油田勘探开发经济评价及极限研究(编辑修改稿)

油田勘探开发经济评价及极限研究(编辑修改稿)内容摘要：

质条件的差异和开发系统设置的不同，油田产量的递减方式也各不相同[228]。 ，直线递减方式也是实际工作中常用到的一种递减方式。 (1) 直线递减方式(=1)直线递减方式指在递减阶段，递减率会随时间推移与原油产量呈正比例关系。 递减率公式为： （26）产量递减公式为： （27）(2) 指数递减方式(=0)指数递减方式指在递减阶段，指数递减的原油产量与开发的时间呈半对数直线关系，故也称为半对数递减。 递减率公式为： (28)产量递减公式为： （29） (3) 调和递减方式(=1)调和递减指在递减阶段，其递减率与原油的产量呈正比关系。 递减率公式为： （210）产量递减公式为： 211）(4) 双曲线递减方式(01)双曲线递减指在递减阶段，原油的产量随时间的变化符合双曲线函数。 其递减率介于指数递减率与调和递减率之间。 产量递减率公式为： （212）产量递减公式为： （213）在油田开发中，为了提高驱替的效率以及油井的产能，注水开采是油田常用的工艺。 随着开采的推进，油井必然会见水，并且含水率会不断地上升。 油田含水率上升规律同产量递减规律一样是油田开中无法回避的自然规律，直接影响着油田产量的高低，正确认识含水率上升的规律有利于控制成本，提高油田开发的经济效益。 所谓含水率，是指油田的日产水量与日产液量之间的比值，用符号表示[29]。 含水率在油田的开发过程中是一项非常重要的技术性指标，该指标既能反映油井采出液体中水的含量，同时也标志着油田开发所处的各个阶段。 当含水较低的时候，油田的开发处于原油产量的上升阶段；当处于中间含水阶段的时候，油田的开发处于原油产量的稳定阶段，而当含水率达到高含水阶段的时候，油田的开发就进入了原油开采的递减阶段。 含水率上升规律的数学表达式为： （214）式中：通常取，含水率上升的公式可以简化为： （215）含水率上升的基本方式有：（1）直线递增方式（） （216）（2）指数递增方式（） （217）（3）调和递增方式（） （218）（4）凸型递增方式（）假设代入公式（211），于是有 （219）（5）Logistic函数Logistic函数也可以用于含水上升规律的研究，计算公式为： （220）式中：在油藏评价阶段结束之后，整个工作进入到油田开发的设计阶段。 其中，关于开发井网的设计就成为开发方案中最重要的一环。 不仅是因为开发井本身的投资几乎要占据开发总投资一半的费用，而且它与矿场的建设以及其他建设方面的投资有着极其密切的关系。 在目前经济和技术条件下，如何对某一油田的可采地质储量以最小的代价达到最高的收益，毫无疑问，科学经济的布设井网是非常值得重视的问题之一。 一个油藏需要一定数量的油井进行石油资源的开发才能带来一定的经济效益[50]。 若干口的油井在油藏上的排列或者分布，就形成了开发井网，井距就是指油井之间的距离。 所谓经济极限井距，是指当单井所控制的全部可采地质储量被全部采出且全部销售以后，所得的收入刚好全部用来补偿油田开发所需要的全部投入，以及开发油田所需要缴纳的各项税收。 此时，油田开发的净利润恰好为零，这样的井网就被称为经济极限井网，而此时开发井的井数就叫做经济极限井数，井距叫做经济极限井距。 注意到此时的井数是经济井数的上限值，而开发的井距则是经济井距的下限值。 能否合理地铺设井网将直接影响原油采收率的高低以及经济效益的好坏。 因此，为了达到既能使可采的经济储量损失较少、原油的采收率和采油速度较高、又能获取更好的经济效益，在布井过程中，油田开发的实际井数不能大于经济极限井数，而实际井距则不能小于经济极限井距。 否则，油田的开发就没有任何经济效益可言。 第3章 经济储量及商业油流评价模型构建关于储量的定义，目前较为通用且具有权威性的定义是美国石油工程师协会（SPE）于1994年在世界石油大会上(WPC)联合提出的定义[30]。 所谓储量即所估算的原油、凝析油、天然气以及其他伴生物质在当前的经济条件下，采用现有的技术，根据现行的法律法规，从某个指定的日期开始算起，预计从已知油气藏中可以采出并且可能获利的资源的数量。 