книги / Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки

1 т добычи нефти из новых мощностей (дополнительных площадей) в отрасли. Вариант, обеспечивающий получение*уровня приведенных затрат на прира­ щение 1 т нефти, равного приведенным затратам на 1 т добычи нефти из новых

мощностей в отрасли, считается, оптимальным.

Проиллюстрируем применение данного способа выбора оптимального вари­ анта, используя данные четырех вариантов разработки условного месторождения. Из рис. XX.2 видно, что вариант с плотностью сетки 136 га/скв требует 277 млн. руб. суммарных приведенных затрат в разведку и разработку анализируемого месторождения за 15 лет. Варианты же разработки с плотностью сетки 68, 34 и 23 га/скв потребуют соответственно 371,7; 542,5 и 688,6 млн. руб. Учитывая при этом, что накопленная добыча нефти за 15 лет в вариантах при сетках, равных 136, 68, 34 и 23 га/скв, составит 31,3; 52,47; 77,11 и89,5 млн. т, можно найти анали­ тическое выражение зависимости суммарных приведённых затрат от накопленной Добычи нефти за оптимизационный период, используя методы математической ста­ тистики. Эта зависимость в нашем случае имеет вид

где /7Сум— суммарные приведенные затраты в разведку и разработку анализи­ руемого месторождения за 15лет, млн. руб; QHaK — накопленная добыча нефти на анализируемом месторождении за тот же период, млн. т.

Рассчитанные по данной формуле суммарные приведенные затраты для рас­ сматриваемых вариантов разработки составили 271,9; 378,7; 556,9 и 675,7 млн. руб соответственно. Сопоставляя сглаженные значения приведенных затрат с расчет­ ными данными по вариантам, видим, что отклонения между ними не превы­ шают ±3 %.

433

нефти в объеме 62,5 млн. т, так как дальнейшее увеличение темпов отбора нефти из месторождения в этот период будет сопряжено с затратами, превышаю­ щими уровень затрат, принятый для выравнивания добычи нефти, т. е. 7 руб. на 1 т (см. рис. XX.2).

Сравним результаты выбора оптимального варианта, проведенного как первым, так и вторым методом, построив дополнительно график зависимости между накопленной добычей нефти и плотностью сетки скважин. Как видно из рис. ХХ.З, накопленная добыча нефти за 15 лет, равная 62,5 млн. т, может быть

варианта получаем одинаковые результаты, но второй способ предпочтителен, так как менее громоздкий и позволяет быстро найти искомый вариант при любом уровне удельных затрат, принятых для выравнивания добычи нефти.

Допустим, что приведенные затраты в разведку и разработку дополнительных площадей составляют не 7, а 10 руб. на 1т нефти. Тогда по рис. XX.2 определим оптимальный вариант с накопленной добычей нефти 85,5 млн. т, для которого

434

вия, при котором приведенные затраты на приращение 1т нефти не превысят уровня таких затрат на дополнительных площадях.

Тогда в системе воздействия на пласт, обеспечивающей максимальную на­ копленную добычу нефти на месторождении при затратах на приращение 1 т нефти, не превышающих принятую предельную, суммарные приведенные'затраты складываются лишь из затрат по данному месторождению. В остальных системах воздействия на пласт приведенные затраты будут слагаться из суммарных приве­ денных затрат на анализируемом месторождении, необходимых для получения накопленной добычи нефти, при которой затраты на приращение добычи 1т нефти равны предельным,, и приведенных затрат для добычи недостающей нефти на дополнительных площадях.

Практическое применение изложенных методических положений проиллю­ стрируем на следующем примере. Допустим, что при проектировании разработки условного нефтяного месторождения рассматриваются две системы воздействия на пласт. В случае осуществления первой системы зависимость между суммарными

= 130е°’°18<?нак. Тогда первые производные указанных функций будут иметь вид

(Лсум)' = 166,7е°’°1564<?нак0,01564;

(ЛСум)' = 130е°’018<?иак0,018-

Предположив, что затраты на получение 1 т нефти на дополнительных пло­ щадях в рассматриваемом периоде составят 7 руб., найдем, что суммарный отбор нефти из нефтяного месторождения за 15 лет при первой системе воздействия на пласт не должен превышать 63,1 млн. т, а при второй — 60,85 млн. т.

