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1、气田单井经济极限产量研究一)田单井经济极限产量研究煎童(石油规划设计总院北京市100083)墨焦垒(长庆石油勘探局甘肃省庆阳县745101)摘要对于整装气田的开发建设,在地质情况基末清楚之后.决定采用什么样的总体开发方案及研究低产井是否应该进管网投入生产时,单井的经济极限产量是很关键的一个参数.从技术经济分析的角度,讨论气田单井经济杜限产量的计算方法,并给出在某气田总体方案设计中的应用不考虑资金的时间价值,求得的Q较低,单井经济杜限产量小于1lOm/d.考虑资金的时问价值后,Q介于(1.21.5)10m/d之间;单井经济杜限产量Q与价格成反比,即价格升高,则Q下降;单井经济极限产量Q与单位运行
2、费用成正比,与管长,管径成正比.主题词里茎墅堕茎兰堂丝我们结合某气田的实际情况,探讨其开发的单井经济极限产量计算方法及结果.该气田具有低丰度,低孔,低渗及非均质明显等特点,低产井比例约占总井数的47左右地质方面采用的方法都是从合理利用地层能量,气井的产量和采气指数晟大为遭求目标,利用经验,历史数据或数值计算方法进行单井的配产计算,没有考虑到地面工程的具体情况.在选择低产井避管网时地质方面考虑了距管线远近的因素,对于产量低又距可利用管线较远的井未于考虑.地质方面给出的单井配产结果如表1所示.衰1单井配产结果练旨配产测试流压与管嘎距离井号(10m0/a)(MPa)(km)X一1511.820.71
3、7.2X一901.221.906.7X381522.1829X一802.O26.334.4X一911.818.462.51.管径已经确定情况下的经济极限产量某气田探井生产方案地面建设工程部分主要包括:集气干线工程,天然气净化工程,集气工程,通信工程,消防工程,机修工程,供电工程,道路工程,给排水工程,矿医建设工程,自动控制工程,净化厂供热工程及环境保护工程等13项主要工程项TE)目.在考虑探井是否可进管网生产时,我们需做出如下几项假定:在上述13项工程中,除集气工程中的采气井口装置与采气管线外,其他工程不受影响,即只考虑该井井口至集气站或配气站这段工程投资,其余投资按一定的比例分摊;干线,集气
4、站或配气站的位置已经确定地面工程各种设施均可容纳该井产量,即不需改动井口至站以外各项设旋;单井产量较低(小于4lOm/d);运行费用与产量近似成正比;低产井数量较少或其产量和占总产量的比重不大.图1为井一站关系示意图,A点为井所在位置,Az点为集气站或配气站所在位置,AA.间的距离(管长)为工,管径为D.ll图1井一站关系示意圉为满足输送工艺的要求,A至A.点的压力之间存在式(1)所示的关系,即P】一P2-4-AP(1)式中:P管线起始点压力,MPa;P!管线终点压力,MPa;P井一站之间压降,MPa.A位置的井进入管网后,增加的投资及费用主要有下面三项:井口装置投资及相应的工程投资;油气田地
5、面工程(OGSE)第L5卷第5期(1996.9)3井一站之间管线投资;日常运行费用.同时考虑Q和D的相互关系及其变化.A.位置的井进入管网后,通过销售实现一定的.从气体基准体积流量公式:收入,销售利润,(Q,D,工)如式(2)所示,(固.D,工)一P,Q一鲁一LipCQ(2)式中:,(固,D,工)销售利润,元固一单井年产量,mP天然气销售价格,元/m;J.一井口装置投资,元;J井一站之间管线单位长度投资元/kin;c单位运行费用,元/m;综合折旧年限;工一井一站之间管长,km;一D一管径,ri3.管径D已经确定的情况相对比较简单为求出单井的经济极限产量,只需求出满足下面条件的Q即可:P一P一P
