油田增產(chǎn)措施經(jīng)濟價值對比研究

閆竹芹 來軒昂 冀忠倫

摘? ?要：面對產(chǎn)量的快速遞減和“增儲上產(chǎn)”的重要任務(wù)，近年來各油田加大了油井增產(chǎn)措施的實施和推廣。但增產(chǎn)措施工作量大、類型多、差異大，對其經(jīng)濟價值實現(xiàn)系統(tǒng)、全面、科學(xué)的評價存在一定的困難。常用的凈現(xiàn)值法和經(jīng)濟極限產(chǎn)量法都存在一定的缺陷。為了對增產(chǎn)措施實施全生命周期的評價，消除措施支出規(guī)模影響，從多角度刻畫各種措施的經(jīng)濟價值，對各項工藝進行效益排隊和對比分析。以油田措施井的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)資料為基礎(chǔ)，利用灰色模糊綜合評判法對重復(fù)壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等五種增產(chǎn)措施的經(jīng)濟價值進行對比分析。研究結(jié)果表明，在綜合考慮三個經(jīng)濟指標(biāo)的條件下，補孔的經(jīng)濟效益最好，其次是酸化、重復(fù)壓裂、大修，最后是堵水，并結(jié)合關(guān)聯(lián)系數(shù)對后三種措施提出改進建議。

關(guān)鍵詞：增產(chǎn)措施；價值對比；灰色模糊綜合評判法

中圖分類號：F426? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2024）05-0064-04

一、研究背景

為保證我國能源供應(yīng)安全，將能源的飯碗牢牢端在自己手里，提高油藏產(chǎn)量和采收率已成為當(dāng)務(wù)之急。油井增產(chǎn)措施能夠挖掘油藏的潛力，延長油田的經(jīng)濟壽命，提高油田的整體效益。因此，種類豐富的油田增產(chǎn)措施工作量劇增，以重復(fù)壓裂、酸化、補孔、堵水及大修為主，為實現(xiàn)油田全年油氣產(chǎn)量當(dāng)量目標(biāo)貢獻了重要力量。增產(chǎn)措施需要油田投入高昂的成本，是油田投資計劃部門關(guān)注的重點項目，需要持續(xù)進行經(jīng)濟評價。目前的評價方法主要包括經(jīng)濟極限產(chǎn)量法和凈現(xiàn)值法。經(jīng)濟極限產(chǎn)量法只考慮實施措施當(dāng)年的增油量[1]，但是增產(chǎn)措施在實施的1—3年內(nèi)均可能帶來增油效益，采用這種方法可能會低估經(jīng)濟效益。凈現(xiàn)值法將整個措施有效期內(nèi)的增油量納入評估范圍，將內(nèi)部收益率和基準收益率進行比較，確定措施的經(jīng)濟有效性。但由于未充分分析措施成本和資金占用時間，只能對單項措施的有效性進行評價，不能對各項措施的經(jīng)濟效益進行橫向?qū)Ρ取Ｒ虼?，有必要研究一套既全面又科學(xué)的增產(chǎn)措施評價體系，來對措施效益進行客觀綜合的評價。

本文根據(jù)油田措施井的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，集成了模糊綜合評價和灰色綜合評價法形成灰色模糊綜合評判法，利用凈現(xiàn)值、投資回收期、投入產(chǎn)出比等經(jīng)濟指標(biāo)，建立評價分析模型，旨在找到能對增產(chǎn)措施效益進行全面精確評價，并能對各種措施效益進行排序的方法，以期為企業(yè)實施增產(chǎn)措施提供參考依據(jù)。

二、灰色模糊綜合評判法

灰色理論的立足點是有限空間和有限信息，適用于研究不確定性現(xiàn)象和問題?；疑P(guān)聯(lián)度分析法是一種客觀賦權(quán)方法，根據(jù)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)確定權(quán)數(shù)；計算簡單，通俗易懂，采用原始數(shù)據(jù)直接計算，只需有代表性的少量樣本即可[2]。

