Investigación sobre el método de evaluación integral de la perforación aérea en el área nororiental de Sichuan
Yan Na Zhang Dongqing
(Instituto de Investigación de Tecnología de Ingeniería Petrolera Sinopec, Beijing 100101)
Resumen La perforación aérea puede aumentar la tasa de penetración y reducir la complejidad del fondo de pozo. fugas, reducción del consumo de material y otras ventajas, es una de las formas importantes de aumentar la velocidad de perforación en el noreste de Sichuan. Este artículo parte de los efectos reales de la aplicación de la perforación con aire, analiza y estudia las manifestaciones de beneficios económicos de la perforación con aire, identifica los costos y beneficios de la perforación con aire con base en el principio de "con o sin comparación", define el alcance y método de medir los beneficios económicos y construir un sistema de índice de evaluación integral se calculó utilizando la aplicación de Well Laojun 1 como ejemplo. La aplicación de este método puede proporcionar una base para la promoción y aplicación de tecnología de perforación de gas en el área de exploración del noreste de Sichuan y el cálculo de los beneficios de la inversión.
Palabras clave: Beneficios económicos de la tasa de perforación aérea
Evaluación técnico-económica de la perforación aérea en la cuenca nororiental de Sichuan
YAN Na, ZHANG Dongqing
(SINOPEC Research Institute of Petroleum Engineering, Beijing 100101, China)
Resumen Basado en resultados reales de la perforación con aire y el principio de "con y sin comparación", este artículo analiza los beneficios económicos de la perforación con aire. define el alcance y el método de cálculo de los beneficios económicos. Luego, se calcularon los beneficios de utilizar la perforación aérea en el pozo Laojun 1.
Palabras clave tasa de penetración; en el noreste de Sichuan Profundo, alta temperatura, alta presión, alto contenido de azufre, estratos continentales con fuerte abrasividad, mala capacidad de perforación, baja tasa de perforación, estratos estructurales altos y empinados con grandes ángulos de inclinación, fácil desviación del pozo, fugas graves en la formación, dificultad para tapar las fugas; , colapso de la formación y bloqueo La existencia de estos problemas hace que la perforación enfrente muchas dificultades y restringe seriamente la mejora de la velocidad de perforación. Para acelerar la exploración y el desarrollo eficientes, seguros y rápidos en el noreste de Sichuan, Sinopec introdujo la perforación de gas al final. de 2005. tecnología, y logró buenos resultados en el primer pozo donde se aplicó - Pozo Laojun 1 - la tasa de perforación mecánica aumentó significativamente, estableciendo un nuevo récord para la tasa de perforación mecánica en el noreste de Sichuan. Desde entonces, la tecnología de perforación neumática es la más grande. La promoción y aplicación a gran escala en el noreste de Sichuan ha resuelto eficazmente las dificultades de ingeniería en el noreste de Sichuan y ha encontrado una nueva forma de aumentar la velocidad de exploración y desarrollo en la región.
La promoción de la perforación aérea ha promovido efectivamente el progreso de la tecnología de ingeniería petrolera de Sinopec, pero ¿cuáles son los beneficios económicos? Si puede lograr buenos beneficios económicos al mismo tiempo que satisface las necesidades de exploración y desarrollo y mejora el nivel técnico de la ingeniería petrolera de la empresa del grupo, a fin de lograr "mayor velocidad y eficiencia", actualmente no existe un método de evaluación estandarizado reconocido. Este artículo partirá de las características del insumo-producto de la tecnología de ingeniería petrolera y explorará los métodos para calcular y evaluar integralmente los beneficios económicos generados por la aplicación de nuevas tecnologías de ingeniería petrolera.
1 Características del insumo-producto de la tecnología de ingeniería petrolera
1) El resultado de la ingeniería petrolera es el metraje de perforación o el pozo, y el contratista de perforación y la compañía petrolera calculan el consumo de perforación más el correspondiente. Por lo tanto, la producción de ingeniería petrolera no puede tener una función lucrativa como otros productos, y su flujo de caja financiero no puede reflejar plena y verdaderamente el valor económico de su producción.
