最小經(jīng)濟儲量規(guī)模計算在油田勘探開發(fā)中的應(yīng)用

關(guān)靜

(中石化西北油田分公司勘探開發(fā)研究院 烏魯木齊 830013)

在油氣勘探投資決策中，常需根據(jù)探明油氣儲量做出勘探投資決策，其實質(zhì)就是確定探區(qū)相對于勘探投資所要求的油氣最小經(jīng)濟儲量規(guī)模，也就是在目標區(qū)塊進行勘探投資所要求探明地質(zhì)儲量的最低界限。如果未來探明的油氣儲量低于這一界限，該項目就無法獲得勘探投資所要求的最低投資回報。如果能找到確定油氣最小經(jīng)濟儲量規(guī)模的方法，建立最小經(jīng)濟儲量模型，就可通過對比目標探區(qū)探明地質(zhì)儲量的最小經(jīng)濟規(guī)模和預(yù)測的油氣資源量，判斷投資的經(jīng)濟效益和可能的風(fēng)險，從而規(guī)避那些明顯不具備效益的高風(fēng)險區(qū)塊投資。

1 類型劃分

根據(jù)塔河油田的實際情況，這類問題主要分為兩種情況：一是在一個區(qū)塊或圈閉進行勘探投資時要求達到的最低儲量規(guī)模；二是在已探明油氣儲量但未達到經(jīng)濟邊界的區(qū)塊，至少還需探明多少油氣儲量才能使已探明儲量和新探明儲量達到可以開發(fā)的經(jīng)濟邊界。

（1）新探區(qū)最小經(jīng)濟儲量規(guī)模。探區(qū)石油（天然氣）最小經(jīng)濟儲量規(guī)模，就是在現(xiàn)行法規(guī)以及特定的地質(zhì)、工程技術(shù)和經(jīng)濟條件下，能夠滿足投資決策最低效益要求的地質(zhì)儲量規(guī)模。目前，預(yù)測石油（天然氣）投資效益的方法主要是建立在美國經(jīng)濟學(xué)家艾爾文·費雪的“項目價值是其所能帶來的未來現(xiàn)金流量的折現(xiàn)值”這一理論上的評價方法。照此方法評價項目是否達到投資者所要求的最低效益標準，主要依據(jù)反映最低期望收益的基準折現(xiàn)率計算出來的凈現(xiàn)值(NPV)、投資回收期和依據(jù)基準折現(xiàn)率判斷投資是否可行的內(nèi)部收益率。由于投資回收期不能反映投資收回后的經(jīng)濟效益而只能作為輔助指標，內(nèi)部收益率不適應(yīng)油、氣投資的經(jīng)濟評價，因而評價石油（天然氣）投資經(jīng)濟可行性的指標主要是NPV。若NPV＜0則項目不可行；若NPV≥0則項目可行，NPV=0是投資者可以接受的最低期望收益。這樣，確定石油（天然氣）最小經(jīng)濟儲量規(guī)模實際上就是確定NPV=0時對應(yīng)的儲量規(guī)模。

在評價勘探投資是否可行的方法中，影響NPV的現(xiàn)金流出有勘探投資(Ce)、產(chǎn)能建設(shè)投資(Cd)、鋪底流動資金(Cl)、經(jīng)營成本(Cj)和稅費(Tx)；影響NPV的現(xiàn)金流入(CI)有銷售收入(R)、流動資金回收(Cl’)和殘值回收?？紤]到油、氣田壽命結(jié)束時會需要一定的廢棄費用，可不考慮殘值回收，用這部分資金彌補油、氣田廢棄的投入。這些因素中隨儲量規(guī)模變動的有銷售收入、產(chǎn)能建設(shè)投資、經(jīng)營成本、流動資金和除所得稅以外的稅費，只有勘探投資和所得稅與儲量規(guī)模沒有直接對應(yīng)關(guān)系。鑒于確定石油（天然氣）最小經(jīng)濟儲量規(guī)模是在勘探階段從實物量角度計算投資的最低期望收益，可以近似地假定在獲得最低期望收益時沒有利潤因而忽略所得稅。這樣，就可把銷售收入、產(chǎn)能建設(shè)投資、經(jīng)營成本、流動資金和稅費表示為儲量規(guī)模的函數(shù)，令NPV=0就可以把儲量規(guī)模(N)計算出來，N就是最小經(jīng)濟儲量規(guī)模。

