海上油氣田評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策方法探討

姚維晶 姜煒寧

【摘 要】海上油氣田開(kāi)發(fā)方案的確定需要地質(zhì)油藏、鉆采、海洋工程等專(zhuān)業(yè)協(xié)同完成。地質(zhì)儲(chǔ)量的精確程度直接影響后期產(chǎn)能規(guī)模的建設(shè)，而海上設(shè)施一旦建成，后期調(diào)整的余地是非常小的。雖然鉆評(píng)價(jià)井是精確預(yù)測(cè)地質(zhì)儲(chǔ)量的必要手段，然而評(píng)價(jià)井鉆探成本高昂，鉆探的決策需要綜合考慮其經(jīng)濟(jì)意義。評(píng)價(jià)井在方案確定之前鉆探，還是留待投產(chǎn)以后再做決定是本文探討的主要內(nèi)容。作者以實(shí)際工作中的具體例子，探討了由地質(zhì)專(zhuān)業(yè)估算鉆后對(duì)油田儲(chǔ)量影響程度的各種可能性及相應(yīng)的概率，油藏鉆采和工程專(zhuān)業(yè)根據(jù)這些可能的情景分別制定方案，工程經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，綜合各個(gè)專(zhuān)業(yè)工作成果通過(guò)不確定性分析的方法如何幫助評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】前期研究；評(píng)價(jià)井；凈現(xiàn)值；不確定性分析

一、評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策問(wèn)題的提出

海洋油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目中，工程設(shè)施投資動(dòng)輒數(shù)十億元人民幣，如果產(chǎn)能規(guī)模的預(yù)測(cè)過(guò)高，設(shè)施能力閑置將帶來(lái)巨大的浪費(fèi)，預(yù)測(cè)過(guò)低，已經(jīng)建成的平臺(tái)規(guī)模和管輸能力難以擴(kuò)容，成為生產(chǎn)的瓶頸。地下儲(chǔ)量規(guī)模的預(yù)測(cè)越精確，則可以越合理的布置開(kāi)發(fā)井，越精準(zhǔn)的確定產(chǎn)能，從而使鉆完井和海洋工程方案更加經(jīng)濟(jì)。解決儲(chǔ)量規(guī)模不確定性的唯一方法是鉆評(píng)價(jià)井。并非所有的儲(chǔ)量不確定性都會(huì)影響產(chǎn)能建設(shè)，故而評(píng)價(jià)井既可以在前期研究初期完鉆，并將測(cè)井成果用于優(yōu)化動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量，條件允許時(shí)能回接成為生產(chǎn)井；也可以在投產(chǎn)以后利用井口平臺(tái)上的預(yù)留井槽開(kāi)鉆，若未獲商業(yè)發(fā)現(xiàn)直接廢棄，若有商業(yè)發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)化為開(kāi)發(fā)井。后者不在項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵路徑之上，即使有商業(yè)發(fā)現(xiàn)也將作為接替儲(chǔ)量滾動(dòng)開(kāi)發(fā)，不致于影響產(chǎn)能建設(shè)的規(guī)模；而前者則決定了前期研究的儲(chǔ)量動(dòng)用規(guī)模，進(jìn)而影響工程設(shè)施的規(guī)模，對(duì)投資水平甚至項(xiàng)目決策有重要的意義。

理論上，評(píng)價(jià)井的重要性不言而喻。而在實(shí)踐中，海上鉆井費(fèi)用高昂，評(píng)價(jià)井的數(shù)量相對(duì)陸上油田大大減少，為了在前期研究的透徹性和實(shí)現(xiàn)油氣田經(jīng)濟(jì)價(jià)值之間尋求一個(gè)平衡，常常不得不帶著儲(chǔ)量的不確定性進(jìn)入下一階段。評(píng)價(jià)井是否值得鉆，前期研究之前鉆探還是投產(chǎn)以后再鉆，需要用技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析的結(jié)果來(lái)幫助決策。

二、主要概念

1.海上油氣田開(kāi)發(fā)方案前期研究

海上油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目投資巨大，不僅受油氣田儲(chǔ)量和產(chǎn)能規(guī)模以及開(kāi)發(fā)技術(shù)的制約，還受水深、海況、氣候、離岸距離等自然條件以及生活、動(dòng)力、通信等補(bǔ)給條件的制約。進(jìn)行海上油氣田開(kāi)發(fā)方案前期研究的主要目的是制定出油氣田有效開(kāi)發(fā)的地質(zhì)油藏方案、鉆采方案和安全可行的海洋工程概念設(shè)計(jì)方案，為石油公司進(jìn)行上游項(xiàng)目的投資決策提供經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果。前期研究是跨地質(zhì)、油藏、鉆完井、采油、工藝、機(jī)電儀訊、結(jié)構(gòu)、工程經(jīng)濟(jì)等多個(gè)專(zhuān)業(yè)的綜合研究工作。與陸地油田開(kāi)發(fā)相比，海上油氣田的開(kāi)發(fā)方案一旦確定，油田設(shè)施建設(shè)完成，后期調(diào)整的余地大大縮小。

