海上油气田评价井钻探决策方法探讨

姚维晶 姜炜宁

【摘 要】海上油气田开发方案的确定需要地质油藏、钻采、海洋工程等专业协同完成。地质储量的精确程度直接影响后期产能规模的建设，而海上设施一旦建成，后期调整的余地是非常小的。虽然钻评价井是精确预测地质储量的必要手段，然而评价井钻探成本高昂，钻探的决策需要综合考虑其经济意义。评价井在方案确定之前钻探，还是留待投产以后再做决定是本文探讨的主要内容。作者以实际工作中的具体例子，探讨了由地质专业估算钻后对油田储量影响程度的各种可能性及相应的概率，油藏钻采和工程专业根据这些可能的情景分别制定方案，工程经济专业进行经济评价，综合各个专业工作成果通过不确定性分析的方法如何帮助评价井钻探决策的问题。

【关键词】前期研究；评价井；净现值；不确定性分析

一、评价井钻探决策问题的提出

海洋油气田开发项目中，工程设施投资动辄数十亿元人民币，如果产能规模的预测过高，设施能力闲置将带来巨大的浪费，预测过低，已经建成的平台规模和管输能力难以扩容，成为生产的瓶颈。地下储量规模的预测越精确，则可以越合理的布置开发井，越精准的确定产能，从而使钻完井和海洋工程方案更加经济。解决储量规模不确定性的唯一方法是钻评价井。并非所有的储量不确定性都会影响产能建设，故而评价井既可以在前期研究初期完钻，并将测井成果用于优化动用地质储量，条件允许时能回接成为生产井；也可以在投产以后利用井口平台上的预留井槽开钻，若未获商业发现直接废弃，若有商业发现，转化为开发井。后者不在项目建设的关键路径之上，即使有商业发现也将作为接替储量滚动开发，不致于影响产能建设的规模；而前者则决定了前期研究的储量动用规模，进而影响工程设施的规模，对投资水平甚至项目决策有重要的意义。

理论上，评价井的重要性不言而喻。而在实践中，海上钻井费用高昂，评价井的数量相对陆上油田大大减少，为了在前期研究的透彻性和实现油气田经济价值之间寻求一个平衡，常常不得不带着储量的不确定性进入下一阶段。评价井是否值得钻，前期研究之前钻探还是投产以后再钻，需要用技术和经济分析的结果来帮助决策。

二、主要概念

1.海上油气田开发方案前期研究

海上油气田开发项目投资巨大，不仅受油气田储量和产能规模以及开发技术的制约，还受水深、海况、气候、离岸距离等自然条件以及生活、动力、通信等补给条件的制约。进行海上油气田开发方案前期研究的主要目的是制定出油气田有效开发的地质油藏方案、钻采方案和安全可行的海洋工程概念设计方案，为石油公司进行上游项目的投资决策提供经济评价结果。前期研究是跨地质、油藏、钻完井、采油、工艺、机电仪讯、结构、工程经济等多个专业的综合研究工作。与陆地油田开发相比，海上油气田的开发方案一旦确定，油田设施建设完成，后期调整的余地大大缩小。

2.评价井

评价井（根据《油矿地质学》教材，又称为详探井），指在地震精查的基础上（复杂区应在三维地震评价的基础上），在已获得工业性油气流的圈闭上，为查明油气藏类型、构造形态、油气层厚度及物性变化，评价油气田的规模、产能及经济价值，以建立探明储量为目的而钻的探井。通过钻评价井来摸清地质储量是前期研究的龙头工序，也是后序研究工作的重要基础。

3.净现值

净现值（Net Present Value，后文简写为NPV）指标是对投资项目进行动态评价的最重要指标之一。该指标要求考查项目寿命期内每年发生的现金流量。按一定的折现率将各年净现金流量折现到同一时点（通常是期初）的现值累加值就是净现值。在前期研究的实务中，针对每一个方案，都由油藏专业提出井口产量，投资估算专业提出分期的资本性支出和经营成本支出以及弃置费，经济评价专业根据一定的产品价格假设，按照现行的财税制度就可以得出从前期研究开始历经建设期、生产期和油田弃置期间每年的现金流量，考虑石油公司设定的基准折现率，就可以计算得到每一个方案对应的净现值。对单一项目方案而言，NPV不小于零，则项目应予以接受；否则拒绝。多方案比选时，净现值越大的方案相对越优。

三、不确定性分析方法在评价井钻探决策中的应用

评价井钻探决策属于不确定性分析。不确定性分析方法主要分为优势原则、期望值原则、最小损失原则、最大可能原则、满意原则。由于评价井预钻探与否的决策不符合优势原则的适用情形；最大可能原则不利于规避极端情况下的风险，而钻探井的主要目的就是避免极端情况出现时带来的重大决策损失；满意原则更多的取决于管理层的主管愿望。这三种方法不在本文作进一步的探讨。

1.期望值原则

期望值原则是指根据各备选方案损益值的期望值大小进行决策，如果损益值用费用表示，应选择期望值最小的方案，如果损益值用收益表示，则应选择期望值最大的方案。

2.最小损失原则

最小损失原则指根据各备选方案最大损失值进行决策，优选最大损失值最小的方案。

评价井钻探决策需要参考技术经济指标。由地质专业预估评价井钻后整个油气田储量增减的各种可能结果，并对这些结果分别赋予一定的概率权重。后序的油藏、钻完井、采油和海洋工程专业根据上述结果分别进行方案设计，由工程经济专业估算投资并分别进行经济评价。根据各种情景对应的经济评价结果和发生概率，综合分析并作出决策。