从上述定义中，可以看出国外石油企业对储量的评价重点主要集中在以下四个方面：一是当前的经济条件；二是当前的技术条件；三是政府现行的法律规定；四是可以采出的并且可以获利的数量。 通过以上分析，得知国外所说的储量实际上就是指经济可采储量。 因此，经济的可行性以及经济效益是考虑的重要指标。 在我国，对油气资源的分类研究始于二十世纪五十年代。 当时主要采用的是前苏联的分类体系，将油气资源量分为探明储量、控制储量、预测储量以及远景资源量四个部分，但随着改革开发的不断深化，以及三大石油公司的海外上市，过去的这种分类体系以及储量规范已经无法适应新的发展需要。 于是在2004年我国制定和颁布了新的资源量/储量的分类体系，同年，新的《石油天然气储量计算规范》也相应出台，在新标准中，将储量分为地质储量、技术可采储量以及经济和次经济可采储量三个层次，首次强调了经济可采储量的重要性，即从单纯片面的追求以储量任务的完成作为第一任务转变到以经济效益为中心这个核心上来。 通过以上的分析，将经济储量的概念定义为：所谓经济储量，就是指在已经探明的且在目前技术条件和经济条件所允许的情况下，可以开采的且具有经济效益的最低探明储量[32]。 商业油流是相对于工业油流所提出的。 工业油流的概念是指在容积法储量计算过程中，圈入含油气范围内的油气井所必须达到的最低产量。 工业油流的标准曾经对我国石油工业的发展起到了积极的作用，但随着市场经济的建立和发展以及原油商品价格的国际化，工业油流的标准已经无法适应当前石油工业发展的需要，主要表现在：第一没有区域性的概念；第二没有原油的商品价格概念；第三没有考虑到资金的时间价值。 为了更好的解决上述的问题，提出了商业油流的概念。 所谓商业油流是指在目前的技术条件和经济条件允许的情况下，具有商业开采价值的最低单井的稳定日产量[32]。 油气资源泛指当前可以利用的赋存于地下的以碳氢化合物为主的一种混合物[30]。 其中，石油资源在地下是以液态存在的(凝析油除外)，而在地表常温常压下则为液体。 石油是一种非常重要的自然资源和战略资源，人类要开发和利用石油，就必须把石油从地表以下逐步开采出来。 因此，对石油地质条件的认知和掌握对石油勘探开发的经济评价是十分重要的。 原油的相关特性。 原油的相关特性主要包括原油的物理性质和化学性质两部分[334]。 其中，原油的物理性质主要指原油的体积系数、溶解气油比、相对密度、饱和压力、热膨胀系数、原油的粘度以及原油密度压缩系数等物性参数。 而原油的化学成分主要是由烃类化合物以及非烃类化合物两部分组成。 其中，烃类化合物主要是指含碳氢元素的化合物。 原油中所含低碳的部分越多，则原油的品质也就会越好，相应的原油的商品价格也就较高。 非烃类化合物主要是指含氧、硫、氮等元素的化合物，这些元素会对开采和输送过程中所使用的设备造成酸化、腐蚀，从而导致了设备的维修保养以及维护费用的增加，从而增加了原油的生产成本，降低了企业的经济效益。 油层的相关特性。 油层的特性主要是从油层的物理性质和化学性质两方面入手[334]。 其中，油层的物理性质指油层的孔隙度、渗透率以及含油饱和度；而油层的化学性质则主要是指岩石以及岩石胶结物等相关物质的化学性质。 这些因素的存在直接影响着原油开采的方式以及难易程度等方面。 油藏的埋藏深度。 油藏的埋藏深度越深，作用井的成本必然会大幅度地增加，那么在相同收益的情况下，石油企业的利润势必会降低。 石油资源的勘探与开发是一个技术密集性的工作，先进技术和设备的使用直接决定油田勘探和开发各个阶段的成本高低。 因此各大石油公司都大规模地采用先进的技术和设备来降低其成本，把拥有最先进的科研技术作为企业经营的战略核心和关键。 近二十年来，石油工业的飞速发展再次表明，科学技术的进步是减少勘探开发的风险、降低其成本最为直接有效的手段。 由于石油勘探和开发的难度以及竞争的与日俱增，拥有先进的科学技术才能够适应市场的新变化新要求，从而开拓出更多更有效的市场。 国家的石油政策因素。 由于石油的独特性和稀缺性，当今世界，各国都把石油资源作为一个关乎国家安全和经济发展的重要保证，而国家对石油的政策从宏观角度来讲主要体现在石油的税收上。 