2) Para las empresas petroleras, la ingeniería petrolera es un centro de gastos. El centro de gastos tiene las características de considerar solo los costos, asumir solo la responsabilidad de los costos controlables y solo evaluar y controlar los costos responsables.
La existencia de las dos características anteriores significa que el método de evaluación económica comúnmente utilizado centrado en el flujo de caja descontado no se puede utilizar para evaluar los beneficios económicos de la perforación aérea. debería centrarse en el impacto en los costos de perforación.
La premisa teórica de la evaluación técnica y económica de la ingeniería petrolera es la relación simétrica entre costo y beneficio, es decir, el beneficio renunciado es el costo y el costo evitado es el beneficio. Aclarar los objetivos básicos es el requisito previo básico para identificar costos y beneficios. Los beneficios y los costos son relativos a las metas. Los beneficios son la contribución a las metas y los costos son los costos pagados para alcanzar las metas. En lo que respecta a la evaluación técnica y económica de la perforación con aire, el objetivo es reducir costos y aumentar la eficiencia sobre la base de mejorar los niveles técnicos. El costo se refiere al mayor gasto debido al uso de la tecnología de perforación con aire y el beneficio se refiere a. la reducción del gasto provocada por su uso, la diferencia entre ambos es el beneficio económico directo de la aplicación de la tecnología.
2 Evaluación de los beneficios económicos de la tecnología de perforación con aire
2.1 Análisis de las ventajas de la tecnología de perforación con aire
Las ventajas de la perforación con aire son:
1) La densidad del aire es pequeña, lo que puede reducir significativamente la presión en la formación del fondo del pozo en comparación con los fluidos de perforación convencionales, aumentar en gran medida la tasa de penetración mecánica y acortar el ciclo de perforación.
2) La densidad del lodo convencional es superior a 1,00 g/cm3. Cuando la presión del lodo es mayor que la presión de formación, es probable que se produzcan fugas en el pozo. Durante el proceso de perforación de gas, la presión de la columna de gas es mucho menor que la presión de formación, lo que puede evitar eficazmente las fugas del pozo.
3) Hay una diferencia de presión negativa en el fondo del pozo de perforación de gas. Una pequeña presión de perforación puede aumentar en gran medida la tasa de penetración mecánica, mejorar la eficiencia de rotura de roca de la broca y extender el uso. tiempo de la broca.
4) Se evita la contaminación causada por el fluido de perforación durante las operaciones de perforación con gas y el ambiente de trabajo se vuelve limpio e higiénico. El aire es inagotable. Los pozos en el noreste de Sichuan están ubicados en su mayoría en zonas montañosas. El suministro de agua es difícil y la protección del medio ambiente es difícil y costosa. El uso de tecnología de perforación con aire puede ahorrar agua, reducir la contaminación y favorece la protección del medio ambiente.
2.2 Análisis de los generadores de costos de perforación
Los generadores de costos se refieren a actividades o eventos importantes que determinan la ocurrencia de costos. En términos generales, los generadores de costos gobiernan las acciones de costos, determinan la generación de costos y sirven como estándares para la asignación de costos.
Según los generadores de costos, los costos incurridos en los proyectos de perforación se pueden dividir en 4 tipos:
1) Gastos relacionados con el número de bocas de pozo, como honorarios de compensación de construcción, agua y honorarios de ingeniería de telecomunicaciones, honorarios de equipos y seguridad escolar, etc.
2) Costes de materiales. La característica de este tipo de costes es la separación de energía y precio. A mayor consumo, mayor coste. A menor consumo, menor coste de materiales. del proyecto de perforación incluye brocas, lodo, aceite y otros materiales, revestimiento, accesorios de revestimiento, cemento, aditivos para cemento, etc. La cantidad de materiales consumidos en la ingeniería previa a la perforación y en la ingeniería de terminación de pozos no es grande y se incluye directamente en otras partidas de costos de materiales.
