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      分成模式開發(fā)油田極限產(chǎn)量和含水率計(jì)算方法

      2019-07-25 10:01:24張曉華
      關(guān)鍵詞:處理費(fèi)產(chǎn)液單井

      張曉華

      (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)

      經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量及極限含水率是判斷開發(fā)井是否經(jīng)濟(jì)有效的重要依據(jù),國內(nèi)外學(xué)者在計(jì)算極限產(chǎn)量方面取得了許多重要成果[1?4],有效指導(dǎo)了油田生產(chǎn)。陳塵等[5?6]認(rèn)為油井廢棄日產(chǎn)油量經(jīng)濟(jì)極限是指在一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,生產(chǎn)井產(chǎn)油量的稅后產(chǎn)值等于該井的極限成本時(shí)的日產(chǎn)油量,即按銷售價(jià)格計(jì)算的稅后利潤為零時(shí)的日產(chǎn)油量。張明泉等[7]利用投入產(chǎn)出平衡原理推導(dǎo)出經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量關(guān)于成本、油價(jià)的函數(shù)關(guān)系,并確定最優(yōu)產(chǎn)量下的成本、油價(jià)臨界值。于樂香等[8]確定了不同滲透率級(jí)別下的極限含水率。蘭麗鳳等[9?10]建立了砂巖油藏的經(jīng)濟(jì)極限含水率模型。但是國際合作的分成開發(fā)油田與國內(nèi)油田開發(fā)不同,分成油田面臨利潤分配、開發(fā)有效期短、高額成本以及相應(yīng)的稅費(fèi),需要短期內(nèi)多拿油、快拿油,經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國內(nèi)同類油田的開發(fā)[11?13],因此該類油田的經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量和極限含水率必須考慮分成因素,本文重點(diǎn)研究了分成因素對(duì)極限產(chǎn)量和極限含水率的影響,對(duì)于油田管理者開發(fā)及制定開發(fā)調(diào)整方案,節(jié)約費(fèi)用具有重要意義。

      1 模型建立

      1.1 分成合同

      縱觀國際油氣合作一百多年的發(fā)展歷程,其合同模式的發(fā)展可以總結(jié)為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段是屬性的轉(zhuǎn)變,從租讓制協(xié)議到合同制合同的發(fā)展;第二個(gè)階段是合同形式的多樣化延伸,從礦費(fèi)稅收制合同向多種合同模式的發(fā)展。本文分析以A油田的產(chǎn)品分成合同為例。

      A油田開發(fā)期限為20年,礦區(qū)使用費(fèi)為產(chǎn)量的10%。成本回收之前,成本油為全部產(chǎn)油量的50%。從承包商的勘探、開發(fā)成本和支出全部用成本油回收之日起,剩余成本油資源國占70%,承包商占30%。利潤油資源國占45%,承包商占55%。成本油和所屬承包商扣除稅費(fèi)后的利潤油首先回收當(dāng)期操作成本,剩余部分以折舊形式回收投資。

      1.2 經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量模型

      運(yùn)用盈虧平衡分析原理結(jié)合油藏工程方法對(duì)海外分成油田的單井經(jīng)濟(jì)界限進(jìn)行研究。盈虧平衡分析法,是通過分析產(chǎn)品產(chǎn)量、成本和盈利之間的關(guān)系,找出方案盈利和虧損在產(chǎn)量、單價(jià)、成本等方面的臨界點(diǎn),以判斷不確定性因素對(duì)方案經(jīng)濟(jì)效果的影響程度,說明方案實(shí)施的風(fēng)險(xiǎn)大小,這個(gè)臨界點(diǎn)被稱為盈虧平衡點(diǎn)(BEP)[14?22]。盈虧平衡點(diǎn)(BEP)可以有多種表達(dá),一般是從銷售收入等于總成本費(fèi)用即盈虧平衡方程式中導(dǎo)出。依據(jù)這一原理得到經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量模型如下:

      由于分成開發(fā)的油田,產(chǎn)量需要在資源國和承包商之間進(jìn)行分配,所以引入了分成比例:

      其中,可變成本可分成三類,第一類是與分成比例及含水率無關(guān)的可變成本(Cv1),包含材料費(fèi)、燃料費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)、井下作業(yè)費(fèi)、測(cè)井試井費(fèi)、稠油熱采費(fèi)、輕烴回收費(fèi);第二類是與分成比例相關(guān)的可變成本(Cv2),主要包括運(yùn)輸費(fèi)和口岸處理費(fèi)。第三類是與含水率相關(guān)的可變成本(Cv3),包含驅(qū)油物注入費(fèi)和油氣處理費(fèi),

      固定成本包含工人生產(chǎn)工資、職工福利費(fèi)、維護(hù)及修理費(fèi)、其他直接費(fèi)、廠礦管理費(fèi)用。

      油氣處理費(fèi)和驅(qū)油物注入費(fèi)需要考慮含水率,不同的含水率條件下,產(chǎn)液量不同,產(chǎn)生的油氣處理費(fèi)和驅(qū)油物的注入費(fèi)也不同。

      油田產(chǎn)液量是產(chǎn)油量和產(chǎn)水量之和,因此產(chǎn)液量可以表示為:

      由含水率定義得到其公式為:

      由式(7)可以得出產(chǎn)水量qw和產(chǎn)量qe的關(guān)系式:

      將式(8)代入式(6)可以得出:

      根據(jù)注采平衡原理,維持地層合理壓力穩(wěn)定,注入量與極限產(chǎn)量和注采比的關(guān)系為:

      注入費(fèi)用的表達(dá)式為:

      將式(2)-(11)代入式(1)得到極限產(chǎn)量的計(jì)算公式(12):

      式中:qo為單井日產(chǎn)量,t/d;P為油價(jià),$/桶;α為桶噸比,桶/t;η為原油商品率,%;T為生產(chǎn)時(shí)間,d;Cv為可變成本,$;Cf為固定成本,$;k為分成比例,無因次;qe為極限產(chǎn)量,t/d;Ct為運(yùn)輸費(fèi),$;Cp為口岸處理費(fèi),$;Ch為油氣處理費(fèi),$;Ci為驅(qū)油物注入費(fèi),$;Rf為單位油氣處理費(fèi),$/m3;ql為產(chǎn)液量,m3/d;Bo為體積系數(shù),無因次;ρo為原油密度,g/cm3;qw為單井日產(chǎn)量,m3/d;fw為含水率,%;RIP為注采比,無因次;M為油水井?dāng)?shù)比,無因次;qz為驅(qū)油物注入量,m3/d;Ri為單位驅(qū)油物注入費(fèi),$/m3。

      1.3 經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量圖版

      由式(12)可以看出,在經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)參數(shù)固定的情況下,影響單井極限產(chǎn)量的主要因素是油價(jià)、分成和含水率,利用極限產(chǎn)量計(jì)算模型,選用分成開發(fā)的海外A油田的經(jīng)濟(jì)參數(shù)。計(jì)算在油價(jià)分別為50、60、70、80$/桶條件下,不同分成,不同含水率下的極限產(chǎn)量,并制作相應(yīng)的極限產(chǎn)量圖版(見圖1)。

      圖1 不同油價(jià)下不同含水率和分成對(duì)應(yīng)極限產(chǎn)量圖版Fig.1 Different water cut and proportion under differ?ent oil prices correspond to the limit production chart

      由圖1可知,相同含水率條件下,分成比例越高,極限產(chǎn)量越低;分成比例固定條件下,含水率越高,經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量越高;而在相同的分成比例和含水率條件下,油價(jià)越高,經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量越高。

      1.4 經(jīng)濟(jì)極限含水率圖版

      當(dāng)油田開發(fā)到一定階段,其含水率達(dá)到某一數(shù)值時(shí),投入和產(chǎn)出平衡,含水率如果再升高,就沒有利潤,這一含水率值稱為極限含水率。也就是說當(dāng)含水率超過極限含水率時(shí),生產(chǎn)處理成本無法回收,據(jù)此可得到分成油田的極限含水率。根據(jù)盈虧平衡原理可以得出產(chǎn)液量與分成及含水率關(guān)系,利用迭代法進(jìn)行求解,得到不同油價(jià)不同分成條件下各產(chǎn)液量對(duì)應(yīng)的極限含水率,繪制極限含水率圖版。