在石油勘探和开发的过程中，主要依靠税收进行油气资源合作以后的再分配，但是，我国在合作油气田开发中所得到的税收净收入比例却比较的低，仅仅占油气田总收入的20%左右。 而在英国，这一比例约为33%，中东地区的甚至高达90%左右。 因此应当借鉴其他国家的宝贵经验，根据国际石油市场和油田本身情况的变化，灵活及时地修改各种税种和税率，从而使我国的石油企业能够更好地适应市场经济变化的需要。 油气的成本因素。 石油工业是高成本、高消耗的行业，其经济属性主要体现在以下几个方面：第一，油田企业的工作地点通常在野外，条件艰苦、交通不便、信息不畅、一切服务和公共设施都必须自己来建设。 因此在这样一种艰苦的环境下，势必造成油田企业开支的巨大、成本的居高不下。 第二，石油资源通常掩埋于地表以下，发现一个油田通常需要十几年甚至几十年的艰苦卓绝的勘探工作。 因此，其勘探过程中所花费的各项投资就会非常的巨大。 第三，近年来，石油工业不断转移勘察的重点，并动用了大量的人力、物力和财力去发现新的区域。 第四，在原油开采的成本当中，间接成本居高不下，通常为50%左右，且有逐年递增的趋势。 在石油的开发过程中，油田产量变化通常分为3个阶段，即上产期、稳产期以及递减期[35]。 考虑到一般情况下上产期都比较短，受外界因素的干扰也比较大，通常只有5%—10%左右的可采地质储量。 为此将待评价项目经济寿命中涉及到的上产期纳入到稳产期中作为一个整体来处理，而不单独考虑上产期的情况。 在油田的开发进入递减期以后，油田产量递减可能会遵循不同递减方式中的一种或者几种，当产量递减曲线变化不规则时，若使用调和递减的方式或者双曲线的递减方式可能造成地质储量寿命偏长或可采地质储量偏高等问题，从而影响最终分析的准确性。 所以，在构建经济储量和商业油流评价模型中采用指数递减的方式[36]。 常见含水率递增的方式主要有指数递增方式、凸型递增方式、调和递增方式、直线递增方式、Logistic函数五种方式，考虑到使用调和递增方式可能要比大多数油田的实际含水上升速度慢一些，而采用Logistic递增方式或者凸型递增又可能导致含水上升的速度过快。 因此，在经济评价模型的构建时，采用指数递增的方式[47]。 在油田开发过程中，一般会根据实际的地质条件采用不同类型的井型，通常有直井、水平井、定向井、分支井和大位移井等等。 为了讨论的方便，选取垂直井作为构建评价模型的基本井型。 由于石油是一种稀缺性产品，假设所有石油商品全部销售出去，即产量与销售量完全一致。 在这样的情况下，原油的产量也是原油的销售量。 由于石油资源的特殊性，往往会受到政治、经济等很多因素的影响，所以原油的商品价格也在不断变化[48]。 因此，假设原油的商品价格为P，每年的变化率不变，维持在i这个水平,则在任意时间点t，原油的商品价格为。 但为了模型的简化，假设原油的商品价格为P。 综合税率指生产企业在每个生产周期生产某种产品必须交纳的税金占整个销售收入的比例，其中交纳的税金主要有增值税、所得税、资源税、教育附加费、城市维护建设税等。 影响原油商品综合税率的因素主要是原油的商品价格、成本及费用、税收的种类等。 介于综合税率相对稳定，因此假设综合税率在评估期间内保持不变，即为。 石油工业企业从勘探开发直到设备的报废，整个过程所需要的时间特别长，相关的费用也相当高昂，如此巨大的资金投入是否能够产生回报，如何比较客观的评价回报和投入之间的关系。 介于此，对资金时间价值的考虑就显得非常重要。 将资金时间价值理论运用到评价模型中，建立经济评价模型，其动态性主要体现在以下几个方面：一是将折现率运用其中，体现资金的时间价值；二是结合石油企业生产经营的实际状况，体现产量的变化、成本以及价格的递增性等特点。 在考虑资金的时间价值时，以每年复利一次方式计息，即计息的周期设为年，并且折现率保持不变为。 整个过程的收益包括稳产期收益和递减期收益两个部分，具体如下：（1）稳产期收益的估算稳产期收益是稳产期原油商品的销售收入减去其销售税金及附加后折现到初始值的结果。 其具体算式如下所示： （31）（2）递减期收益的估算递减期收益是递减期原油商品的销售收入减去其销售税金。