模糊綜合評價方法主要是對決策活動所涉及的事物等進行多因素和多目標(biāo)的評價與判斷。這種方法的特色在于它所得到的評價值不受評價對象周圍因素和集合的影響，并且它著眼于評價對象的多個目標(biāo)，結(jié)合評價對象給予每個目標(biāo)一個評價指標(biāo)，最后根據(jù)多目標(biāo)評價值對所有評價對象依次排序。模糊評價方法的優(yōu)點是模型簡單，評價結(jié)果基于多個指標(biāo)，對多因素和多層次的復(fù)雜問題建模及規(guī)定參數(shù)計算過程不復(fù)雜，評價效果較好。

將灰色模糊綜合評判法應(yīng)用于措施效益的綜合評價中，既能滿足指標(biāo)體系中某些指標(biāo)具有不確定和生產(chǎn)信息不完整的特殊性，又能符合企業(yè)效益評價決策過程中的綜合性、簡便性和快速性。

三、應(yīng)用分析

本研究選擇某油田2018年實施的增產(chǎn)措施作為研究對象，主要包括重復(fù)壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等五種增產(chǎn)措施。并將凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期、投入產(chǎn)出比等經(jīng)濟指標(biāo)納入評價體系，基于灰色模糊綜合評估法對增產(chǎn)措施進行效益排隊。評價類型屬于事后評價，計算油井增產(chǎn)措施整個有效期內(nèi)的經(jīng)濟效益?；诳杀刃阅繕?biāo)，各措施的評價周期須相同。在重復(fù)壓裂、酸化、補孔、堵水和大修等措施實施的第五個自然年度，超過70%的措施井失效。為了準確有效地計算增產(chǎn)措施帶來的增油效益，至少需要措施井五年的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

使用模糊綜合評價方法分析評價對象的指標(biāo)時，首先要對評價對象的指標(biāo)做因素指標(biāo)集和評價等級集，再分別確定各個因素的權(quán)重和他們的隸屬度向量，獲得模糊評判矩陣，然后將這個矩陣與指標(biāo)的權(quán)重及隸屬度進行模糊運算和歸一化，得到最終的模糊評價結(jié)果[3]。

（一）選擇指標(biāo)

選取指標(biāo)要科學(xué)嚴謹，注重指標(biāo)間相關(guān)性帶來的信息重復(fù)問題。本研究主要是對增產(chǎn)措施的經(jīng)濟效益進行評價，常用的經(jīng)濟評價指標(biāo)包括凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期及投入產(chǎn)出比。其中，凈現(xiàn)值和內(nèi)部收益率屬于效果指標(biāo)，且兩者之間存在對應(yīng)關(guān)系，凈現(xiàn)值為0時，內(nèi)部收益率等于基準收益率。但是在生產(chǎn)經(jīng)營情況發(fā)生變化時，凈現(xiàn)值比內(nèi)部收益率指標(biāo)更穩(wěn)定，為了避免指標(biāo)間相關(guān)造成的評價信息重復(fù)問題，二者中選用凈現(xiàn)值指標(biāo)。投入產(chǎn)出比也屬于效果指標(biāo)，可以將不同投資規(guī)模的增產(chǎn)措施標(biāo)準化為單位資本支出帶來的收益，解決投資規(guī)模差異帶來的比較難題。投資回收期屬于效率指標(biāo)，用于衡量資金的占用周期和回收效率，快速收回的資金可以投入其他項目繼續(xù)盈利。凈現(xiàn)值、投入產(chǎn)出比及投資回收期三個指標(biāo)從措施的盈利總額、單位資金盈利額及資金周轉(zhuǎn)效率三個方面刻畫其綜合效益，具有相對的完整性和合理性。

（二）建立集合

在本文中，參與評價的增產(chǎn)措施組成的集合為U={重復(fù)壓裂，酸化，補孔，堵水，大修}，評價的增產(chǎn)措施共5種；評價指標(biāo)集V={凈現(xiàn)值，投資回收期，投入產(chǎn)出比}，評價指標(biāo)共3個。建立增產(chǎn)措施和評價指標(biāo)的集合后，就可以獲取被評價措施對應(yīng)評價指標(biāo)的隸屬度信息，從而為計算模糊關(guān)系矩陣奠定基礎(chǔ)。