6、P,(Q,D,工)0(3)(4)式中:P集气站或配气站的入I:1压力,MPa.由式(2)和式(4)有PQ一生一一0其中Q等:警g(8)(9)式中:z被输送的天然气在管输条件下的平均压缩系数;管输天然气对空气的相对比重;丁管输天然气的平均流动温度,K;水力摩阻系数;T计量的基准温度,T一293.18K;P计量的基准压力,P0.1054MPa;g重力加速度;圆周率;R空气的气体常数,R:29.27m/K.对于小口径中低压集气管线,魏玛斯公式可以适用.设管道的当量粗糙度为0.0508mm,水力摩阻系数计算公式为:0.04366(1o)Dk=36982式(8)给出了流量Q与管径D之间的关系式,把式(8
7、)代入式(2),可以得到销售利润与管径的关系式Q由此可见,单井经济极限产量Q为这里只须验证一点,由式(7)求出的Q应满足式(3)所给出的压力损失约束,如果不满足,则应该加大一档管径,之后重新计算,直至Q满足式(3)和式(4)为止2.经济管径及经济极限产量为了在配产阶段确定单井的经济极限产量,需4油气田地面工程(OGSE)第15卷第5期(1996.9),(Q,D,工)=(Pc)Ds一生=cP一c);DsVL凸!:塑:塾!(11)n式(11)是关于管径D的一个超越方程,可以求出数值解.用二分法就可以求得管径D.求出经济管径D之后,就可以由式(8)求出经济极限流量Q.也可以对式(8)做一个简单的变形
8、,得到D与Q的关系,把式(2)中的D用Q来表示,得到关于流量Q的非线性方程,用数值解法直接求出经济极限流量Q.3.资金时间价值的影响在商品货币经济中,劳动者在生产过程中新创造的价值形成资金增值.这个资金增值采取了随时间推移而增值的外在形式,称之为资金的时间价值.资金时间价值在商品货币经济中有利润形式和利息形式.这里仅探讨利息形式的影响.对于拟进入管网的探井,初期的投资为L+L,其中J.除了井口装置投资外,还应该包括公共工程分摊的一部分.考虑到资金的时间价值后,每年的等值应为:A一堕(12)一(1+)一l式中:卜一计息期利率;A等额年值;m计息期数.用式(12)代替式(2)中的鲁+LIj,有f(
9、Q,D,L)=(一c)Q一去(13)经推导,可以得到考虑资金时间价值后的计算公式.对式(7)的情况,取m一10,有Q=(+LJ)(1+)4.算侧及分析期生产5年,调整稳产期生产6年,取加权平均值为单位运行费用:,】C1+2C2+3C3一干i干一90.168+50.24+60.339+5+60.235(元/m)表2部分气管线投资估算指标公称直径(功m)建筑费用安装费用其他费用I小计50953177094l1980984l21汹gl1.5125125fat譬10125J27单位乃元/kin关于J的估算,只考虑地面工程中的一些费用,开发投资,其他费用(形成无形资产部分),预备费用和建设期利息不予考虑
10、,地面工程中集气工程费用不予考虑.待分摊的费用为166349万元一32964万元一133385万元.分摊的原则:在配产的80口井中,日产量小于5.OX10m的井共38口,共产气9510m/d,其余井共产气36910m/d,故低产井产气占总产气量20左右待摊费用按产量的比例分摊,因此有L一卫翌旦一702(万元)至此,我们得到了计算单井经济极限产量的两个公式,即式(7)和式(14)对于方程(11)的求解,由于计算复杂,数据不全,暂不予讨论.式(7)没有考虑资金的时间价值,式(14)考虑了资金的时间价值.取销售价格为0.58元/m,从表2中查得J=19万元/kin()N70mm的管材),综合折旧年限