Суммарную добычу нефти определяют путем решения следующих уравнений:

166,7e°'01564<?HaK0,01564 = 7 или lg 166,7 + 0,01564QHaK lge + + lg 0,01564 = lg 7;

130e°'OI8<?HaK0,018 = 7 или lg 130 + 0,018<2Нак^е + lg 0,018 = lg 7.

Отсюда суммарные приведенные затраты в разведку и разработку данного месторождения за 15 лет составят: в первом случае — 447,2 млн. руб. (ЯСум=

= 166,7е , а во втором—338,7 млн. рубДЯСУм = 130е ). Общие затраты на выравненный объем добычи нефти т. е. 63,1 млн. т, при внедрении второй системы воздействия на пласт составят 404,45 млн. руб. [338,7 -f~ (63,1 —

— 60,85) 7], по сравнению с 447,2 млн. руб. при первой системе. Следовательно, при принятых условиях разработки анализируемого месторождения и ожидаемом развитии отрасли целесообразно осуществлять вторую систему воздействия на пласт. Нелишне отметить практическое совпадение результатов определения оптимальной добычи нефти, проведенной с использованием рис. XX.2 (62,5 млн. т) и ее нахождения чисто аналитическим путем (63,1 млн. т).

Изложенная методика выбора рационального варианта может быть использо­ вана при проектировании систем разработки не только однопластовых, но и много­ пластовых месторождений. Однако в последнем случае для нахождения аналити­ ческого выражения зависимости суммарных приведенных затрат от накопленной добычи нефти на месторождении в оптимизационном периоде необходимо предва­ рительно построить следующие графики:

а) характеризующие оптимальное участие каждого эксплуатационного объекта (пласта) в обеспечении любой заданной по месторождению добычи нефти;

б) зависимости технологических показателей, включая сетку скважин, от добычи нефти по каждому эксплуатационному объекту. Подробно этот вопрос был рассмотрен в § 2 настоящей главы.

Важное значение при экономическом обосновании имеет определение целесо­ образности ввода в разработку того или иного месторождения. Об этом с точки

435

зрения минимума приведенных затрат в отрасли (при прочих равных условиях — по качеству и транспорту нефти) можно судить, сопоставляя приведенные затраты рационального варианта разработки рассматриваемого месторождения с затра­ тами на создание и эксплуатацию новых мощностей в отрасли, рассчитанными на равный объем добычи нефти и включающими также начисления на капитальные вложения в поиски и подготовку нефтяных запасов.

Сформулированное таким образом условие целесообразности ввода в разра­ ботку рассматриваемого месторождения можно выразить в виде следующего неравенства:

где За рац— приведенные затраты на 1 т добычи нефти на анализируемом место­ рождении в рациональном варианте; Qapaij — суммарная добыча нефти на анали­ зируемом месторождении в рациональном варианте за период оценки Т; /Сазап — капитальные вложения в поиски и подготовку нефтяных запасов рассматриваемого месторождения.

П ри м ер . Пусть при разработке анализируемого месторождения по ра­ циональному варианту обеспечивается накопленная добыча нефти за 15 лет в объеме 60,85 млн. т при суммарных приведенных затратах 388,7 млн. руб. До­ пустим далее, что капитальные вложения в поиски и подготовку нефтяных запасов на месторождении равны 100 млн. руб., приведенные затраты на добычу 1т нефти на дополнительных площадях составят 7 руб., а нормативный коэффициент эффективности Ен равен 0,15.

Тогда, подставив указанные величины в формулу (XX.23), получим 388,7 < < 60,85-7+ 100-15-0,15 или 388,7 < 650,95.

Следовательно, рассматриваемое нефтяное месторождение целесообразно вводить в эксплуатацию и разрабатывать по рациональному варианту.

§ 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ ОБОСНОВАННОГО КОЭФФИЦИЕНТА НЕФТЕОТДАЧИ И СРОКА РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Важное значение для проектирования системы разработки нефтяного место­ рождения приобретает проблема определения экономически обоснованного срока его эксплуатации и обусловленного этим коэффициента нефтеотдачи в рациональ­ ном варианте. Причем нефть извлекается до. момента достижения предельной себестоимости добычи 1 т. Для выявления экономически обоснованного коэффи­ циента нефтеотдачи строят два графика, первый из которых отражает зависимость накопленной добычи нефти от продолжительности разработки месторождения, а второй характеризует зависимость между накопленной добычей нефти и эксплуа­ тационными затратами. Эти зависимости можно представить также в виде аналити­ ческих уравнений после обработки соответствующих данных методами математи­ ческой статистики.