3) Los gastos relacionados con el tiempo se caracterizan por aumentar con la extensión del tiempo, como la tarifa diaria de la plataforma de perforación, que aumenta con el aumento del tiempo de uso de la plataforma de perforación. Las tarifas diarias de la plataforma de perforación incluyen la depreciación del equipo, costos de personal, tarifas de reparación de equipos, flete de consumibles, tarifas de campamento, tarifas de servicios de terceros, tarifas de HSE, tarifas de gestión, tarifas de riesgo, tarifas de alquiler de herramientas de perforación y tarifas de alquiler de equipos de control de pozos. Para la misma plataforma de perforación, la tarifa del día de perforación, la tarifa del día de espera, la tarifa del día de prueba intermedia de la plataforma de perforación y la tarifa del día de prueba de petróleo son diferentes.
La suma de los tres conceptos anteriores constituye el coste directo de perforación.
4) Gastos devengados sobre una determinada proporción de los gastos directos.
Por ejemplo, los honorarios compartidos de gestión corporativa, los honorarios de progreso científico y tecnológico y los honorarios de HSE se acumulan al 6%, 1,5% y 0,5% de los costos directos, respectivamente, por un total del 8%; la base para la acumulación de riesgos y ganancias son los costos directos; honorarios de gestión corporativa. La suma de la tarifa de progreso científico y tecnológico y la tarifa de HSE es del 11%.
Después de tal división, los beneficios económicos de la aplicación de nuevas tecnologías se pueden calcular de acuerdo con el principio de análisis incremental de "con y sin comparación" y a través de los cambios en los generadores de costos después de la aplicación de nuevas tecnologías. Siempre que comprendamos los cambios en los tres primeros impulsores, podemos calcular los beneficios generados por la aplicación de tecnología. La fórmula de cálculo específica es la siguiente:
Teoría de la acumulación de petróleo y gas y tecnología de exploración y desarrollo: 2011. Académico Postdoctoral de la Colección del Foro del Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo del Petróleo de Sinopec.4
En la fórmula: mi0 es el consumo del i-ésimo material antes del uso de la nueva tecnología pi0 es el precio del i; -ésimo material antes del uso de la nueva tecnología; mi1 es el i-ésimo material después del uso de la nueva tecnología El consumo de materiales pi1 es el precio del i-ésimo material después del uso de la nueva tecnología;
Teoría de la acumulación de petróleo y gas y tecnología de exploración y desarrollo: Actas del Foro Académico Postdoctoral del Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo de Petróleo de Sinopec 2011.4
En la fórmula: △di es el consumo de i-ésimo servicio Cambio de hora; ri es la tarifa del i-ésimo servicio.
Teoría de la formación de yacimientos de petróleo y gas y tecnología de exploración y desarrollo: Actas del Foro Académico Postdoctoral de 2011 del Instituto de Investigación de Exploración y Desarrollo de Petróleo de Sinopec.4
Cuando ocurren accidentes, fallas de ingeniería complejas, etc. , las pérdidas incluyen dos partes: (1) el tiempo de perforación retrasado desde que ocurrió el accidente de ingeniería hasta la operación normal del accidente (2) los costos de los materiales especiales utilizados para hacer frente al accidente y la pérdida directa de las herramientas de perforación; etc.
