稠油开采经济油汽比分析——以河南油田采油二厂为例

王金洲

(长江大学马克思主义学院,湖北荆州434023)

稠油开采经济油汽比分析
——以河南油田采油二厂为例

王金洲

(长江大学马克思主义学院,湖北荆州434023)

运用操作成本实物量的识别技术、成本实际支出分析与修正方法、相关因素法评价技术和统计规律分析法,探讨采油二厂稠油开采油汽比的变动规律。以开采周期的总成本支出等于总收益为原则推导出稠油开采经济油汽比的计算方法。通过对采油二厂稠油开采经济油汽比核算方法的分析,研究结果表明:稠油开采的经济油汽比与原油价格、原油商品率、固定成本支出、单位油汽成本以及单位操作成本密切相关。

稠油;经济油汽比;采油二厂

当稠油产量减少到一定程度后,一方面开采成本会大幅增加,另一方面产油效果将越来越差。这使一些老井的开采不再具有经济效益,此时就涉及到如何确定最佳的经济油汽比问题。通过经济油汽比研究结果的应用,可更好地掌握油井的关井时机,避免造成不必要的经济损失,确保稠油开采取得良好的经济效果。

一、采油二厂稠油开采油汽比变化的基本规律

河南油田采油二厂稠油热采老区主力层吞吐周期高、采出程度高,近几年投入开发的薄层和小断块稠油油藏品位差,同时汽窜、出砂进一步加剧,热采效果变差。从总体上看,在稳产阶段后期,全厂稠油开采的油汽比有一个缓慢上升的过程,但自从进入持续上产阶段以后,稠油油藏年油汽比逐年下降,由2004年的0.33降至2008年的0.23,总体上保持着逐渐下降的趋势。通过对不同区块和不同类型的稠油油藏油汽比的变化趋势的研究,可揭示当前采油二厂的稠油油汽比的变化规律如下。

其一,古城、井楼油田大部分开发井已进入高周期吞吐开发,采出程度高,生产效果变差。年吞吐油汽比低于全厂年吞吐油汽比,并且近几年吞吐油汽比有逐年下降趋势。

其二,投入开发时间较晚的七区、新庄、杨楼油田,由于采出程度低,生产效果相对较好,年吞吐油汽比高于全厂年吞吐油汽比。

其三,厚层稠油油藏蒸汽吞吐油汽比明显高于薄层油藏。

其四,复杂小断块稠油油藏,油汽比一直保持0.5以上,但受边水水淹速度的影响,吞吐井数减少,回采水率一直处于较高水平。

由此可见,采油二厂稠油开采的主要区块的油汽比均呈现下降趋势,虽然复杂小断快的油汽比保持在0.5以上的较高水平,但由于对全厂总产量影响较小,不能弥补采油厂稀油开采地质条件恶化的总体趋势。因此,未来年度采油二厂稠油开采的产量水平将面临较为严重的挑战。从开采的实践分析,稠油热采油汽比逐年下降的主要原因如下。

第一,油田区块资源品位先天不足。河南油田的油藏具有“浅、薄、稠、松、散、小”等不利因素,高周期的开发成本有显著的自然增长趋势。稠油的开采受稠油的热敏效应、加热半径、井底周围含油饱和度的制约,产量有一个上升、稳定和缓慢递减的周期性。在开发后期,油水关系复杂,井间采储状况差异变大,油藏压力大幅降低和地质条件的恶化,导致储量综合递减严重、水淹、汽窜和出砂频繁出现。这些状况决定了原油产量的递减和蒸汽注入水平的增长,整体油汽比下降。

第二,超稠油难动用储量的开采。在过分强调各年度产量任务的情况下,原油开采的自然顺序是先易后难,先浅后深,甚至会出现在未深入挖掘现有油田储量潜力的情况下,迅速开发新储量,造成油田资源的迅速衰减。当容易开采的区块开采到目前技术所达到的程度后,就只能开采难度较大的超稠油区块。超稠油开采在地层、井筒、地面等方面都存在一系列问题,如流动性差,注入启动压力高;地层胶结疏松,油井出砂严重;举升难度大,产液量低,生产周期短,废弃产量高等。为此超稠油的开采需要更多的注汽量以及相应的注汽工艺、射孔工艺、油层预处理工艺、防砂工艺、井筒举升工艺和地面处理工艺的改进,这些状况必然导致总体开采效果变差。