Дифференцируя функцию (эксплуатационные расходы — накопленная добыча нефти), получим себестоимость приращения 1 т нефти при любом наперед задан­ ном объеме накопленной добычи.

Отношение накопленной добычи, при которой дальнейшее приращение 1 т нефти достигается в условиях предельной себестоимости, к геологическим запасам и будет характеризовать экономически обоснованный коэффициент нефтеот­ дачи.

Экономически обоснованным сроком разработки нефтяного месторождения следует считать период от начала эксплуатации месторождения до момента дости­ жения на нем предельной себестоимости добычи нефти. Учитывая, что выключение из разработки нефтяных пластов будет осуществляться на завершающей стадии эксплуатации, не требующей практически дополнительных капитальных затрат, а также принимая во внимание то, что некоторый объем добываемой нефти будет реализовываться на мировом рынке, предельные издержки для определения экономически обоснованного коэффициента нефтеотдачи можно принять с учетом мировых цен на нефть.

436

§ 5. ВЛИЯНИЕ ОПТИМИЗАЦИИ ПЛАНА ДОБЫЧИ НЕФТИ В СТРАНЕ НА ВЫБОР СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ИЛИ ДОРАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В настоящее время серьезное внимание уделяется решению такой важнейшей проблеме, как составление оптимальных планов развития отрасли на базе научно обоснованных технологических схем и проектов разработки нефтяных месторожде­ ний, обеспечивающей большой народнохозяйственный эффект. С этой целью рекомендуется руководящими органами регулярно совершенствовать системы разработки уже эксплуатирующихся месторождений и выбирать оптимальные варианты разработки новых нефтяных месторождений, особенно в период подго­ товки пятилетних планов развития страны. В этих условиях главным направле­ нием совершенствования планирования добычи нефти и его увязки с проектирова­ нием разработки нефтяных месторождений является определение оптимальных отборов нефти из месторождений, обеспечивающих удовлетворение народно­ хозяйственной потребности в нефти с минимальными затратами и наибольшей эффективностью.

Совершенно очевидно, что оптимальный план добычи нефти на перспективу должен удовлетворять намечаемой динамике добычи нефти в стране и экономи­ ческому критерию, принятому за основу оценки.

При обосновании и разработке оптимального плана развития нефтяной промышленности с позиций данной отрасли в качестве критерия оптимизации рекомендуется применять минимум приведенных затрат за анализируемый период при полном учете геологопоисковых и геологоразведочных затрат в себестоимости добычи нефти и во второй составляющей приведенных затрат. Последнее условие может быть обеспечено путем деления суммарных капитальных вложений в эксплуатационное бурение, обустройство месторождений и поиски и подготовку нефтяных запасов на годовые уровни добычи нефти и последующего умножения полученных величин на нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (£н). Приведенные затраты за период будут представлять собой средне­ взвешенную величину соответствующих годовых затрат.

Отметим, что при планировании добычи нефти на разрабатываемых место­ рождениях и ее прироста в результате применения методов интенсификации и связанных с этим экономических показателей учитываются данные анализа пред­ шествующей эксплуатации таких месторождений и прогноза дальнейшей разра­ ботки на базе технологических решений, предложенных проектными и научно исследовательскими организациями в проектах разработки или доразработки.

Планирование добычи нефти по вновь открытым и подготовленным к эксплуа­ тации месторождениям должно основываться на составленных по ним технологи­ ческих схемах или проектах разработки, в которых детально исследована динамика экономических показателей разработки в зависимости от изменения технологи­ ческих факторов.

При планировании добычи нефти и экономических показателей по еще не­ открытым месторождениям исходят из укрупненных (ориентировочных) норма­ тивов, установленных на основе анализа статистических данных по подобным месторождениям за прошлый период и намечаемых сдвигов в этом отношении на будущее.

Увязка планирования развития отрасли на перспективу с выбором рациональ­ ного варианта разработки (или доразработки) нефтяных месторождений предусма­ тривает, прежде всего, построение по каждому объекту (месторождению) кривоэффективности увеличения добычи нефти или поддержания ее на неизменной уровне. На этой кривой должна быть отражена зависимость между планируемом (проектируемой) добычей нефти и необходимыми для ее получения приведеннымй затратами. Источниками данных для построения таких кривых являются показан тели по нескольким вариантам разработки (доразработки) каждого месторождения (объекта), рассчитанным на планируемый период.