La fórmula de cálculo es:
Pérdida por falla = costo de material especial para la resolución de problemas + valor residual promedio de las herramientas de perforación desechadas por accidente + pérdida por falla del ciclo de perforación × tarifa diaria de la plataforma de perforación
2.3 Identificación del costo-beneficio de la perforación con aire
2.3.1 Incremento del gasto (costo) de la perforación con aire
Actualmente, el aumento del gasto debido al uso de la perforación con aire consta principalmente de las siguientes partes:
1) Tarifa de reubicación del equipo;
2) Tarifa especial por equipo de boca de pozo y servicio técnico;
3) Operación diaria de la plataforma de perforación tarifa:
Tarifa diaria de operación de la plataforma de perforación = tiempo de trabajo de la plataforma de perforación neumática × tarifa diaria de la plataforma de perforación neumática
4) Tarifa diaria de reserva del equipo de perforación neumática:
Aire Tarifa diaria de espera del equipo de perforación = tiempo de espera de la plataforma de perforación neumática × Tarifa diaria de espera de la plataforma de perforación aérea
5) Costos de combustible del equipo de perforación neumática En el contrato de perforación neumática actual, los costos de combustible de los equipos de perforación aérea corren a cargo. la parte del servicio en función del consumo real.
Costo de combustible = tiempo de trabajo de la plataforma de perforación neumática × consumo diario de combustible × precio del combustible
6) La tarifa de gestión aumentada debido al aumento en los elementos anteriores se calcula de acuerdo con la fórmula (4 ).
2.3.2 Reducción de gastos (beneficios) de la perforación neumática
1) Beneficios que se obtienen al acortar el ciclo de perforación:
Beneficios que se obtienen al acortar el ciclo de perforación = El ciclo de perforación de la perforación con aire es más corto que el de la perforación con lodo × el costo diario de las plataformas de perforación con lodo
2) Los beneficios que aporta la reducción del uso de brocas:
Los beneficios logrado al reducir el uso de brocas = proporción de perforación con aire La perforación con lodo reduce el uso de brocas × precio unitario de la broca
3) Beneficios de prevenir la pérdida de circulación y reducir el consumo de lodo: La pérdida de circulación durante la perforación es un problema mundial. problema de clase en la producción de perforación. Al implementar la perforación con gas, el medio de perforación se cambia del fluido de perforación al aire, lo que resuelve el problema de la pérdida de circulación durante la perforación. La estimación de esta parte del beneficio debe realizarse sobre la base de la investigación de la situación de las fugas en la misma capa y la profundidad aproximada en la sección del pozo de perforación neumática en las áreas cercanas, investigando la probabilidad de que se produzcan fugas complejas y la cantidad promedio de fugas. , se puede calcular la posible evitación de pérdidas por perforación aérea.
4) La disminución de los costes indirectos se calcula según la fórmula (4).
3 Establecimiento de un sistema de índice de evaluación integral
Desde la perspectiva de la demanda de ingeniería de perforación en exploración y desarrollo, la perforación no solo debe perforar hasta la capa objetivo de acuerdo con los requisitos de diseño. , pero también proporcionar pozos calificados Durante el proceso de perforación, se debe controlar el tiempo y el consumo de materia prima para maximizar los beneficios, teniendo en cuenta al mismo tiempo mayores requisitos en términos de salud, protección del medio ambiente y seguridad. Estos requisitos están interrelacionados y se restringen entre sí. Algunos de ellos aumentan y disminuyen en la misma dirección, y otros aumentan y disminuyen. Todos ellos determinan el efecto de la aplicación de la tecnología de perforación. Un sistema con objetivos y efectos multidimensionales persigue la optimización general de los efectos en lugar de la optimización de uno o varios indicadores. La evaluación basada únicamente en los efectos de la aplicación de la tecnología o en los indicadores financieros no puede reflejar el efecto completo de la aplicación de la tecnología. la aplicación de la tecnología de perforación aérea debe tener en cuenta las necesidades de perforación de exploración y desarrollo y realizar una inspección integral y desde múltiples ángulos de los efectos de la aplicación de la tecnología.