第三,主力油层开采程度过高,后续油层产油效益受限。以井楼和古城为代表的稠油热采主力层采出程度高,而近几年投入开发的薄层和复杂小断块稠油油藏品位低,热采效果急剧变差,周期间产量递减快,总体油汽比下降。

第四,增产压力过大,忽略对不经济采油区块的评估。稠油吞吐开采后期,为确保产量的完成,措施力度加大,仍保持着对非经济井的开采;返层井数和措施增油比例逐年增加,但由于油层厚度逐年变薄,导致措施效果逐年变差;而且,由于吞吐开采后期,汽窜、井下故障加剧,导致蒸汽浪费严重。

从油汽比变化的规律分析,古城、井楼油田的原油开采效果较新庄、杨楼等区块差,但是从原油开采的平均成本分析,新庄等区块的稠油开采成本要明显高于井楼和古城区块。这说明单从油汽比变化规律或绝对值的指标来判断稠油开采的效益可能会产生一定的偏差,而经济油汽比指标则能很好地将稠油开采的生产效率指标与经济效益指标结合起来。

二、采油二厂稠油开采经济油汽比的推导

周期经济油汽比是稠油在蒸汽吞吐多个周期后,达到经济极限时,产出油与注入蒸汽的比值。其原理是先确定单井周期原油销售收入计算方法,然后以整个采油区块为对象,测算区块开采周期的总成本构成,最后根据总支出等于总收益的原则来确定的油汽比即为经济油汽比。

设单井周期产油量为Q0,原油产品商品率为R,原油价格为P0,则周期原油销售收入为:

以整个采油区块为对象,在原油开采经济效果评价时,应该考虑原油开采的直接费用和辅助费用,即操作成本和固定成本支出。周期内的稠油开采成本包含三个部分,即税费Tax、原油开采的操作成本Com以及为辅助原油开采发生的固定成本CM。

税费Tax包括综合税费(增值税及营业税等)、以综合税费为基础计算的城建税及教育附加费和资源税等,其公式为:

式中ri为综合税率,rc、rj分别为城市建设税率和教育附加税率,rz为资源税率。

原油开采操作成本Com分解为注汽成本和其它操作成本两部分,其公式为:

式中,Ps为单位注汽成本,Qs为注汽量;C0为单位其它操作成本。

固定费用以原油开采操作成本为基础计算,为核算的方便引入一个变量RM,表示固定费用与原油开采操作成本的比值。其公式为:

因此,周期内原油开采的总成本为:

当经济效益最大化时,要求边际收益等于边际成本。

由于原油开采初期的成本一般会小于收益,故当开采周期的总成本支出等于总收益时所确定的油汽比即为经济油汽比,其公式为:

于是,可得经济油汽比为:

式中,ri为综合税率,rc、rj分别为城市建设税率和教育附加税率,OSRlim为经济油气比,rz为资源税率。这些变量受国家税收政策的影响,可取对应的常数。通过分析经济油汽比的变动规律可以得出基本结论:当原油价格P0越高时,经济油汽比越低;当原油商品率R越高时,经济油汽比越低;当固定成本支出比率RM越低时,经济油汽比越低;当单位注汽成本Ps越低时,经济油汽比越低;当单位其它操作成本越低时,经济油汽比越低。

由于原油价格为不可控的变量,因此要降低经济油汽比可以通过提高原油商品率、降低固定成本支出比率、单位注汽成本和单位其它操作成本等方面着手。

三、采油二厂稠油开采经济油汽比的核算与分析

值得注意的是,式(7)所得到的经济油汽比计算方法是以油田事业部的全总现金流出为基础的,并不是仅考虑了油汽生产成本过程的现金流出。事实上,经济油汽比计算的理论公式并不复杂,只要采油二厂的相关统计数据较为全面和详实,在确定各个生产区块的原油商品率R、固定成本支出比率RM、单位注汽成本Ps以及单位其它操作成本C0后,就可以得到对应的经济油汽比。