С учетом кривых зависимости суммарных приведенных затрат от добычи нефти за период по объектам (месторождениям) разрабатывают оптимальный план развития отрасли.

437

ТАБЛИЦА XX.7

ДОБЫЧА НЕФТИ И ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ ПО МЕСТОРОЖДЕНИЯМ

Основные методические положения, используемые при составлении оптималь­ ного плана добычи нефти в стране и выборе рационального варианта разработки (доразработки) нефтяных месторождений, заключается в следующем.

1. По каждому из месторождений (объектов) определяют зависимость суммар­ ных приведенных затрат от суммарной добычи нефти за период в виде теоретиче­ ской кривой, для которой подбирается соответствующее аналитическое выраже­ ние (формула).

2.Путем дифференцирования функции (суммарные приведенные затраты — суммарная добыча нефти) находят формулу для определения приведенных затрат на приращение 1 т нефти по каждому месторождению.

3.По каждому из месторождений строят график зависимости приведенных затрат на приращение 1 т нефти от суммарной добычи нефти за период.

4.При нескольких, но одинаковых для всех месторождений значениях приведенных затрат на приращение 1 т нефти определяют суммарную добычу нефти по отрасли.

5.На основании данных, полученных в п. 4, строят график зависимости

суммарной добычи нефти по отрасли от приведенных затрат на приращение 1 т нефти по месторождениям. Этот график — основа оптимального планирования добычи нефти в стране и выбора рационального варианта разработки (доразра­ ботки) нефтяных месторождений.

Проиллюстрируем применение изложенной методики на следующем условном

примере.

Допустим, что на перспективу планируется разрабатывать в стране 10 место­ рождений нефти, по каждому из которых рассмотрены варианты I—IV разработки или доразработки (табл. XX.7). Предположим, что суммарная добыча нефти по отрасли в планируемом периоде должна составить 2700 млн. т. Требуется опре­ делить долю участия каждого месторождения в общем объеме добычи нефти по стране. В качестве критерия оптимальности используем минимум приведенных

затрат на 1 т нефти.

По каждому из рассмотренных месторождений вариант I означает разработку их без привлечения дополнительных капитальных вложений, т. е. получение в планируемом периоде добычи нефти за счет использования ранее созданных мощностей. Вариант IV характеризует максимальные добывные возможности месторождений в планируемые годы. Варианты II и III занимают по уровню до­ бычи нефти промежуточное положение. Поскольку вывод ранее созданных мощ­ ностей из эксплуатации не предусматривается, то при любой планируемой добыче нефти по отрасли количество отбираемой нефти по каждому месторождению но

438

может быть ниже уровня, приведенного в варианте I, и не выше уровня, рассчи­ танного по варианту IV.

На основании обработки данных табл. XX.7 с применением математической статистики можно определить теоретические формулы, которые характеризо­ вали бы зависимость приведенных затрат на месторождениях от уровня отбирае­ мой нефти из них. Дифференцирование же полученных аналитических уровней дает возможность определить теоретические формулы для расчета приведенных затрат, приходящихся на приращение 1т нефти при том или ином уровне добычи нефти.

В табл. XX.8 приведены теоретические суммарные затраты и приведенные затраты на приращение 1т нефти в зависимости от проектируемой (планируемой) добычи нефти на месторождениях в пятилетием периоде. На основе данных табл. XX.8 строят графики (рис. XX.4—XX.7).

Задаваясь различными значениями производной функции приведенные затраты — добыча нефти (Я'), «определяют добычу» нефти и суммарные приведен­ ные затраты по месторождениям за анализируемый период при соответствующих значениях Я'.

Так, в табл. XX.9 приведены данные, характеризующие отборы нефти и при­ веденные затраты по месторождениям в плановом периоде при приведенных за­ тратах на приращение 1т нефти, равных 8, 10, 13 и 15 руб. На основании данных этой таблицы строится график зависимости суммарной добычи нефти и суммарных приведенных затрат по группе месторождений от величины приведенных затрат на приращение 1т нефти (рис. XX.8).

