模拟方法下超深水钻完井投资估算范文

摘要：钻完井投资估算是油气收购项目可行性评价的重要组成部分，投资受地层、设备、环保、市场等诸多因素影响，尤其是在油价剧烈变化的当下，实际投资多为一个区间范围。笔者根据掌握南大西洋两岸超深水钻井数据，分析、整理后提出更符合实际的钻完井投资估算方法，建立典型井投资模型。案例模拟结果与2017年实际投资误差3%左右；在机构对油价预测的基础上，实现油价变动与钻完井投资变化相结合动态预测。希望对中国油企海外油气项目评价钻井方案投资估算提供有力支持。

关键词：超深水；钻完井投资；蒙特卡洛；投资估算

最近几年油价剧烈震荡导致深水钻完井投资显著变化，油价高企导致钻井平台日费高昂，专业服务价格昂贵，超深水单井钻完井投资动辄几千万、上亿甚至数亿美元；油价低迷时，钻井平台及服务市场价格腰斩，单井投资下降幅度超过50~70%。在油价剧烈变化、市场行情震荡等条件下进行钻完井投资估算，一直是困扰从业人员的难题，以往项目评价环节多采用定额估算及单井投资估算、米进尺投资估算、日费估算、蒙特卡洛模拟等方法[1]，均为静态、定值或区间估算；与油价、工程市场变化联动的动态钻完井投资预测，业内尚处空白。笔者在这一轮油价变化伊始跟踪低油价下钻井市场的变化，创新性的将油价与钻井市场变化和蒙特卡洛方法相结合，进行钻完井投资预测，较好的解决了多重条件变化时进行投资估算的难题。

1超深水钻完井定义与采样

巴西石油大会的水深标准400m以上为深水，1500m以上为超深水，本次研究主要区域为水深1500m以上的超深水区域[2]。深水、超深水项目编制钻完井投资授权（AFE）时，通常分为无形投资和有形投资两部分[3]。无形投资主要包括钻机租费、服务费、工具租赁及保障费等[3]；有形投资主要包括油套管、钻头、泥浆等材料费[4]。研究采样来自巴西超深水项目（5个区块，23个油田）、安哥拉超深水项目（4个项目，7个油田）以及塞内加尔1个区块，莫桑比克2个区块的已钻井资料。

2钻完井投资构成

本文建立超深水典型井钻完井投资模型，将投资单元划分为钻前、钻井、完井、钻后四个单元，每个单元分为有形投资和无形投资两部分，以实际技术方案、投资参数为基础，利用蒙特卡洛方法进行钻完井投资模拟计算。无形投资的主要衡量参数为钻井日费，包括钻机日费、配套设备租赁、保障及专业服务日费（见表1）。有形投资的主要构成部分为管材、配件、设备等（见表2）。

3蒙特卡洛典型井钻完井投资预测

3.1方法原理蒙特卡洛模拟法，是一种以数理统计理论为指导的模拟技术，是概率分析中的一种实用模拟方法[5]。相对定值或定额的投资估算方法，蒙特卡洛方法给出的置信区间值更接近于实际情况，对于现实的方案编制帮助更大[6]。在石油天然气行业，主要用于勘探风险和储量预测的评价，在钻完井投资研究中应用较少，尤其是以市场行情和材料成本指数为基础，考虑油价与投资联动的综合性钻完井投资预测，尚无先例。对于低油价环境下，钻机日费、作业服务费、与钻井行业相关的大宗商品采购价格、人工、配套服务等因素都处在不断变化之中，蒙特卡罗方法可以实现考虑多种因素预测的可行性，可实现钻完井投资与油价联动的预测，即在机构对油价预测基础上，参考上述钻完井工程相关技术、市场因素预测，代入典型井蒙特卡洛预测模型，得到与油价变化相对应的钻完井投资。

