和單井產(chǎn)能投資界限變化的情況， 在初期單井日產(chǎn)量相同條件下， 對油價每增加1 美元／桶時，投資界限增加值的變化進(jìn)行了統(tǒng)計（表7）。 當(dāng)油價在65 美元／桶以下， 投資界限增加值較大。 油價超過65 美元／桶以上， 由于石油特別收益金以及稅金的影響， 產(chǎn)能投資界限增加值開始逐漸減小。 表明在油價低時（50 ～65 美元／桶）， 單井產(chǎn)能投資界限對油價比較敏感。

表7 不同開采方式的相同日產(chǎn)量單井產(chǎn)能投資界限變化Table 7 Changes of the productivity investment limits for the single well with the same daily production with different producing methods

在相同油價的條件下， 統(tǒng)計了不同開發(fā)方式下單井日產(chǎn)油量每增加0.1 t 時投資界限的變化情況見表8。隨著油價的逐漸增加，2種致密油開發(fā)方式投資界限也逐漸增加， 這說明隨著油價的升高，投資界限對單井日產(chǎn)量越來越敏感。

表8 不同開采方式下日產(chǎn)量每增加0.1 t 時單井投資界限變化Table 8 Changes of the investment limits for the single well with every 0.1 t increase of daily production with different producing methods

通過評價結(jié)果的敏感性分析可以看出， 在油價低于65 美元／桶的情況下， 致密油單井投資界限結(jié)果對油價更敏感， 在油價高于等于65 美元／桶條件下， 致密油投資界限對單井日產(chǎn)量更為敏感。 因此， 對于致密油開發(fā)來說， 在低油價條件下應(yīng)以降低開發(fā)井單井投資作為提高致密油開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益的主要方向， 在高油價條件下應(yīng)以提高單井日產(chǎn)量作為提高致密油開發(fā)效益的主要措施。

5 結(jié) 論

（1） 基于致密油藏的開發(fā)實踐， 建立了2 種致密油開發(fā)方式下的單井投資界限與日產(chǎn)量界限圖版， 能夠快速評價致密油產(chǎn)能區(qū)塊經(jīng)濟(jì)效益。

（2） 明確了致密油藏效益開發(fā)的油價敏感區(qū)間以及單井初期日產(chǎn)量和產(chǎn)能投資界限對評價結(jié)果的敏感程度， 給出了不同油價下的致密油藏效益開發(fā)方向。

（3） 研究成果可在致密油探明儲量提交、 儲量評價、 油藏開發(fā)方案編制以及油田開發(fā)規(guī)劃的編制等工作中得到更大程度的應(yīng)用。