（2）發(fā)現(xiàn)區(qū)新增石油（天然氣）儲量最小經(jīng)濟規(guī)模。在已探明石油（天然氣）儲量的區(qū)塊，如果探明的儲量沒有經(jīng)濟價值，則對其作經(jīng)濟評價所得NPV必為負值。至少再探明多少儲量才能讓已探明的儲量達到可以開發(fā)的經(jīng)濟邊界且使新增探明儲量也具有開發(fā)價值，是這類決策問題的關(guān)鍵。由于已探明儲量因達不到經(jīng)濟規(guī)模使凈現(xiàn)值為負，新增儲量帶來的超額收益必須補償這一負值才能滿足最低期望收益要求。設(shè)NPV1為在探明新的儲量之后開發(fā)現(xiàn)已探明儲量的凈現(xiàn)值，NPV2為繼續(xù)進行勘探并獲得探明儲量的投資凈現(xiàn)值，則這兩者的凈現(xiàn)值之和就是這一投資決策問題的凈現(xiàn)值，即：

NPV=NPV1+NPV2

其中，NPV1可根據(jù)已探明石油（天然氣）儲量的相關(guān)參數(shù)預(yù)測投入產(chǎn)出從而計算出其數(shù)值；NPV2則可按照解決新探區(qū)天然氣最小經(jīng)濟儲量規(guī)模的思路，將之表示為新增儲量N的函數(shù)。這樣，需進一步探明儲量的最低經(jīng)濟規(guī)模，就是令NPV=0時求出的N。由于NPV1為負值，則最低儲量規(guī)模就是在|NPV1|=NPV2的前提下計算出的N。

2 模型建立

2.1 常規(guī)天然氣最小經(jīng)濟儲量規(guī)模計算模型

令該式等于0，解出的N就是在該區(qū)塊進行勘探時所要求的天然氣最小經(jīng)濟儲量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限；N2為開發(fā)工程建設(shè)年限；N3為穩(wěn)產(chǎn)年限；N4為經(jīng)濟遞減年限。

銷售收入隨開發(fā)階段變化而變化，分為穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

穩(wěn)產(chǎn)期的產(chǎn)量可表示為：

式中，qt為天然氣產(chǎn)量；Vg為穩(wěn)產(chǎn)期采氣速度；fs為商品率；P為氣價。

穩(wěn)產(chǎn)期限和遞減期限以及遞減規(guī)律根據(jù)預(yù)測的氣藏類型通過類比確定。遞減期的產(chǎn)量以穩(wěn)產(chǎn)期為基礎(chǔ)按產(chǎn)量遞減規(guī)律預(yù)測，遞減規(guī)律主要有指數(shù)遞減、雙曲遞減和調(diào)和遞減。在資料較少的情況下，也可采用直線遞減方式粗略估計遞減期產(chǎn)量。

勘探投資指從決策時點直到探明資源的全部勘探投入。

產(chǎn)能建設(shè)投資按儲量規(guī)模與單位產(chǎn)能建設(shè)投資（IQ）的乘積確定：

流動資金按產(chǎn)能建設(shè)投資的1%～5%計算：《方法與參數(shù)》中規(guī)定：中國石化油氣田開發(fā)項目原則上不考慮流動資金，新建獨立項目可考慮一定的流動資金。

經(jīng)營成本通過類比，由單位產(chǎn)量經(jīng)營成本與產(chǎn)量相乘計算。假定單位產(chǎn)量經(jīng)營成本在壽命期不變，經(jīng)營成本可表示為：

稅費由單位商品天然氣的綜合稅率Txx與銷售量相乘確定：

綜上所述：

2.2 凝析氣藏最小經(jīng)濟儲量規(guī)模計算模型

凝析氣藏是一種特殊而復(fù)雜的氣藏，在開采過程中同時采出天然氣和凝析油，增加了開發(fā)的復(fù)雜性。建立模型如下：

式中，No為凝析油儲量;Ng為凝析氣儲量。令該式等于0，解出的N就是在該區(qū)塊進行勘探時所要求的凝析氣藏最小經(jīng)濟儲量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限;N2為開發(fā)工程建設(shè)年限;N3為穩(wěn)產(chǎn)年限;N4為經(jīng)濟遞減年限。

銷售收入隨開發(fā)階段變化而變化，分為穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

穩(wěn)產(chǎn)期的銷售收入為：

穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)量：

遞減期產(chǎn)量：

qgt為凝析氣產(chǎn)量；Vg為穩(wěn)產(chǎn)期采氣速度；fsg為天然氣商品率；Pg為氣價；qot為凝析油產(chǎn)量；Vot為穩(wěn)產(chǎn)期產(chǎn)油速度；fso為凝析油商品率；Po為原油價格。GOR為氣油比。

