模擬方法下超深水鉆完井投資估算范文

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摘要：鉆完井投資估算是油氣收購(gòu)項(xiàng)目可行性評(píng)價(jià)的重要組成部分，投資受地層、設(shè)備、環(huán)保、市場(chǎng)等諸多因素影響，尤其是在油價(jià)劇烈變化的當(dāng)下，實(shí)際投資多為一個(gè)區(qū)間范圍。筆者根據(jù)掌握南大西洋兩岸超深水鉆井?dāng)?shù)據(jù)，分析、整理后提出更符合實(shí)際的鉆完井投資估算方法，建立典型井投資模型。案例模擬結(jié)果與2017年實(shí)際投資誤差3%左右；在機(jī)構(gòu)對(duì)油價(jià)預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)油價(jià)變動(dòng)與鉆完井投資變化相結(jié)合動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。希望對(duì)中國(guó)油企海外油氣項(xiàng)目評(píng)價(jià)鉆井方案投資估算提供有力支持。

關(guān)鍵詞：超深水；鉆完井投資；蒙特卡洛；投資估算

最近幾年油價(jià)劇烈震蕩導(dǎo)致深水鉆完井投資顯著變化，油價(jià)高企導(dǎo)致鉆井平臺(tái)日費(fèi)高昂，專業(yè)服務(wù)價(jià)格昂貴，超深水單井鉆完井投資動(dòng)輒幾千萬、上億甚至數(shù)億美元；油價(jià)低迷時(shí)，鉆井平臺(tái)及服務(wù)市場(chǎng)價(jià)格腰斬，單井投資下降幅度超過50~70%。在油價(jià)劇烈變化、市場(chǎng)行情震蕩等條件下進(jìn)行鉆完井投資估算，一直是困擾從業(yè)人員的難題，以往項(xiàng)目評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)多采用定額估算及單井投資估算、米進(jìn)尺投資估算、日費(fèi)估算、蒙特卡洛模擬等方法[1]，均為靜態(tài)、定值或區(qū)間估算；與油價(jià)、工程市場(chǎng)變化聯(lián)動(dòng)的動(dòng)態(tài)鉆完井投資預(yù)測(cè)，業(yè)內(nèi)尚處空白。筆者在這一輪油價(jià)變化伊始跟蹤低油價(jià)下鉆井市場(chǎng)的變化，創(chuàng)新性的將油價(jià)與鉆井市場(chǎng)變化和蒙特卡洛方法相結(jié)合，進(jìn)行鉆完井投資預(yù)測(cè)，較好的解決了多重條件變化時(shí)進(jìn)行投資估算的難題。

1超深水鉆完井定義與采樣

巴西石油大會(huì)的水深標(biāo)準(zhǔn)400m以上為深水，1500m以上為超深水，本次研究主要區(qū)域?yàn)樗?500m以上的超深水區(qū)域[2]。深水、超深水項(xiàng)目編制鉆完井投資授權(quán)（AFE）時(shí)，通常分為無形投資和有形投資兩部分[3]。無形投資主要包括鉆機(jī)租費(fèi)、服務(wù)費(fèi)、工具租賃及保障費(fèi)等[3]；有形投資主要包括油套管、鉆頭、泥漿等材料費(fèi)[4]。研究采樣來自巴西超深水項(xiàng)目（5個(gè)區(qū)塊，23個(gè)油田）、安哥拉超深水項(xiàng)目（4個(gè)項(xiàng)目，7個(gè)油田）以及塞內(nèi)加爾1個(gè)區(qū)塊，莫桑比克2個(gè)區(qū)塊的已鉆井資料。

2鉆完井投資構(gòu)成

本文建立超深水典型井鉆完井投資模型，將投資單元?jiǎng)澐譃殂@前、鉆井、完井、鉆后四個(gè)單元，每個(gè)單元分為有形投資和無形投資兩部分，以實(shí)際技術(shù)方案、投資參數(shù)為基礎(chǔ)，利用蒙特卡洛方法進(jìn)行鉆完井投資模擬計(jì)算。無形投資的主要衡量參數(shù)為鉆井日費(fèi)，包括鉆機(jī)日費(fèi)、配套設(shè)備租賃、保障及專業(yè)服務(wù)日費(fèi)（見表1）。有形投資的主要構(gòu)成部分為管材、配件、設(shè)備等（見表2）。

3蒙特卡洛典型井鉆完井投資預(yù)測(cè)