2.評(píng)價(jià)井

評(píng)價(jià)井（根據(jù)《油礦地質(zhì)學(xué)》教材，又稱(chēng)為詳探井），指在地震精查的基礎(chǔ)上（復(fù)雜區(qū)應(yīng)在三維地震評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上），在已獲得工業(yè)性油氣流的圈閉上，為查明油氣藏類(lèi)型、構(gòu)造形態(tài)、油氣層厚度及物性變化，評(píng)價(jià)油氣田的規(guī)模、產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)價(jià)值，以建立探明儲(chǔ)量為目的而鉆的探井。通過(guò)鉆評(píng)價(jià)井來(lái)摸清地質(zhì)儲(chǔ)量是前期研究的龍頭工序，也是后序研究工作的重要基礎(chǔ)。

3.凈現(xiàn)值

凈現(xiàn)值（Net Present Value，后文簡(jiǎn)寫(xiě)為NPV）指標(biāo)是對(duì)投資項(xiàng)目進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)的最重要指標(biāo)之一。該指標(biāo)要求考查項(xiàng)目壽命期內(nèi)每年發(fā)生的現(xiàn)金流量。按一定的折現(xiàn)率將各年凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到同一時(shí)點(diǎn)（通常是期初）的現(xiàn)值累加值就是凈現(xiàn)值。在前期研究的實(shí)務(wù)中，針對(duì)每一個(gè)方案，都由油藏專(zhuān)業(yè)提出井口產(chǎn)量，投資估算專(zhuān)業(yè)提出分期的資本性支出和經(jīng)營(yíng)成本支出以及棄置費(fèi)，經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)專(zhuān)業(yè)根據(jù)一定的產(chǎn)品價(jià)格假設(shè)，按照現(xiàn)行的財(cái)稅制度就可以得出從前期研究開(kāi)始?xì)v經(jīng)建設(shè)期、生產(chǎn)期和油田棄置期間每年的現(xiàn)金流量，考慮石油公司設(shè)定的基準(zhǔn)折現(xiàn)率，就可以計(jì)算得到每一個(gè)方案對(duì)應(yīng)的凈現(xiàn)值。對(duì)單一項(xiàng)目方案而言，NPV不小于零，則項(xiàng)目應(yīng)予以接受；否則拒絕。多方案比選時(shí)，凈現(xiàn)值越大的方案相對(duì)越優(yōu)。

三、不確定性分析方法在評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策中的應(yīng)用

評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策屬于不確定性分析。不確定性分析方法主要分為優(yōu)勢(shì)原則、期望值原則、最小損失原則、最大可能原則、滿(mǎn)意原則。由于評(píng)價(jià)井預(yù)鉆探與否的決策不符合優(yōu)勢(shì)原則的適用情形；最大可能原則不利于規(guī)避極端情況下的風(fēng)險(xiǎn)，而鉆探井的主要目的就是避免極端情況出現(xiàn)時(shí)帶來(lái)的重大決策損失；滿(mǎn)意原則更多的取決于管理層的主管愿望。這三種方法不在本文作進(jìn)一步的探討。

1.期望值原則

期望值原則是指根據(jù)各備選方案損益值的期望值大小進(jìn)行決策，如果損益值用費(fèi)用表示，應(yīng)選擇期望值最小的方案，如果損益值用收益表示，則應(yīng)選擇期望值最大的方案。

2.最小損失原則

最小損失原則指根據(jù)各備選方案最大損失值進(jìn)行決策，優(yōu)選最大損失值最小的方案。

評(píng)價(jià)井鉆探?jīng)Q策需要參考技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。由地質(zhì)專(zhuān)業(yè)預(yù)估評(píng)價(jià)井鉆后整個(gè)油氣田儲(chǔ)量增減的各種可能結(jié)果，并對(duì)這些結(jié)果分別賦予一定的概率權(quán)重。后序的油藏、鉆完井、采油和海洋工程專(zhuān)業(yè)根據(jù)上述結(jié)果分別進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，由工程經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)估算投資并分別進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。根據(jù)各種情景對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)結(jié)果和發(fā)生概率，綜合分析并作出決策。