Con base en la demanda de tecnología de perforación en exploración y desarrollo, se puede establecer el siguiente sistema de índice de evaluación para evaluar integralmente el proceso de construcción de perforación:
Teoría y exploración de acumulación de petróleo y gas y tecnología de desarrollo: Actas de Sinopec del Foro Académico Postdoctoral de 2011 del Instituto de Exploración y Desarrollo del Petróleo 4
Utilice el proceso de jerarquía analítica para determinar los pesos de los subsistemas y sus elementos constituyentes, y "sintetizar" evaluaciones múltiples. indexar valores en uno a través de un determinado modelo matemático El valor de evaluación integral general proporciona una evaluación integral de la tecnología de destino.
4 Cálculo de los beneficios económicos de la perforación aérea en el pozo Laojun 1
El pozo Laojun 1 es el primer pozo de Sinopec que adopta la perforación aérea. La sección de perforación aérea es: 762,00 ~ 3253,70 m. , Metraje: 2491,7 m, la formación de perforación con aire es desde la Formación Penglai Town hasta la Formación Qianfoya, tiempo de trabajo de perforación con aire: 23 días, tiempo de perforación pura: 219,08 h, velocidad de perforación mecánica promedio: 11,37 m/h, la misma sección del pozo que los pozos adyacentes. La tasa de penetración mecánica promedio de la perforación con aire es 7 veces mayor que la de la perforación con fluido de perforación. El período de perforación de esta sección del pozo es 105,14 días más corto que el período de perforación diseñado, lo que ahorra 11 brocas.
4.1 Aumento de los gastos de perforación aérea
1) Tarifa de reubicación del equipo: 220.000 yuanes.
2) Equipos especiales de boca de pozo y honorarios de servicio técnico para perforación aérea: 700.000 yuanes.
3) Tarifa diaria de la plataforma de perforación: pozo de φ311~φ316 mm, tarifa diaria de operación de perforación neumática: 80.000 yuanes/día (sin incluir combustible),
Perforación neumática durante 23 días: 23 × 8 =1,84 millones de yuanes
4) Tarifa diaria de disponibilidad del equipo: 40.000 yuanes/día (el tiempo normal sin imágenes durante el proceso de perforación no se cuenta como disponibilidad). Durante el proceso de perforación neumática, ocurrieron tres accidentes de fractura de portamechas, lo que resultó en una pérdida de 74 horas.
74/24×4=120.000 yuanes
5) Costo del combustible: 23×5,8×4700=630.000 yuanes
6) Debido a lo anterior La administración la tarifa aumentó debido al aumento: 351 × 0,08 + 351 × (1 + 0,08) × 0,11 = 697.800 yuanes
El costo total es 4,2078 millones de yuanes.
4.2 Gastos reducidos mediante el uso de perforación neumática
1) El costo diario de operación de la plataforma de perforación durante 70 días se reduce debido al ciclo de perforación más corto
10,65× 105,14=11,1974 millones de yuanes
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Según los estándares de cuota de plataformas de perforación para la región nororiental de Sichuan promulgados por Sinopec Group Corporation en 2007, la cuota diaria de fluido de perforación convencional para una perforación de 70 días La plataforma es de 100.541,79 yuanes. De hecho, el consumo de la mayoría de los pozos es mucho mayor que este valor. Los datos son 100.500 yuanes, más una tarifa de registro diaria de 0,6 millones de yuanes.
2) Costo de la broca: 11×4,33=476.000 yuanes
3) Costo de pérdida de circulación reducido: la estructura geológica del noreste de Sichuan es compleja y, durante el proceso de perforación, el medio y los estratos superiores son duros, la estructura es empinada, la formación está rota, hay muchas fallas, se desarrollan fracturas y poros, hay muchas capas de producción, los coeficientes de presión de la misma sección de pozo abierto son muy diferentes y hay fugas. frecuentes. Se producen diferentes grados de fugas en las estructuras perforadas, y el 98% de los pozos terminados presentan fugas. Según las estadísticas, todas las capas desde la Formación Shaximiao hasta el Carbonífero tienen diversos grados de fuga de pozos, entre las cuales la Formación Shaximiao, la Formación Xujiahe, la Formación Feixianguan y la Formación Changxing tienen las fugas de pozo más frecuentes.