四、实例分析

以渤海地区某油田为例。该油田位于渤海湾，水深在18米左右，初步的开发井设置方案如图2所示，经过工程和钻完井专业的初步论证后的方案如下，将新建两座井口平台A和井口平台B。从A平台上钻A1-A17井，寿命周期内的累积产量预期为462.9万方，B平台上钻B1-B7井，寿命周期内的累积产量预期为143.3万方。与A平台栈桥相连的是一座中心处理平台，具备对液体进行油气水分离、为周边平台供电、提供注水、处理生产和生活污水的能力，该平台可以将符合销售要求的原油通过原油管道输送到附近的接收平台，可以将天然气输送到销售管网。井口平台A上设有钻修机以完成钻完井和后期修井作业，由于与中心平台栈桥相连，故仅设置井口管汇、加热器等简单的工艺设备，辅助设施也相对简单。井口平台B上设有修井机以完成后期的修井作业，并设有简单的油气水分离和加热装置、生活楼、注水设施、污水处理和相应的辅助设施。B平台上经过简单处理的液体将通过一根新铺设的4.6公里长的海底混输管道输送至中心平台进行深度处理，同时将从中心平台铺设一根4.6公里长的海底注水管道至B平台以提供注水水源，铺设一根4.6公里长的海底电缆至B平台以提供电力。

目前的开发方案中，A16井和B1井所在的小型圈闭因未钻探井而分别存在一定的储量风险。根据地质专业提供的建议，将A16井钻后可能发生的情况离散成以下三种：如果钻后遇到最差的情况，则A平台17口开发井累积可采储量439.6万方；如果钻后与预期一致，则累产可达462.9万方；如果钻后超出预期，累产可达519.6万方。将B1钻后可能发生的情况离散成以下5种：钻后若遇到最差的情况，则B平台7口开发井累积可采储量51.8万方；如果钻后情况次差，则累产可达100.9万方；如果钻后情况比预期略差，则累产可达111.1万方；如果钻后与预期一致，则累产可达143.3万方；如果钻后超出预期，累产可达202.1万方。

这两处地质不确定性当然必须通过钻探井来落实，然而我们需要决策的是先钻探井，再调整开发方案，还是直接根据预期进行工程方案设计、投入开发以后再行钻探与否的决策？

1.不影响产能规模的可以先不钻

首先是A16井的决策。经过油藏专业与海洋工程专业的分析研究，提出如下建议：由于A平台有11口油井，6口注水井，A16井钻后遇到最差的情况，只会影响A平台稳产的年限，不会影响其产能；而A16井若超过预期，也只是作为产量接替，同样不会影响A平台的产能。经过经济评价分析，即使A16井的产量为0，A平台的产量也足以支撑整个中心平台、井口平台A和相关管道的投资、日常经营成本、税费和生产末期的弃置费用，经过现金流分析，该项目的内部收益率、净现值和投资回收期等经济评价指标可以达到石油公司对上游投资项目决策设定的门槛。既然不影响产能规模，所以A16井可以不必预钻，将钻探与否的决策点挪到油田开发井开钻以后，因为这样既可以根据其他开发井的随钻分析结果，对地下有进一步的了解后作出更加科学的决策，也有利于流水作业而节省工期和费用，避免预钻后再回接的费用。

2.对油田开发决策产生重大影响的应预钻

然后是B1井的决策。经过油藏专业与海洋工程专业的分析研究，提出如下建议：由于B平台仅有4口油井，3口注水井，根据B1井钻后情况，B平台累积产量的波动区间较大为51.8万方至202.1万方，B1井钻后情况可导致工程设施规模发生较大变化。经济评价表面B平台累产若低于130万方，经济指标不能达到石油公司对上游项目投资决策设定的门槛。

为了决策B1井是否应预钻探，我们将使用决策树分析的方法。

地质专业给出了B1井钻后可能出现的5种情况的概率，后续油藏、工程和经济专业将这5种情况分别进行了技术和经济分析，统计结果如下表：

对比不预钻时的NPV，预钻以后在前三种情景下均选择放弃开发，NPV为投入的预钻井费6000万元，而地下储量结果为第4和第5种情景时，因产生回接费用和整体开发的推迟，预钻后开发的NPV比不预钻略差。

图3 B1井预钻与否的决策树分析结果

从情景分析的结果来看，若以期望值原则作为决策依据，预钻井的期望NPV0.39亿元高于不预钻而直接进行油田建设的期望NPV-0.58亿元，也高于直接放弃的NPV0元，应该选择预钻井。

若以损失最小为决策原则，预钻井方案最大损失为NPV-0.6亿元，而不预钻井可能导致最大损失为NPV-4.7亿元。预钻评价井的选择也明显优于不预钻而直接投资建设。

五、存在问题

本文以实例探讨了评价井预钻与否的决策方法。在实际工作中，我们对此方法的局限性有着一定的认识。

1.评价井钻后可能出现的各种结果应该是连续的，而不是离散的。为了减化起见而作的离散性假设将导致一定的误差。

2.由于前期研究工期和人力资源的限制，每种钻后储量结果所对应的开发方案只能是粗线条的，决定了其对应的经济结果存在误差。

最后，评价井预钻与否的决策是海上油气田开发方案前期研究中常见的问题，值得所有从事海上油气开发的同事共同努力，不断提高决策的水平，奋力实现我国海洋油气田开发价值的最大化。

参考文献：

[1]中国近海油气田开发志[M].北京：石油工业出版社，2012：72-73

[2]柳广第.油矿地质学[M].北京：石油工业出版社，2009

[3]傅家骥.工业技术经济学[M].北京：清华大学出版社，2003：55-56