川西中淺層氣井速度管柱排采工藝經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

王浩儒 符東宇

中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣分公司采氣一廠, 四川 德陽(yáng) 618000

0 前言

目前川西中淺層在用速度管柱生產(chǎn)氣井共有21口,由于下入時(shí)機(jī)、井筒情況等不同,各井在介入速度管柱排采工藝后效果差異較大[1-4]。其中13口井介入后能實(shí)現(xiàn)壓差、排液的穩(wěn)定,有效控制產(chǎn)量遞減速度,增產(chǎn)效果也較為顯著[5-7]。另外8口井由于介入時(shí)氣井產(chǎn)量過(guò)低或井筒存在污染,介入后出現(xiàn)速度管柱難以啟動(dòng)或帶液困難出現(xiàn)水淹的現(xiàn)象,總體效果較差。通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)效果較好的氣井介入前平均壓力和產(chǎn)量為5.9 MPa和1.46×104m3,而效果較差的氣井介入前平均壓力和產(chǎn)量?jī)H為2.05 MPa和0.35×104m3。為摸清川西中淺層氣井速度管柱排采工藝經(jīng)濟(jì)效益,在測(cè)算工藝成本的基礎(chǔ)上開(kāi)展了工藝經(jīng)濟(jì)效益分析,為下一步速度管柱排采工藝在川西中淺層氣井的應(yīng)用提供了選井決策依據(jù)。

1 工藝原理

氣液同產(chǎn)井初期地層能量較高,氣體流速高于臨界攜液流速,能正常攜液,進(jìn)入開(kāi)發(fā)后期，氣井壓力降低,產(chǎn)氣量降至臨界攜液氣量下,攜液困難，形成井底積液,甚至出現(xiàn)水淹停產(chǎn)[8-13]。速度管柱排水采氣工藝是在原油管中下入小直徑的油管或連續(xù)油管,使過(guò)流面積減小,氣體流速增加,進(jìn)而提高氣體的攜液能力,避免氣井出現(xiàn)積液或水淹而影響產(chǎn)量[14-18]。式(1)為氣井產(chǎn)量的計(jì)算公式,據(jù)此可知在相同產(chǎn)能下,油管尺寸越小即油管截面積越小,氣體流速越大,若油管尺寸選擇合適，使氣體流速大于臨界攜液流速，氣井便能實(shí)現(xiàn)正常帶液[19-21]。

(1)

式中:A為油管截面積,m2;p為井底壓力,MPa;vg為氣體流速,m/s;Z為氣體偏差因子;T為井底溫度,K;qsc為產(chǎn)氣量,m3/d。

2 工藝成本核算

速度管柱排采工藝為一次性投資類工藝,即費(fèi)用為一次性投資,投入成本主要包括速度管柱管材費(fèi)用、作業(yè)施工費(fèi)用、地面流程整改費(fèi)用、打堵塞器費(fèi)用(包括氣舉車燃油費(fèi)、折舊費(fèi)、易損件等)。

2.1 速度管柱管材費(fèi)用

速度管柱管材費(fèi)用主要因管材鋼級(jí)的不同而不同。目前國(guó)產(chǎn)連續(xù)油管按鋼級(jí)主要分為CT 70、CT 80、CT 90、CT 100、CT 110五個(gè)鋼級(jí),綜合考慮到材質(zhì)安全系數(shù)、抗腐蝕性能、經(jīng)濟(jì)成本及廠家供貨周期等因素,川西氣田速度管柱一般采用CT 80鋼級(jí),其單價(jià)為3萬(wàn)元/t。不同規(guī)格、不同下入深度的管柱總量不同,其材料費(fèi)用也有所差異。目前川西中淺層氣井在用4種管柱規(guī)格在單位長(zhǎng)度所需的材料費(fèi)用核算見(jiàn)表1。

表1 不同規(guī)格速度管柱單位長(zhǎng)度材料費(fèi)用核算表

2.2 作業(yè)施工費(fèi)用

速度管柱作業(yè)施工費(fèi)用主要包括作業(yè)設(shè)備折舊費(fèi)、機(jī)組動(dòng)遷費(fèi)用、人工費(fèi)用等。通過(guò)統(tǒng)計(jì)目前川西中淺層速度管柱井施工費(fèi)用,發(fā)現(xiàn)其與下入深度存在一定的線性關(guān)系。通過(guò)數(shù)據(jù)擬合得到了作業(yè)施工費(fèi)用隨下入深度變化的關(guān)系式作為作業(yè)施工費(fèi)用的測(cè)算依據(jù)。速度管柱作業(yè)施工費(fèi)用隨下入深度的變化曲線見(jiàn)圖1。

圖1 速度管柱作業(yè)施工費(fèi)用隨下入深度的變化曲線圖Fig.1 Variation of construction cost of velocity string with different depths

2.3 地面流程整改費(fèi)用

通過(guò)目前流程整改總費(fèi)用與作業(yè)井次核算可知，單井平均地面流程整改費(fèi)用為0.88萬(wàn)元/次。

2.4 打堵塞器費(fèi)用

通過(guò)目前氣舉車打堵塞器總費(fèi)用與作業(yè)井次核算可知，單井平均打堵塞器費(fèi)用為0.752萬(wàn)元/次。

3 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)分析

3.1 測(cè)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

統(tǒng)計(jì)顯示21口中淺層氣井中有17口均采用(31.8 mm)規(guī)格的管柱,平均下入深度為2 500 m,大部分井下入深度介于2 200～2 800 m,單井總投資平均為72萬(wàn)元。依據(jù)中國(guó)石化《油氣田開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》,遵循有無(wú)對(duì)比原則,采用“增量法”進(jìn)行效益動(dòng)態(tài)測(cè)算,具體測(cè)算數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 投資效益測(cè)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