綜上所述：

2.3 油藏最小經(jīng)濟儲量規(guī)模計算模型

塔河油田既有常規(guī)的碎屑巖油藏，又有碳酸鹽巖油藏，并主要以縫洞型碳酸鹽巖油藏為主。碳酸鹽巖油藏與碎屑巖油藏有很大不同，油藏具有嚴重的非均一性，呈現(xiàn)出多個獨立儲集體、多壓力體系、多個流動單元的開發(fā)特征。不同縫洞單元間被致密層隔擋，互不連通，每個縫洞單元可作為一個單獨的油藏獨立進行開發(fā)。開發(fā)過程中縫洞體也是逐步篩選動用，儲集體規(guī)模往往由大變小，構(gòu)造也由高變低。在篩選縫洞單元時，應(yīng)同時考慮到縫洞單元的儲量規(guī)模是否大于最小經(jīng)濟規(guī)模儲量，這樣才能做到開發(fā)的經(jīng)濟性。建立NPV模型：

令該式等于0，解出的N就是在該縫洞單元進行勘探時所要求的最小經(jīng)濟儲量規(guī)模。

式中，N1為勘探年限;N2為開發(fā)工程建設(shè)年限;N3為上產(chǎn)年限;N4為穩(wěn)產(chǎn)年限;N5為經(jīng)濟遞減年限。

銷售收入隨開發(fā)階段變化而變化，分為上產(chǎn)期銷售收入、穩(wěn)產(chǎn)期銷售收入及遞減期的銷售收入。

假設(shè)上產(chǎn)期產(chǎn)量按直線增長，上產(chǎn)期銷售收入為：

穩(wěn)產(chǎn)期的銷售收入為：

qt為原油產(chǎn)量；V為穩(wěn)產(chǎn)期采油速度；fs為商品率；p為油價。

遞減期的銷售收入以穩(wěn)產(chǎn)期為基礎(chǔ)按產(chǎn)量遞減規(guī)律預(yù)測：

上產(chǎn)期限、穩(wěn)產(chǎn)期限和遞減期限以及遞減規(guī)律根據(jù)預(yù)測的油藏類型通過類比確定。

勘探開發(fā)投資、流動資金、經(jīng)營成本和稅費與天然氣估算方法相同。

綜上所述：

目前塔河油田奧陶系油藏已開發(fā)區(qū)早期依靠天然能量開發(fā)，中期深抽和后期單井注水替油和多井單元注水開發(fā)作為人工能量補充，因此，投產(chǎn)2～3年里產(chǎn)液量呈指數(shù)遞減趨勢，之后由于注水補充能量開采及水驅(qū)驅(qū)動方式啟動，產(chǎn)液量有所上升。碳酸鹽巖油藏產(chǎn)量遞減規(guī)律以指數(shù)遞減為主。

3 實例

以塔河油田12區(qū)奧陶系油藏為例計算油藏最小經(jīng)濟規(guī)模儲量。

根據(jù)塔河油田12區(qū)奧陶系第六期產(chǎn)能建設(shè)鉆井工程方案設(shè)計，該區(qū)主要井型包括四級直井、有側(cè)鉆點的三級直井、無側(cè)鉆點的三級直井、新三級斜直井、四級水平井，單井平均進尺6247 m，平均每米進尺成本為4032元；與井數(shù)相關(guān)的地面工程投資主要是工程費，單井地面工程投資為291.834萬元/井；與儲量規(guī)模無關(guān)投資主要有地面工程其他費用、六期分攤的勘探投資、采油工程投資；經(jīng)營成本分為與產(chǎn)量有關(guān)和與井數(shù)有關(guān)兩部分，與產(chǎn)量有關(guān)經(jīng)營成本主要有油氣提升費、摻稀損失費、油氣處理費、油氣安全費用、其他管理費、銷售費用，與井數(shù)有關(guān)經(jīng)營成本主要有井下作業(yè)費、測井試井費、修理費、制造費用；平均單井日產(chǎn)量為16.2 t/d，伴生氣與石油產(chǎn)出比為16∶1，此時，采用上述模型計算出的塔河油田12區(qū)奧陶系第六期最小儲量規(guī)模為1338.2萬t，而該區(qū)動用了1620萬t的儲量，超過最小儲量規(guī)模，可以開發(fā)。

4 結(jié)論

利用盈虧平衡原理,構(gòu)建最小經(jīng)濟規(guī)模石油地質(zhì)儲量的模型，可以評價油氣地質(zhì)儲量經(jīng)濟特性以及分析勘探技術(shù)經(jīng)濟界限，對降低勘探開發(fā)風(fēng)險、實行高效勘探開發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。

[1]中國石油化工股份有限公司油氣田開發(fā)項目經(jīng)濟評價方法與參數(shù)（2007版），中國石油化工股份有限公司發(fā)展計劃部。

[2]黃耀琴.用盈虧平衡點法建立單井采油極限含水率模型[J].地質(zhì)科技情報,2001,20(1)：49-51.