3.1方法原理蒙特卡洛模擬法，是一種以數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論為指導(dǎo)的模擬技術(shù)，是概率分析中的一種實(shí)用模擬方法[5]。相對(duì)定值或定額的投資估算方法，蒙特卡洛方法給出的置信區(qū)間值更接近于實(shí)際情況，對(duì)于現(xiàn)實(shí)的方案編制幫助更大[6]。在石油天然氣行業(yè)，主要用于勘探風(fēng)險(xiǎn)和儲(chǔ)量預(yù)測(cè)的評(píng)價(jià)，在鉆完井投資研究中應(yīng)用較少，尤其是以市場(chǎng)行情和材料成本指數(shù)為基礎(chǔ)，考慮油價(jià)與投資聯(lián)動(dòng)的綜合性鉆完井投資預(yù)測(cè)，尚無先例。對(duì)于低油價(jià)環(huán)境下，鉆機(jī)日費(fèi)、作業(yè)服務(wù)費(fèi)、與鉆井行業(yè)相關(guān)的大宗商品采購(gòu)價(jià)格、人工、配套服務(wù)等因素都處在不斷變化之中，蒙特卡羅方法可以實(shí)現(xiàn)考慮多種因素預(yù)測(cè)的可行性，可實(shí)現(xiàn)鉆完井投資與油價(jià)聯(lián)動(dòng)的預(yù)測(cè)，即在機(jī)構(gòu)對(duì)油價(jià)預(yù)測(cè)基礎(chǔ)上，參考上述鉆完井工程相關(guān)技術(shù)、市場(chǎng)因素預(yù)測(cè)，代入典型井蒙特卡洛預(yù)測(cè)模型，得到與油價(jià)變化相對(duì)應(yīng)的鉆完井投資。

3.2典型井投資模型與案例典型井模型考慮技術(shù)、市場(chǎng)、風(fēng)險(xiǎn)因素，可實(shí)現(xiàn)多因素定量化計(jì)算，準(zhǔn)確性高，對(duì)項(xiàng)目決策參考意義更大。本文選取作業(yè)技術(shù)難度較大、鉆完井投資全面且相對(duì)復(fù)雜的海上超深水項(xiàng)目，作為蒙特卡洛方法模擬鉆完井投資估算為實(shí)例。西非塞內(nèi)加爾、安哥拉以及巴西多個(gè)超深水項(xiàng)目，水深范圍1600～2300m，油田即將進(jìn)入開發(fā)階段或者已經(jīng)開放，井型包括水平井、定向井兩種，垂深3700～4300m，水平段長(zhǎng)度500～1000m，四開鉆井，三級(jí)套管程序，割縫篩管完井。①建立模型將鉆完井工程按施工順序劃分鉆前、鉆井、完井、鉆后四部分。投資類型劃分為有形投資和無形投資兩種類型。從而使模型網(wǎng)格化、立體化。其中：每階段施工都包含兩種類型的投資：有形投資和無形投資。為了使研究案例的鉆完井投資具備更廣泛的適用性，細(xì)分為開放初期和開發(fā)期兩個(gè)階段，以Firstoil作為勘探轉(zhuǎn)開發(fā)和開發(fā)兩個(gè)階段的分界。投資模型為：鉆完井投資=鉆完井周期日費(fèi)+有形投資[8]本實(shí)例主要包括500m水平段生產(chǎn)井、定向注水井兩種井模型。鉆井周期和日費(fèi)均攤的各套方案值，均以區(qū)塊實(shí)際執(zhí)行的歷史資料統(tǒng)計(jì)為依據(jù)，詳見圖1。②數(shù)據(jù)擬合按照歷史投資數(shù)據(jù)擬合，歸納分析各投資參數(shù)分布函數(shù)類型。詳見圖2及圖3。典型井?dāng)?shù)據(jù)擬合包括鉆完井周期擬合、鉆機(jī)日費(fèi)擬合及固定投資擬合。每類數(shù)據(jù)分別按照鉆前、鉆井、完井、鉆后四個(gè)單元進(jìn)行逐項(xiàng)擬合，確定分布函數(shù)。對(duì)于鉆前、鉆后待機(jī)日費(fèi)可由比例得出，因此做簡(jiǎn)化處理，以減少工作量。③數(shù)據(jù)輸入對(duì)不同工序和投資構(gòu)成細(xì)化每項(xiàng)分布函數(shù)（圖4中綠色單元格，共計(jì)84個(gè)），數(shù)據(jù)分布函數(shù)多為正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、BETA等。根據(jù)圖5中HIS對(duì)未來深水鉆機(jī)日費(fèi)對(duì)的預(yù)測(cè)，以2016年實(shí)際鉆機(jī)合同日費(fèi)為P50值，P90、P10概率值采用IHS及RIGBASE數(shù)據(jù)庫(kù)非洲地區(qū)深水鉆機(jī)2017至2020預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)概率的合同價(jià)格，從而得到油價(jià)高、中、低三種情況為三套方案。④輸出水平井鉆完井投資計(jì)算公式：其中：P1為鉆前投資；P2為鉆后投資；P3為一開鉆井投資（導(dǎo)管、表套）；P4為二開鉆井投資（生產(chǎn)套管）；P5為完井投資；pre—fistoil之前；post—fistoil之后。圖6水平井投資（構(gòu)成單元），百萬美元得到的圖6中每個(gè)鉆井單井的投資，將其累加后得到單井鉆完井總投資，見圖7。即水平井單井鉆完井投資低方案（P9O概率值）為40.1MM$，中方案（P50概率值）為42MM$，高方案（P10概率值）為31.6MM$。蒙特卡洛模擬結(jié)果的Pmean值與2017年區(qū)塊實(shí)際投資擬合統(tǒng)計(jì)值相差分別為2.9～3.3%，可見該方法適用性較強(qiáng)，準(zhǔn)確性較高。典型井投資構(gòu)成中，無形投資包括：鉆機(jī)日費(fèi)、拖船租賃、直升機(jī)費(fèi)、服務(wù)監(jiān)督費(fèi)、機(jī)器人、工具租賃、DST、停待人工、監(jiān)督費(fèi)、燃料水等、基地服務(wù)、泥漿服務(wù)、電力通訊保障、測(cè)井、錄井、固井、定向、注水井服務(wù)、臺(tái)面維護(hù)、取芯及完井服務(wù)等。有形投資具體包括：鉆頭、鉆井液、壓力溫度閥、封隔器、套管及配件、尾管、溫度壓力計(jì)、油管、控制電纜、篩管、封隔器、濾失劑、配件、鹽酸、DST工具、水下井口等。按照投資細(xì)項(xiàng)業(yè)務(wù)屬性對(duì)其歸類為大項(xiàng)，并確定其在鉆完井總投資中占比。根據(jù)公共數(shù)據(jù)庫(kù)未來價(jià)格走勢(shì)預(yù)測(cè)，統(tǒng)計(jì)歸類后各大項(xiàng)（表5）的未來價(jià)格預(yù)測(cè)，見圖8。圖示可見，機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)Brent油價(jià)自2019年底開始回升至66～68美元/桶，增幅近30%，而鉆完井行業(yè)相關(guān)服務(wù)及材料價(jià)格P50值增幅僅2.5～6.5%；2021年機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)油價(jià)值為75～77美元/桶，增幅超40%，而鉆完井投資構(gòu)成要素增幅僅10～15%。可見深水鉆完井投資相對(duì)油價(jià)明顯滯后，同時(shí)也說明油價(jià)回升幅度還不足恢復(fù)深水鉆完井活動(dòng)的積極性。將上述投資構(gòu)成、占比及未來走勢(shì)，代入典型井投資模型，得到未來鉆完井投資預(yù)測(cè)結(jié)果，如圖9和10。因鉆完井投資中各構(gòu)成要素增、降幅度不一，加之其滯后性特點(diǎn)，故未來鉆完井投資與油價(jià)走勢(shì)相似卻不相同，總體呈現(xiàn)先降后升態(tài)勢(shì)。體現(xiàn)在2018年低雖然油價(jià)幾經(jīng)漲跌，但鉆完井投資持續(xù)下降，降至底谷，P50鉆完井投資降幅3～5%；2019年隨油價(jià)上升，鉆完井投資回升至2018年初水平；2020至2021年隨著油價(jià)逐漸上漲，P50值鉆完井投資增幅10～15%左右。