（三）進行單因素評價

通過單因素評價，計算出不同措施對應(yīng)的評價指標(biāo)，詳細計算結(jié)果如表2所示。

投資回收期越短，資金就可以越快進入下一個資金循環(huán)。投入產(chǎn)出比以單位投入與實際產(chǎn)出的比值形式呈現(xiàn)，單位投入帶來的產(chǎn)出越大，投入產(chǎn)出比越小。因此，投資回收期和投入產(chǎn)出比屬于負向指標(biāo)，需要進行正向化。指標(biāo)正向化處理，即用第j個指標(biāo)的最大值yjmax與yij（i=1，2，···，5）依次作差。此外，各指標(biāo)的單位不一致，需要進行無量綱化處理。無量綱化處理采用比重化法，這種方法在多目標(biāo)決策分析中較為常用。公式如下：

其中，i=1，2，···，5，j=1，···，3。無量綱化后得到增產(chǎn)措施的指標(biāo)矩陣：Cij=0.65? 0.42? 0.280.49? 0.51? 0.660.08? ? 0? ? ? ?00.41? 0.23? 0.24

（四）構(gòu)造參考數(shù)列和計算隸屬度

處理好的矩陣每列取最大值，將指標(biāo)集c*=（0.65，

0.71，0.66）確定為參考序列，指標(biāo)集的確定與最優(yōu)指標(biāo)集同理[4]。利用各措施的指標(biāo)集ci=（ci1，ci2，ci3）與參考數(shù)列之間關(guān)聯(lián)度的大小對評價措施進行比較、排序。第i個措施的指標(biāo)因素Cij與所有措施中最優(yōu)指標(biāo)Cj*的關(guān)聯(lián)系數(shù)的計算公式為：

其中P屬于（0，1），一般取P=0.5進行計算，Dij就是我們計算的第i個評價措施對應(yīng)的第j個評價指標(biāo)的隸屬度，將所有的隸屬度組合起來就可以得到一個關(guān)系矩陣R。根據(jù)公式對隸屬度進行計算，計算結(jié)果如表3。

表3? 隸屬度計算結(jié)果

（五）確定評價指標(biāo)權(quán)向量

對增產(chǎn)措施的經(jīng)濟效益進行綜合評價，要確定每個經(jīng)濟指標(biāo)對于整體評價的重要程度。本文使用熵值法來確定指標(biāo)權(quán)重，這是一種客觀賦權(quán)方法，根據(jù)指標(biāo)的變異性大小來確定權(quán)重。一般來說，某個指標(biāo)的信息熵越小，表明指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評價中所能起到的作用越大，其權(quán)重也越大[5]。根據(jù)熵值法確定各經(jīng)濟指標(biāo)的權(quán)重如下：

1.熵值法也建立在標(biāo)準化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，通過指標(biāo)正向化和無量綱化處理后得到矩陣cij；

2.計算指標(biāo)的變異程度，即第i種措施中的j項指標(biāo)占該項指標(biāo)的比重，計算公式如下：

3.求各指標(biāo)的信息熵。根據(jù)信息論的定義，一組數(shù)據(jù)的信息熵為[5]：

其中n=5，Ej≥0，若pij=0，定義Ej=0。

4.根據(jù)信息冗余確定指標(biāo)權(quán)重。信息冗余為Dj，指標(biāo)權(quán)重為wj，計算公式如下：

基于熵值法的計算步驟，求出各指標(biāo)的信息熵如表4，即凈現(xiàn)值的信息熵為0.92，投資回收期的信息熵為0.82，投入產(chǎn)出比的信息熵為0.80。從而可以得到凈現(xiàn)值的信息冗余為0.08，投資回收期的信息冗余為0.18，投入產(chǎn)出比的信息冗余為0.2。然后對各指標(biāo)的信息冗余進行歸一化處理，就可以得到評價指標(biāo)權(quán)重如表5，即凈現(xiàn)值的權(quán)重為0.17，投資回收期的權(quán)重為0.39，投入產(chǎn)出比得權(quán)重為0.44，評價指標(biāo)權(quán)向量X=（0.17，0.39，0.44）T。結(jié)合表4和表5的數(shù)據(jù)進行分析，凈現(xiàn)值的信息熵最大，說明五種增產(chǎn)措施中這個指標(biāo)的變異程度最小，提供的信息量最小，所以凈現(xiàn)值指標(biāo)的權(quán)重最小為0.17。同理，投入產(chǎn)出比指標(biāo)的信息熵最小，說明五種增產(chǎn)措施中這個指標(biāo)的變異程度最大，提供的信息量最大，所以投入產(chǎn)出比指標(biāo)的權(quán)重最大為0.44。投資回收期的信息熵處于中間，它的權(quán)重也介于凈現(xiàn)值和投入產(chǎn)出比之間，計算結(jié)果與信息論中的觀點趨于一致。