四、實(shí)例分析

以渤海地區(qū)某油田為例。該油田位于渤海灣，水深在18米左右，初步的開(kāi)發(fā)井設(shè)置方案如圖2所示，經(jīng)過(guò)工程和鉆完井專(zhuān)業(yè)的初步論證后的方案如下，將新建兩座井口平臺(tái)A和井口平臺(tái)B。從A平臺(tái)上鉆A1-A17井，壽命周期內(nèi)的累積產(chǎn)量預(yù)期為462.9萬(wàn)方，B平臺(tái)上鉆B1-B7井，壽命周期內(nèi)的累積產(chǎn)量預(yù)期為143.3萬(wàn)方。與A平臺(tái)棧橋相連的是一座中心處理平臺(tái)，具備對(duì)液體進(jìn)行油氣水分離、為周邊平臺(tái)供電、提供注水、處理生產(chǎn)和生活污水的能力，該平臺(tái)可以將符合銷(xiāo)售要求的原油通過(guò)原油管道輸送到附近的接收平臺(tái)，可以將天然氣輸送到銷(xiāo)售管網(wǎng)。井口平臺(tái)A上設(shè)有鉆修機(jī)以完成鉆完井和后期修井作業(yè)，由于與中心平臺(tái)棧橋相連，故僅設(shè)置井口管匯、加熱器等簡(jiǎn)單的工藝設(shè)備，輔助設(shè)施也相對(duì)簡(jiǎn)單。井口平臺(tái)B上設(shè)有修井機(jī)以完成后期的修井作業(yè)，并設(shè)有簡(jiǎn)單的油氣水分離和加熱裝置、生活樓、注水設(shè)施、污水處理和相應(yīng)的輔助設(shè)施。B平臺(tái)上經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理的液體將通過(guò)一根新鋪設(shè)的4.6公里長(zhǎng)的海底混輸管道輸送至中心平臺(tái)進(jìn)行深度處理，同時(shí)將從中心平臺(tái)鋪設(shè)一根4.6公里長(zhǎng)的海底注水管道至B平臺(tái)以提供注水水源，鋪設(shè)一根4.6公里長(zhǎng)的海底電纜至B平臺(tái)以提供電力。

目前的開(kāi)發(fā)方案中，A16井和B1井所在的小型圈閉因未鉆探井而分別存在一定的儲(chǔ)量風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)地質(zhì)專(zhuān)業(yè)提供的建議，將A16井鉆后可能發(fā)生的情況離散成以下三種：如果鉆后遇到最差的情況，則A平臺(tái)17口開(kāi)發(fā)井累積可采儲(chǔ)量439.6萬(wàn)方；如果鉆后與預(yù)期一致，則累產(chǎn)可達(dá)462.9萬(wàn)方；如果鉆后超出預(yù)期，累產(chǎn)可達(dá)519.6萬(wàn)方。將B1鉆后可能發(fā)生的情況離散成以下5種：鉆后若遇到最差的情況，則B平臺(tái)7口開(kāi)發(fā)井累積可采儲(chǔ)量51.8萬(wàn)方；如果鉆后情況次差，則累產(chǎn)可達(dá)100.9萬(wàn)方；如果鉆后情況比預(yù)期略差，則累產(chǎn)可達(dá)111.1萬(wàn)方；如果鉆后與預(yù)期一致，則累產(chǎn)可達(dá)143.3萬(wàn)方；如果鉆后超出預(yù)期，累產(chǎn)可達(dá)202.1萬(wàn)方。

這兩處地質(zhì)不確定性當(dāng)然必須通過(guò)鉆探井來(lái)落實(shí)，然而我們需要決策的是先鉆探井，再調(diào)整開(kāi)發(fā)方案，還是直接根據(jù)預(yù)期進(jìn)行工程方案設(shè)計(jì)、投入開(kāi)發(fā)以后再行鉆探與否的決策？