第一,基础数据分析与说明。其所采用的基础数据,见表1。

第二,相关参数的核算与界定。按全行业统计,增值税(或营业税)约占销售收入的5%～9%,在这里取8%;城市建设维护税税率和教育附加费税率分析取7%和3%;资源税以商品油数量为计征基础,河南地区取12元/吨。[1]

由表1中的数据可知,近三年固定成本与原油操作成本的比重分别为46%、50%、83%,在此取三者的平均值作为固定成本比例系数,即RM=60%。

由表1所示的最近三年的统计资料可知,稠油区块的原油商品率约为90%,故在此取参数Rj= 90%。

表1 稠油开采操作成本与固定成本基础数据

表1所示的吨油操作成本为Cuo,但由于Cuo中包含了稠油热采费(为开采稠油而采取蒸汽吞吐、汽驱或其他热采方式而发生的生产蒸汽、注入蒸汽、保温等费用)及驱油物注入费(为提高采收率和保持油气储层压力正常,对油气储层进行注水、注汽和注入化学物所发生的费用),显然,这两项费用中包括了注汽成本,因此以表1中的吨油操作成本Cuo为基础计算单位其它单位操作成本C0时,需要引入一个修正参数RC来调整Cuo,并令

关于各项成本占稠油开采成本的比重,其数据见表2,从中可见热采费比重和驱油物注入费用占总成本的比重之和达到23%左右。考虑到这两项费用还包括了其它与蒸汽注入过程相关不大的成本,因此蒸汽注入成本所占的比重要小于23%。据此,可大致估计注入成本占总操作成本的15%～20%之间,即RC∈[15%,20%]。此处在计算经济油汽比时,暂取该比重的平均值,即令RC=18%。此外,由于吨油操作成本是以原油产量为基础核算的,要估算单位注汽成本还需要引入油汽转换系数RSo。油汽转换系数是在数据不完全的情况下用于转换单位原油注汽成本与单位汽注成本的关系的,它近似等于各年度的实际油汽比。根据对历年资料的验证运算可知,近期的油汽转换系数RSo由2005年的0.27变为2008年的0.23,呈缓慢下降的趋势。因此,在估计经济油汽比时暂取平均值RSo= 25%。于是可以得到单位注汽成本的估计值为:

事实上,此处的其它单位操作成本C0和单位注汽成本Ps只是在成本资料不足的情况下作的一个大致的估计。在统计资料完善的情况下单位蒸汽注入成本以及单位其它操作成本都是可以准确核算的,这是未来成本核算和后续研究需要解决的重点问题。

第三,经济油汽比的核算结果。根据上述方法确定各参数的大小之后,现拟根据2009年的数据计算该年的经济油汽比。P0取2009年12月份的河南原油价格4141元/吨,单位操作成本Cuo取2009年的吨油操作成本1718.61元/吨。于是式(7)所示的经济油汽比计算公式可具体化为:

显然,经济油汽比的数值较通用的15%要小一些,这说明从操作成本、固定成本以及原油价格水平来分析,稠油区块仍然具有一定的开采潜力。当然,这里的经济油汽比只是在数据不精确的情况下作出的大致估计,它对现状的描述会产生一定偏差,并且会随着地质条件的变化而逐渐变大。

第四,经济油汽比的敏感性分析。在经济油汽比计算公式中,除税收相关的参数外,其它参数的大小与油藏状况、地质参数、开采工艺以及管理方式的相关性很强,这些因素的变化将使得经济油汽比会动态的调整。[2]因此,采油厂需要在对各参数进行敏感性分析的基础上,找到经济油汽比最敏感的参数,并作为未来生产经营过程中,重点控制的对象。在经济油汽比计算公式中,需要重点作敏感性分析的参数有原油价格P0、原油商品率R、操作成本Cuo、注汽成本比重RC以及固定成本与操作成本比RM。

关于原油价格P0与单位操作成本Cuo的敏感性分析。假定原油价格P0在3800元/吨～4600元/吨间波动,而单位操作成本Cuo在1700元/吨～2300元/吨间进行波动,其它参数保持不变。