（六）進行模糊綜合評價

將前表計算得到的關(guān)系矩陣R和指標(biāo)權(quán)向量X合成得到模糊關(guān)系矩陣S，根據(jù)矩陣S中的組成成分可知，重復(fù)壓裂的綜合得分為0.6，酸化的綜合得分為0.81，補孔的綜合得分為0.93，堵水的綜合得分為0.35，大修的綜合得分為0.47。表明在綜合考慮三個經(jīng)濟指標(biāo)的條件下，補孔的經(jīng)濟效益最好，其次是酸化、重復(fù)壓裂、大修，最后是堵水。

四、結(jié)論與建議

本研究基于凈現(xiàn)值、內(nèi)部收益率、投資回收期、投入產(chǎn)出比等四個經(jīng)濟指標(biāo)，采用灰色模糊綜合評判法對油井增產(chǎn)措施的經(jīng)濟效益進行評價。該方法計算簡單，結(jié)果清晰，可以從多角度分析增產(chǎn)措施的優(yōu)勢和劣勢。根據(jù)模糊矩陣R中的數(shù)據(jù)提出以下建議：

1.重復(fù)壓裂措施的凈現(xiàn)值最優(yōu)，但投資回收期和投入產(chǎn)出比兩項指標(biāo)處于中游，說明重復(fù)壓裂措施的總效益突出，由于投資規(guī)模較大，投資回收期較長，單位投資帶來的收益也一般。因此，重復(fù)壓裂措施在降低投資支出方面存在較大空間。

2.堵水措施的各項指標(biāo)均不太理想，應(yīng)該警惕此類情況出現(xiàn)的原因：一方面提高堵水措施的技術(shù)有效率，促進措施井長期有效增油；另一方面提升對堵水措施的管理能力，壓縮堵水措施的投資支出，圍繞“降本增效”這一重點工程，全面提升堵水措施的經(jīng)濟效益。

3.大修與補孔措施凈現(xiàn)值指標(biāo)一致，但投資回收期和投入產(chǎn)出比兩項指標(biāo)都與補孔措施有較大差距，顯示出大修措施資金占用周期長、單位投資收益差等問題。而且大修措施資金投入高，但總效益卻與補孔和酸化接近，未有效發(fā)揮資金的規(guī)模優(yōu)勢。

參考文獻：

[1]? ?楊元明.增產(chǎn)措施效果技術(shù)經(jīng)濟綜合評價方法[J].中國石油和化工標(biāo)準與質(zhì)量，2019，39（19）：5-7，9.

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[5]? ?朱福林，張波，王娜，等.基于熵權(quán)灰色關(guān)聯(lián)度的印度服務(wù)外包競爭力影響因素實證研究[J].管理評論，2017，29（1）：53-61.

Comparative Study on Economic Value of Oil Well Stimulation Measures

YAN Zhuqin1，2， LAI Xuanang1，2， JI Zhonglun1，2

（1.Oil and Gas Technology Institute， PetroChina Changqing Oilfield Branch， Xian 710018， China;

2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field， Xian 710018， China）

Abstract： Facing the rapid decline of production and the important task of the increase in oil reserve and production， the oil fields have increased oil well stimulation measures in recent years. Due to the stimulation from volume， type， technical differences， it is difficult to evaluate the economic value of the stimulation with a system， comprehensive and scientific evaluation method. Net present value method and economic limit production method as the commonly used two methods， there are some defects. In order to implement the full life cycle assessment of well stimulation， eliminate measures spending scale effects， depicting various measures of economic value from various angles， to benefit all measures queue and comparative analysis. Based on the actual production data of of measure wells in Jiyuan oil field， using the grey fuzzy comprehensive evaluation method to Compare the economic value of the repeated fracturing， acidizing， fill holes， water plugging and overhaul. Under the condition of synthetically considering the three indicators， research has been clear about the economic benefit of different measures， and puts forward suggestions combined with the correlation coefficient to improve measure efficiency.

Key words： Stimulation measures; Economic value; Grey fuzzy comprehensive evaluation method

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