11、取为l0年,计息期利率i为12,管长由表1中查取.关于单位运行费用C,自然稳产期的单位运行费用c为0.168元/m.,增压稳产期的单位运行费用C为0.24元/m,调整稳产期的单位运行费用C为0.33元/m.自然稳产期生产9年,增压稳产由式(7)和式(14),我们可以得到表l给出的5口井的单井经济极限产量Q,见表3.计算中距集气站很近的井的距离(管长)取为0.Ikm.衰3部分低产井的经济极限产量QQLLQL井号(不考虑时阃价值)(考虑时间价值)(.=0的情况)X一151O.81I430.I3X9OO8014ZO.12x_380.73I.30005X一800.761.340.08X?91O.721
12、.280.05单位:104m/d(下转8页)油气田地面工程(OGSE)第l5卷第5期(1996.9)5的拉膜面积.(7)将原油稳定塔底部缓冲段增高,实现了外输泵直接抽措底油外输,同时可满足稳定后的台格油自流至5000m净化油罐.(8)增大了压缩机进口冷换设备的换冷面积.在稳定塔顶适当加长捕雾段高度,在稳定塔气出口管线上增加除油器,避免了进入压缩机的气体带液.4.技术改造后的效益(1)本站于1995年12月投产一次成功,各项指标均达到设计要求:油气集输密闭率95,原油稳定率100,加热率效率/>85,外输原油含水4o.2,送水区污水含油300mg/L.(2)提高了原油稳定的轻烃收率,每年回
13、收轻油3500t.(3)外输泵,脱水泵,大罐抽气压缩机采用变频调速技术,每年节电207.110kW?h(4)该站投产后,污水水质明显改善,801,701注水站停注清水,改注81号站处理后的污水,日供水量8500m,每年代替清水注入量31010m,具有较大的经济和生态效益.(5)由于改造后停运了二号油库,每年节约生产成本122万元.同时,对81号站实现密闭集输处理,正常生产无污油,污水,废气排放,不污染环境.(收稿日期1996-0319编辑罗庆铁)(上接5页)由以上分析计算,我们可以得到如下结论:(1)不考虑资金的时阃价值,求得的Q.较低约低40左右),单井经济极限产量小于1l0in./d.考虑
14、资金的时间价值后,Q介于(1.21_5)10m/d之间.(2)如果不考虑地面工程费用的分摊,则单井经济极限产量Q.一般来说小于o.2lOm/d.这仅适台于极少数低产井就近进入管网的情况,实际匕,少数几口低产井进管网对总产量没有多大影响,没有考虑的必要.(3)单井经济极限产量Q与价格成反比,即价格升高,则下降,其变化情况见表4所示.衰4奠价格暮园素的变化情况价格一30一2O一100lO203O日110.7.8l6.235.18443.893.44成率一30一2O一10OlO%203O日14.3O4.564.855.185.566.OO6.5l投资一3O-20一lOoglO203O母L3.654.
15、164.675.185.696.206.7l单位:10m/4,(4)单井经济极限产量Q与单位运行费用成正比,与管长,管径成正比,对于距离较远的井,其Q相应就高,如对于x一151井,如果距离增加到B油气田地面工程(OGSE)第15卷第5期(1996.9)20kin,则相应的Q将成为1.8510m./d.(5)关于工程费用的分摊,应区别不同的情况,做不同的处理.单井进管网,应区分成以下三种不同的情况:全部井中,仅为数不多的几口井进管网,且管网已建成,这时取L为o.在这种情况下,Q.极小相当一部分井进管网,工程费用中有一部分是为这些井发生的,这种情况下,用本节建议的分摊方式全部分摊,把全部投资分摊到每口井,所有井在配产计算时都同等对待,这时可以求出平均单井经济极限产量Q.对某气田探井生产方案,固定资产投资为238653万元,取L:23865380=2983万元,平均距离取为2.Skm,其他数据同前,则O.12l+0.12).(2983+192.5)而面=百面干=一5.1810(m/d)由式(7)和式(14)可以看出,影响Q的主要因素为价格,单位运行费用和投资,取这三种因素的变化区闻为一3030,得到如表4的敏感性分析计算结果.(收稿日期19951227编辑罗庆铣)