由此可见,经济油汽比对单位操作成本和原油价格都十分敏感。从变化趋势分析知:单位操作成本越高,经济油汽比越高;原油价格越低,经济油汽比越高;在油价较低的情况下,经济油汽比对单位操作成本的大小非常敏感,而且随着油价的升高,经济油汽比对单位操作成本的敏感程度有所下降,但仍然非常敏感;当单位操作成本较高时,经济油汽比对原油价格非常敏感,但随着单位操作成本的降低,油汽比对原油价格的敏感程度降低。这说明控制单位操作成本的大小是降低经济油汽比的关键因素。值得注意的是,采油二厂2009年的实际油汽比为0.23,由于实际油汽比必然会逐年下降,因此只有经济油汽比小于0.23的组合才是合理的,即意味着在单位操作成本小于1900元/吨的情况下,经济采油只要原油价格保持3800元/吨以上均可以实际较好的经济效益;而当单位操作成本大于2000元/吨之后,只有在原油价格突破4000元/吨时稠油开采才具有经济效益;当单位操作成本大于2300元/吨时,原油价格必须维持在4600元/吨以上的情况下才有经济效益。相关详细数据,见表3。

表3 经济油汽比与原油价格和操作成本的关系 元/吨

关于注汽成本比重RC、固定成本与操作成本比RM的敏感性分析。假定原油价格P0和单位操作成本Cuo保持不变,而注汽成本比重RC在10%～24%间波动,固定成本与操作成本比RM在30%～75%内波动。这种情况下得到的经济油汽比的敏感性变动趋势,即经济油汽比对固定成本与操作成本的比和注汽费用比重两都比较敏感。基本规律如下:固定成本与操作成本比越大,经济油汽比越高;注汽成本比重越大,经济油汽比越高;对于不同的注汽费用比重,经济油汽比对固定成本与操作成本比的敏感大致相同;在固定成本与操作成本比较低时,经济油汽比对注汽费用比重较为敏感,当固定成本与操作成本比较高时,经济油汽比对注汽费用比重的敏感性稍低。相比之下,固定成本与操作成本比对经济油汽比的影响较大,这表明降低各年度的固定成本比降低注汽成本对降低经济油汽比更为重要。图1还表明,当固定成本与操作成本比超过80%时,稠油开采的经济效益将很难实现。

关于原油商品率R的敏感性分析。假定原油的商品率在80%～92%之间波动,其它参数不变,得到的油汽比变动趋势,如图1所示。

由此可见,经济油汽比对原油商品率还是比较敏感的,但从数据分析,原油商品率最近几年基本稳定在90%左右,没有出现大的波动。要降低经济油汽比可以通过节约自用油量、降低燃料浪费来提高原油的商品率。从采油二厂油汽比的变动规律看,要实现较好的经济效果,原油商品率不应低于80%。

图1 经济油汽比与原油商品率的关系

四、结论

通过研究采油二厂稠油开采油汽比的变动规律以及经济油汽比的核算方法,得到以下基本结论。

第一,古城、井楼油田大部分开发井已进入高周期吞吐开发,采出程度高,生产效果变差。年吞吐油汽比低于全厂年吞吐油汽比,并且近几年吞吐油汽比逐年下降趋势明显。投入开发时间较晚的七区、新庄、杨楼油田,由于采出程度低,生产效果相对较好,年吞吐油汽比高于全厂年吞吐油汽比,特别是复杂小断块稠油油藏,油汽比一直保持0.5以上。厚层稠油油藏蒸汽吞吐油汽比明显高于薄层油藏。

第二,从油汽比变化的规律分析,古城、井楼油田的原油开采效果较新庄、杨楼等区块差,但是新庄等区块的稠油开采成本要明显高于井楼和古城区块,因此,油汽比变化规律或其绝对值并不能反映稠油开采的经济效益,需要利用能同时反映稠油开采的生产效率和经济效益的经济油汽比来评价稠油区块的等级。