3.2 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

基于以上數(shù)據(jù),對(duì)中淺層氣井在不同產(chǎn)量下不同遞減率降低值下的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了核算,結(jié)果見(jiàn)表3。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，目前在用速度管柱的中淺層氣井下入前平均日均產(chǎn)氣量約為0.7×104m3,下入后氣井產(chǎn)量遞減率降低達(dá)10%時(shí)稅后內(nèi)部收益率為11.5%,略高于行業(yè)基準(zhǔn)收益率8%,稅后凈現(xiàn)值為9.75萬(wàn)元,投資從經(jīng)濟(jì)角度而言是可行的。目前在用氣井開(kāi)展速度管柱工藝后初期年遞減率為17%～25%,較中淺層氣井投產(chǎn)初期平均年遞減率32%可降低約7%～15%。據(jù)此可以看出速度管柱排采工藝在中淺層氣井具有一定的經(jīng)濟(jì)效益,但總體收益有限。

表1還反映出下入前產(chǎn)量越高,作業(yè)后遞減率降低值越大,速度管柱投資的稅后內(nèi)部收益率及凈現(xiàn)值越高,經(jīng)濟(jì)效益越顯著。下入前日均產(chǎn)氣量在0.3×104m3時(shí)遞減率降低值需要達(dá)到18%以上項(xiàng)目才有經(jīng)濟(jì)效益,而下入前日均產(chǎn)氣量為1.5×104m3時(shí),遞減率降低值為5%的情況下便可勉強(qiáng)到達(dá)投資預(yù)期收益。因此為保證速度管柱排采工藝的經(jīng)濟(jì)效益,應(yīng)盡可能保證在氣井產(chǎn)量較高時(shí)下入速度管柱。從在用速度管柱氣井生產(chǎn)情況來(lái)看,產(chǎn)量較低時(shí)介入工藝的氣井可利用的自身能量有限,特別是產(chǎn)量低于速度管柱的臨界攜液流量的情況下,氣井會(huì)出現(xiàn)帶液困難甚至水淹現(xiàn)象,導(dǎo)致增產(chǎn)效益差,經(jīng)濟(jì)效益不足。

表3 中淺層氣井速度管柱工藝投資動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)表

3.3 敏感性分析

以總投資72萬(wàn)元、氣價(jià)1 400元/1 000 m3、下入前日產(chǎn)氣量0.7×104m3、遞減率降低值為10%為評(píng)價(jià)值進(jìn)行了內(nèi)部收益率的因素敏感性分析(變化率幅度選取為-20%～20%變動(dòng)),不同影響因素變動(dòng)下稅后內(nèi)部收益率見(jiàn)圖2。

從圖2中遞減率降低值的變動(dòng)對(duì)稅后內(nèi)部收益率影響最明顯,其次是天然氣價(jià)格和下入前日產(chǎn)氣量的影響,影響最小的是總投資的變動(dòng)。圖3可更清晰展示各因素波動(dòng)時(shí)內(nèi)部收益率的變化情況。基準(zhǔn)收益率在圖3中以黑色虛線進(jìn)行了標(biāo)示,可以看出，當(dāng)總投資增加10%以上，或天然氣價(jià)格以及下入前日產(chǎn)氣量下降5.2%以上，或遞減率降低值下降3.9%以上,或內(nèi)部收益率便降低至基準(zhǔn)收益率以下時(shí),投資在經(jīng)濟(jì)上是不可行的。

圖2 不同影響因素變動(dòng)下稅后內(nèi)部收益率圖Fig.2 After-tax internal rate of return under different influencing factors

圖3 速度管柱投資內(nèi)部收益率敏感性分析曲線圖Fig.3 Sensitivity analysis curve of internal rate of return on investment of velocity string

表4列出了中淺層氣井速度管柱項(xiàng)目單因素變化稅后基準(zhǔn)平衡值以及各因素影響的敏感度系數(shù),在基準(zhǔn)收益率下,天然氣價(jià)格、總投資、遞減率降低值以及下入前日產(chǎn)氣量的平衡值分別為 1 327 元/103m3、79.2萬(wàn)元、9.61%以及0.66×104m3。

表4 速度管柱項(xiàng)目單因素變化稅后基準(zhǔn)平衡值表

4 結(jié)論

1)以中淺層氣井實(shí)施速率管柱排采工藝前日均產(chǎn)氣約0.7×104m3,實(shí)施后氣井產(chǎn)量遞減率平均降低10%來(lái)看,稅后內(nèi)部收益率為11.5%,略高于基準(zhǔn)收益率8%,工藝具有一定經(jīng)濟(jì)效益。

2)下入前產(chǎn)量越高,作業(yè)后遞減率降低值越大,速度管柱投資的稅后內(nèi)部收益率及凈現(xiàn)值越高,經(jīng)濟(jì)效益越顯著。為保證中淺層氣井速度管柱工藝經(jīng)濟(jì)效益,盡可能在氣井產(chǎn)量較高(大于1×104m3)時(shí)下入。

3)工藝實(shí)施后產(chǎn)量遞減率降低值的變動(dòng)對(duì)稅后內(nèi)部收益率影響最明顯,其次是天然氣價(jià)格和下入前日產(chǎn)氣量的影響,影響最小的是總投資的變動(dòng)。