4結(jié)論

4.1鉆機(jī)租費(fèi)和服務(wù)費(fèi)是影響無形投資的關(guān)鍵因素，也是鉆完井投資的主要影響因素；有形投資中設(shè)備和材料費(fèi)是主要影響因素，其價(jià)格與油價(jià)走勢(shì)相似。

4.2蒙特卡洛方法適用于鉆完井投資定量化研究，可解決以往定值思維下投資預(yù)測(cè)的局限性，預(yù)測(cè)結(jié)果更真實(shí)，更準(zhǔn)確；實(shí)例證實(shí)模擬結(jié)果與實(shí)際投資契合度較高，對(duì)優(yōu)化鉆井方案、節(jié)約投資指導(dǎo)意義更大。

4.3與油價(jià)走勢(shì)相結(jié)合的蒙特卡洛方法，對(duì)于低油價(jià)環(huán)境下判斷工程投資走勢(shì)、界限值及關(guān)鍵影響因素研究提供了一個(gè)嶄新的思路，為更好地把握低油價(jià)環(huán)境下投資決策提供更有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]趙俊平,邵強(qiáng).鉆井投資和原油價(jià)格對(duì)油層厚度經(jīng)濟(jì)界限影響的實(shí)證分析[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),2004.12(6):79～80.

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[4]楊金華.全球深水鉆井市場(chǎng)現(xiàn)狀與前景(2013).石油觀察.2012.6(4):402～403.

作者：劉廣濤 朱凱 李娟 單位：中國(guó)石化國(guó)際石油勘探開發(fā)公司