第三,通过对经济油汽比核算方法的理论分析,得到经济油汽比与原油价格、原油商品率、固定成本支出、单位注汽成本以及单位操作成本密切相关,具体影响关系如下:当原油价格P0越高时,经济油汽比越低;当原油商品率R越高时,经济油汽比越低;当固定成本支出比率RM越低时,经济油汽比越低;当单位注汽成本Ps越低时,经济油汽比越低;当单位其它操作成本越低时,经济油汽比越低。

由于原油价格为不可控的变量,因此要降低经济油汽比可以通过提高原油商品率、降低固定成本支出比率、单位注汽成本和单位其它操作成本等方面着手。

第四,根据2009年的稠油开采地质状况及生产水平,核算得到的经济油汽比为0.11。这个结果较通用的15%要小一些,这说明按照2009年的操作成本、固定成本以及原油价格水平来开发稠油区块,全厂的稠油开采仍然具有较好的经济潜力。值得注意的是,受缺乏详细基础数据的影响,该经济油汽比的准确性可能不高,它对采油二厂的稠油开采现状的描述会产生一定偏差,准确数据需要在后续研究中搜集和剥离更准确的数据。

第五,通过敏感性分析得知:其一,在油价较低的情况下,经济油汽比对单位操作成本的大小非常敏感,而且随着油价的升高,经济油汽比对单位操作成本的敏感程度有所下降,但仍然非常敏感;当单位操作成本较高时,经济油汽比对原油价格非常敏感,但随着单位操作成本的降低,油汽比对原油价格的敏感程度降低。在单位操作成本小于1900元/吨的情况下,经济采油只要原油价格保持3800元/吨以上均可以实现较好的经济效益;而当单位操作成本大于2000元/吨之后,只有在原油价格突破4000元/吨时,稠油开采才具有经济效益;当单位操作成本大于2300元/吨时,原油价格必须维持在4600元/吨以上的情况下才有经济效益。其二,相对于注汽成本比重,固定成本与操作成本比对经济油汽比的影响较大。对于不同的注汽费用比重,经济油汽比对固定成本与操作成本比的敏感大致相同;在固定成本与操作成本比较低时,经济油汽比对注汽费用比重较为敏感,当固定成本与操作成本比较高时,经济油汽比对注汽费用比重的敏感性稍低。这表明降低各年度的固定成本比降低注汽成本对降低经济油汽比更为重要。敏感性分析还表明当固定成本与操作成本比超过80%时,稠油开采的经济效益将很难实现。其三,经济油汽比对原油商品率也比较敏感,要实现较好的经济效果,原油商品率不应低于80%。由于目前采油二厂的原油商品率基本稳定在90%左右,没有出现大的波动。说明从目前的情况看,原油商品率对采油二厂的经济油汽比影响有限。

通过经济界限油汽比研究结果的应用,可更好地掌握油井的关井时机,避免造成不必要的经济损失,确保稠油开采取得良好经济效果。如果当前状态下老井的实际油汽比低于经济油汽比,首先要加强油井管理,降低开采成本,使一部分油井产量和含水达到经济合理界限以内;或者考虑对其进行转换开采方式的可行性研究,通过对开采工艺和管理方式的改善来获得更为有效的油气比,最大限度地保证原油产量的增长和挖掘已开发老井的潜力。例如,在一些开发程度高,含水高油田使用压裂措施效果较差时,则可以考虑改有卡堵的方式;在异常高压低渗油气藏,使用压裂措施来改善地层的物性,能获得较好的经济效果。其次,对于目前技术水平不太可能实现经济产量的,直接暂时关闭。如果在目前技术水平下,采用增产措施达不到预定的经济效果而硬性追求产量指标,不仅会造成成本的恶性增长,还会使油田的地质条件受到破坏,失去优化开采甚至是新技术应用的可能性。

[1]刘斌,郭福军.油田经济可采储量确定方法研究[J].西南石油学院学报,1999(1).

[2]刘斌,杨丽,郭福军,肖迅.油田经济产量计算方法探讨[J].国际石油经济,2000(11).

责任编辑 胡号寰 E-mail:huhaohuan2@126.com

F426.22

A

1673-1395(2015)01-0057-06

2014-10-23

王金洲(1963—),男,湖北汉川人,教授,主要从事能源经济和企业管理研究。