Допустим, что приведенные затраты на добычу 1 т нефти из неоткрытых месторождений, которые предполагается разведать и ввести в разработку в плано­ вом периоде, установлены на уровне 14 руб. и чтодобыча нефти на вновь вводимых в эксплуатацию месторождениях VII и X может быть запланирована ниже мини­ мального объема. Тогда при оптимальном планировании добычи нефти в стране распределение добычи и приведенных затрат по месторождениям за 5-летний пе­ риод будет иметь такой вид (табл. XX. 10). Планируемая добыча нефти по место­ рождениям определялась с помощью рис. XX.6, а суммарные приведенные затраты по месторождениям — с помощью рис. XX.7. При этом соблюдалось условие удержания добычи нефти на уже разрабатываемых месторождениях на уровне не ниже намеченного в табл. XX.7 по варианту I.

439

Рис. XX.4. Зависимость между планируемой добычей нефти за 5 лет (Q) и суммарными приведенными затратами за тот же период (77).

/ —V —различные месторождения нефти

Целесообразный в плановом периоде отбор нефти с вновь вводимого в разра­ ботку месторождения X рассчитывался по формуле

П' = 187,3e°'007233Q0,007233 = 14,

откуда Q = 315 млн. т.

Подставляя найденное значение Q в формулу

Я3 = 187,Зе°•007233С?,

получим Я3 = 1935 млн. руб. ТАБЛИЦА XX.9

ДОБЫЧА НЕФТИ (Q) И ПРИВЕДЕННЫЕ ЗАТРАТЫ (Яд) ПО

МЕСТОРОЖДЕНИЯМ НА ПЛАНИРУЕМЫЙ ПЕРИОД ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТАХ НА ПРИРАЩЕНИЕ 1 Т НЕФТИ (Я')

440

Из табл. XX. 10 видно, что применение методики оптимального планирования добычи нефти в стране, основанной на выявлении по каждому месторождению зависимости суммарных приведенных затрат от проектируемой на нем добычи нефти, обеспечивает получение значительной экономии средств по сравнению с методом, основанным на кадастровой оценке нефтяных месторождений. Эти отличия будут особенно ощутимы в районах с ограниченными старыми мощно­ стями, где основной объем добычи нефти на перспективу будет приходиться на вновь вводимые в разработку нефтяные месторождения, допускающие гибкий подход к планированию добычи нефти из них.

Заданная динамика добычи нефти в отрасли по годам обеспечивается проведе­ нием целого ряда мероприятий. К ним необходимо, прежде всего, отнести установ­ ление определенной очередности ввода в разработку новых нефтяных месторожде­ ний и темпов их разбуривания, постепенный переход от реализации вариантов плана с меньшей добычей нефти к вариантам с большей добычей вплоть до макси­ мальной на уже разрабатываемых месторождениях.

441

Технологическая основа для такого перехода — возможность вовлечения в разработку на действующих месторождениях новых залежей и площадей, не охваченных эксплуатацией, разукрупнение объектов самостоятельной разработки (разрезание месторождения на блоки меньшей величины), увеличение соотношения между числом нагнетательных и добывающих скважин, внедрение избирательной системы, увеличение перепадов давления и т. д.

Таким образом, критерий оптимального планирования добычи нефти в стране, основанного на проектных разработках по каждому месторождению, — достиже­ ние минимума приведенных затрат для обеспечения запланированной добычи нефти.

Методика оптимального планирования заключается в отыскании минимума приведенных затрат путем определения проектной зависимости добычи нефти по месторождениям (Q) от приведенных затрат на приращение 1т нефти (Я') и нахож­ дении результирующей кривой добычи нефти по отрасли J(EQ)> построенной при условии сложения в каждом случае количества отбираемой нефти по месторожде­ ниям (Q) при равных значениях Я'

Количество отбираемой нефти в плановом периоде на уже разрабатываемых месторождениях устанавливается с учетом возможной добычи нефти из них без дополнительных капитальных затрат и приведенных затрат на 1т нефти, которую можно получить на новых, еще не открытых месторождениях.

Отбор нефти на месторождениях, намеченных к вводу в разработку в плановом периоде, рассчитывается с учетом приведенных затрат в разведку и добычу 1 т нефти, которую планируется получить на еще не открытых месторождениях.

Плановая динамика добычи нефти в отрасли по годам регулируется установ­ лением очередности ввода в разработку новых нефтяных месторождений и темпов их разбуривания, а также постепенным переходом в процессе эксплуатации от вариантов с меньшей, добычей нефти к вариантам с большей добычей вплоть до максимальной (при необходимости) на уже разрабатываемых месторождениях.

442