3.2典型井投资模型与案例典型井模型考虑技术、市场、风险因素，可实现多因素定量化计算，准确性高，对项目决策参考意义更大。本文选取作业技术难度较大、钻完井投资全面且相对复杂的海上超深水项目，作为蒙特卡洛方法模拟钻完井投资估算为实例。西非塞内加尔、安哥拉以及巴西多个超深水项目，水深范围1600～2300m，油田即将进入开发阶段或者已经开放，井型包括水平井、定向井两种，垂深3700～4300m，水平段长度500～1000m，四开钻井，三级套管程序，割缝筛管完井。①建立模型将钻完井工程按施工顺序划分钻前、钻井、完井、钻后四部分。投资类型划分为有形投资和无形投资两种类型。从而使模型网格化、立体化。其中：每阶段施工都包含两种类型的投资：有形投资和无形投资。为了使研究案例的钻完井投资具备更广泛的适用性，细分为开放初期和开发期两个阶段，以Firstoil作为勘探转开发和开发两个阶段的分界。投资模型为：钻完井投资=钻完井周期日费+有形投资[8]本实例主要包括500m水平段生产井、定向注水井两种井模型。钻井周期和日费均摊的各套方案值，均以区块实际执行的历史资料统计为依据，详见图1。②数据拟合按照历史投资数据拟合，归纳分析各投资参数分布函数类型。详见图2及图3。典型井数据拟合包括钻完井周期拟合、钻机日费拟合及固定投资拟合。每类数据分别按照钻前、钻井、完井、钻后四个单元进行逐项拟合，确定分布函数。对于钻前、钻后待机日费可由比例得出，因此做简化处理，以减少工作量。③数据输入对不同工序和投资构成细化每项分布函数（图4中绿色单元格，共计84个），数据分布函数多为正态、对数正态、BETA等。根据图5中HIS对未来深水钻机日费对的预测，以2016年实际钻机合同日费为P50值，P90、P10概率值采用IHS及RIGBASE数据库非洲地区深水钻机2017至2020预测对应概率的合同价格，从而得到油价高、中、低三种情况为三套方案。④输出水平井钻完井投资计算公式：其中：P1为钻前投资；P2为钻后投资；P3为一开钻井投资（导管、表套）；P4为二开钻井投资（生产套管）；P5为完井投资；pre—fistoil之前；post—fistoil之后。图6水平井投资（构成单元），百万美元得到的图6中每个钻井单井的投资，将其累加后得到单井钻完井总投资，见图7。即水平井单井钻完井投资低方案（P9O概率值）为40.1MM$，中方案（P50概率值）为42MM$，高方案（P10概率值）为31.6MM$。蒙特卡洛模拟结果的Pmean值与2017年区块实际投资拟合统计值相差分别为2.9～3.3%，可见该方法适用性较强，准确性较高。典型井投资构成中，无形投资包括：钻机日费、拖船租赁、直升机费、服务监督费、机器人、工具租赁、DST、停待人工、监督费、燃料水等、基地服务、泥浆服务、电力通讯保障、测井、录井、固井、定向、注水井服务、台面维护、取芯及完井服务等。有形投资具体包括：钻头、钻井液、压力温度阀、封隔器、套管及配件、尾管、温度压力计、油管、控制电缆、筛管、封隔器、滤失剂、配件、盐酸、DST工具、水下井口等。按照投资细项业务属性对其归类为大项，并确定其在钻完井总投资中占比。根据公共数据库未来价格走势预测，统计归类后各大项（表5）的未来价格预测，见图8。图示可见，机构预测Brent油价自2019年底开始回升至66～68美元/桶，增幅近30%，而钻完井行业相关服务及材料价格P50值增幅仅2.5～6.5%；2021年机构预测油价值为75～77美元/桶，增幅超40%，而钻完井投资构成要素增幅仅10～15%。可见深水钻完井投资相对油价明显滞后，同时也说明油价回升幅度还不足恢复深水钻完井活动的积极性。将上述投资构成、占比及未来走势，代入典型井投资模型，得到未来钻完井投资预测结果，如图9和10。因钻完井投资中各构成要素增、降幅度不一，加之其滞后性特点，故未来钻完井投资与油价走势相似却不相同，总体呈现先降后升态势。体现在2018年低虽然油价几经涨跌，但钻完井投资持续下降，降至底谷，P50钻完井投资降幅3～5%；2019年随油价上升，钻完井投资回升至2018年初水平；2020至2021年随着油价逐渐上涨，P50值钻完井投资增幅10～15%左右。

4结论

4.1钻机租费和服务费是影响无形投资的关键因素，也是钻完井投资的主要影响因素；有形投资中设备和材料费是主要影响因素，其价格与油价走势相似。

4.2蒙特卡洛方法适用于钻完井投资定量化研究，可解决以往定值思维下投资预测的局限性，预测结果更真实，更准确；实例证实模拟结果与实际投资契合度较高，对优化钻井方案、节约投资指导意义更大。

4.3与油价走势相结合的蒙特卡洛方法，对于低油价环境下判断工程投资走势、界限值及关键影响因素研究提供了一个崭新的思路，为更好地把握低油价环境下投资决策提供更有力的技术支撑。

参考文献

[1]赵俊平,邵强.钻井投资和原油价格对油层厚度经济界限影响的实证分析[J].大庆石油学院学报,2004.12(6):79～80.

[2]孙宝江,曹式敬.深水钻井技术装备现状及发展趋势[J].石油钻探技术,2011.6(2):8～15.

[3]陈武,张明泉.油田勘探成本变动分析[J].西南石油学院学报,2002.6(3):83～85.

[4]杨金华.全球深水钻井市场现状与前景(2013).石油观察.2012.6(4):402～403.

作者：刘广涛 朱凯 李娟 单位：中国石化国际石油勘探开发公司