      根據(jù)式(13)選用A油田的經(jīng)濟(jì)參數(shù)。計(jì)算了油價(jià)分別為 50、60、70、80$/桶條件下,不同的分成、產(chǎn)液量對(duì)應(yīng)的極限含水率,并制作了相應(yīng)的圖版(見圖2)。由圖2可知,分成比例固定條件下,油價(jià)越高,產(chǎn)液量越高,經(jīng)濟(jì)極限含水率越高;同一油價(jià)下,分成比例越高,極限含水率越高;產(chǎn)液量越高,經(jīng)濟(jì)極限含水率越高。

      圖2 不同分成條件下產(chǎn)液量與極限含水率關(guān)系Fig.2 The relationship between liquid production and limit water cut under different proportion

      2 應(yīng)用實(shí)例

      2.1 油田概況

      A油田位于蒙古國東部東方省境內(nèi),距我國呼倫貝爾市新巴爾虎左旗西南約120 km。地理位置屬于蒙古高原,區(qū)內(nèi)地勢(shì)較平坦,地面平均海拔750 m,大面積為草原,屬中溫帶干旱氣候,晝夜溫差大。分布3條草原公路,長度合約300 km,交通較便利,但路況條件差。

      A油田屬于低滲?特低滲透油田,滲透率為0.10~12.39 mD,平均孔隙度為18.4%,地層原油黏度為2.37 mPa·s。近幾年來,原油價(jià)格持續(xù)低迷,油田經(jīng)濟(jì)效益明顯變差,項(xiàng)目推進(jìn)面臨抉擇,急需開展產(chǎn)量極限研究。

      2.2 計(jì)算結(jié)果

      A?115斷塊含油面積1.34 km2,動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量136.91×104t,油井 12口,水井 4口,2010年 6月投產(chǎn),目前處于高含水階段。A?78斷塊含油面積1.46 km2,動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量 105.33×104t,油井 9口,水井 3口,2009年8月投產(chǎn),目前屬于中含水階段。兩個(gè)斷塊目前面臨產(chǎn)液低,含水率高等難題,急需研究其極限產(chǎn)量和極限含水率,進(jìn)行相應(yīng)措施調(diào)整。結(jié)合目前國際油價(jià),根據(jù)式(12)、(13),計(jì)算了油價(jià) 70$/桶條件下,兩個(gè)斷塊分別在成本回收前、成本回收后和不分成情況下的單井極限產(chǎn)量和極限含水率(見表1)。由表1可知,成本回收前在極限值外的井共13口,成本回收后,極限值外的井共19口,不分成情況下,極限值外的井共12口。在油價(jià)確定的情況下,影響單井產(chǎn)量和含水率極限值的主要因素是分成比例。應(yīng)用結(jié)果表明,考慮分成比例因素的極限產(chǎn)量和極限含水率的計(jì)算模型對(duì)于A油田的開發(fā)十分適用。

      表1 油價(jià)70$/桶下A油田單井極限產(chǎn)量計(jì)算Table 1 Calculation results of single well limit production in A oilfield under oil price of$70/bbl

      續(xù)表1

      3 應(yīng)用效果分析

      由于A油田目前勘探、開發(fā)成本和支出還沒有完全回收,因此根據(jù)成本回收前的極限值,計(jì)劃下一步對(duì)A油田處于極限界限以外的13口油井進(jìn)行調(diào)整,對(duì)有潛力的井進(jìn)行壓裂、酸化及堵水等措施,提高單井產(chǎn)量,對(duì)于沒有潛力的井進(jìn)行關(guān)井或者轉(zhuǎn)提撈,以降低采油成本,經(jīng)過措施調(diào)整每年可節(jié)省大量費(fèi)用。

      4 結(jié) 論

      (1)考慮產(chǎn)量分成比例,建立了極限產(chǎn)量模型;考慮單井產(chǎn)液量,建立了極限含水率模型。

      (2)應(yīng)用極限產(chǎn)量模型,研究了極限產(chǎn)量和油價(jià)、產(chǎn)量分成比例以及含水率的關(guān)系;應(yīng)用極限含水率模型,研究了極限含水率和油價(jià)、產(chǎn)量分成比例以及單井產(chǎn)液量的關(guān)系。

      (3)A油田的應(yīng)用情況表明該模型適用于低滲透分成開發(fā)油田。

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