1.不影響產(chǎn)能規(guī)模的可以先不鉆

首先是A16井的決策。經(jīng)過(guò)油藏專(zhuān)業(yè)與海洋工程專(zhuān)業(yè)的分析研究，提出如下建議：由于A平臺(tái)有11口油井，6口注水井，A16井鉆后遇到最差的情況，只會(huì)影響A平臺(tái)穩(wěn)產(chǎn)的年限，不會(huì)影響其產(chǎn)能；而A16井若超過(guò)預(yù)期，也只是作為產(chǎn)量接替，同樣不會(huì)影響A平臺(tái)的產(chǎn)能。經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析，即使A16井的產(chǎn)量為0，A平臺(tái)的產(chǎn)量也足以支撐整個(gè)中心平臺(tái)、井口平臺(tái)A和相關(guān)管道的投資、日常經(jīng)營(yíng)成本、稅費(fèi)和生產(chǎn)末期的棄置費(fèi)用，經(jīng)過(guò)現(xiàn)金流分析，該項(xiàng)目的內(nèi)部收益率、凈現(xiàn)值和投資回收期等經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)可以達(dá)到石油公司對(duì)上游投資項(xiàng)目決策設(shè)定的門(mén)檻。既然不影響產(chǎn)能規(guī)模，所以A16井可以不必預(yù)鉆，將鉆探與否的決策點(diǎn)挪到油田開(kāi)發(fā)井開(kāi)鉆以后，因?yàn)檫@樣既可以根據(jù)其他開(kāi)發(fā)井的隨鉆分析結(jié)果，對(duì)地下有進(jìn)一步的了解后作出更加科學(xué)的決策，也有利于流水作業(yè)而節(jié)省工期和費(fèi)用，避免預(yù)鉆后再回接的費(fèi)用。

2.對(duì)油田開(kāi)發(fā)決策產(chǎn)生重大影響的應(yīng)預(yù)鉆

然后是B1井的決策。經(jīng)過(guò)油藏專(zhuān)業(yè)與海洋工程專(zhuān)業(yè)的分析研究，提出如下建議：由于B平臺(tái)僅有4口油井，3口注水井，根據(jù)B1井鉆后情況，B平臺(tái)累積產(chǎn)量的波動(dòng)區(qū)間較大為51.8萬(wàn)方至202.1萬(wàn)方，B1井鉆后情況可導(dǎo)致工程設(shè)施規(guī)模發(fā)生較大變化。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)表面B平臺(tái)累產(chǎn)若低于130萬(wàn)方，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不能達(dá)到石油公司對(duì)上游項(xiàng)目投資決策設(shè)定的門(mén)檻。

為了決策B1井是否應(yīng)預(yù)鉆探，我們將使用決策樹(shù)分析的方法。

地質(zhì)專(zhuān)業(yè)給出了B1井鉆后可能出現(xiàn)的5種情況的概率，后續(xù)油藏、工程和經(jīng)濟(jì)專(zhuān)業(yè)將這5種情況分別進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表：

對(duì)比不預(yù)鉆時(shí)的NPV，預(yù)鉆以后在前三種情景下均選擇放棄開(kāi)發(fā)，NPV為投入的預(yù)鉆井費(fèi)6000萬(wàn)元，而地下儲(chǔ)量結(jié)果為第4和第5種情景時(shí)，因產(chǎn)生回接費(fèi)用和整體開(kāi)發(fā)的推遲，預(yù)鉆后開(kāi)發(fā)的NPV比不預(yù)鉆略差。

圖3 B1井預(yù)鉆與否的決策樹(shù)分析結(jié)果

從情景分析的結(jié)果來(lái)看，若以期望值原則作為決策依據(jù)，預(yù)鉆井的期望NPV0.39億元高于不預(yù)鉆而直接進(jìn)行油田建設(shè)的期望NPV-0.58億元，也高于直接放棄的NPV0元，應(yīng)該選擇預(yù)鉆井。

若以損失最小為決策原則，預(yù)鉆井方案最大損失為NPV-0.6億元，而不預(yù)鉆井可能導(dǎo)致最大損失為NPV-4.7億元。預(yù)鉆評(píng)價(jià)井的選擇也明顯優(yōu)于不預(yù)鉆而直接投資建設(shè)。

五、存在問(wèn)題

本文以實(shí)例探討了評(píng)價(jià)井預(yù)鉆與否的決策方法。在實(shí)際工作中，我們對(duì)此方法的局限性有著一定的認(rèn)識(shí)。

1.評(píng)價(jià)井鉆后可能出現(xiàn)的各種結(jié)果應(yīng)該是連續(xù)的，而不是離散的。為了減化起見(jiàn)而作的離散性假設(shè)將導(dǎo)致一定的誤差。

2.由于前期研究工期和人力資源的限制，每種鉆后儲(chǔ)量結(jié)果所對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)方案只能是粗線(xiàn)條的，決定了其對(duì)應(yīng)的經(jīng)濟(jì)結(jié)果存在誤差。

最后，評(píng)價(jià)井預(yù)鉆與否的決策是海上油氣田開(kāi)發(fā)方案前期研究中常見(jiàn)的問(wèn)題，值得所有從事海上油氣開(kāi)發(fā)的同事共同努力，不斷提高決策的水平，奮力實(shí)現(xiàn)我國(guó)海洋油氣田開(kāi)發(fā)價(jià)值的最大化。

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