A través de una investigación estadística de la compleja situación de fugas en la sección de este pozo de perforación neumática (Formación Penglaizhen a Formación Qianfoya), se utilizó el "método de comparación con y sin" para estimar la cantidad de fugas que podrían haber ocurrido si no hubiera aire. perforación. Una investigación estadística de 243 casos de fugas complicadas en 81 pozos en el noreste de Sichuan encontró que 9 de estos 81 pozos no tenían fugas en la sección investigada, y la probabilidad de fuga era del 91,9%, y el volumen promedio de fuga. de los 74 pozos restantes es de 610,62m3.
Según el método de probabilidad y estadística, el consumo potencial de lodo reducido mediante perforación aérea se calcula como: 611×0.919 + 0×0.081 = 561.5 m3
Según la densidad y costo El precio del lodo comúnmente utilizado en esta formación, estimado en 1.300 yuanes/m3, el costo del lodo perdido es:
561,5×1300=729.950 yuanes
Los beneficios de prevenir y controlar las fugas en los pozos y reducir el consumo de lodo ascienden a unos 730.000 yuanes.
Total de los tres artículos anteriores: 12,4 millones de yuanes.
4) Costes indirectos reducidos: calculados según la fórmula (4): 1240×0,08+1240×(1+0,08)×0,11=2,4652 millones de yuanes
El beneficio total es: 1486,51 Diez mil yuanes.
4.3 Los ingresos netos generados por la perforación aérea en el Pozo Laojun 1
La diferencia entre beneficios y costos: 1486,51-420,78 = 10,6573 millones de yuanes
Este indicador explica La aplicación de la tecnología de perforación neumática ha reducido el costo de un solo pozo del Pozo Laojun 1 en 10,6573 millones de yuanes.
Tasa de retorno de la inversión en perforación aérea = ingreso neto de la aplicación de perforación aérea/mayor gasto en perforación aérea
1065.73/420.78=2.53
4.4 Análisis de la estructura de beneficios p >
El análisis de sus beneficios económicos muestra que el 90,3% de los beneficios económicos generados por la perforación aérea provienen de ahorros en tarifas diarias, y el 9,7% provienen de reducciones en el consumo de materiales.
4.5 Análisis de sensibilidad de beneficios
Se realizó un análisis de sensibilidad sobre los principales factores que influyen en los beneficios económicos de la tecnología de perforación neumática, a saber, la tasa de perforación, la tasa diaria de perforación neumática y el precio del material. y se puede encontrar que, bajo la misma tasa de cambio, el factor más sensible en los beneficios económicos es la tasa de perforación, seguido de la tasa diaria de perforación, y es menos sensible a los precios de las brocas y del diesel. Los resultados del cálculo se muestran en la Tabla 1 a la Tabla 3.
Tabla 1 Análisis de sensibilidad de los beneficios económicos a la tasa de perforación
Tabla 2 Análisis de sensibilidad de los beneficios económicos a la tasa diaria de la plataforma de perforación
Tabla 3 Beneficios económicos Análisis de sensibilidad de precios de las brocas
Además, una velocidad de perforación más rápida puede ahorrar inversiones en proyectos petroleros, poner los campos petroleros en producción antes de lo previsto y aumentar los ingresos finales de los proyectos petroleros. Utilizando la curva de producción de un campo petrolero y utilizando el método del flujo de caja neto para calcular el ingreso neto del campo petrolero, se encontró que era de 16,234 millones de dólares antes de la aceleración y 19,766 millones de dólares después de la aceleración, lo que aumentó el ingreso final. .
5 Conclusión y comprensión
Al comparar el mayor gasto y la reducción del gasto de la tecnología de perforación con aire, se encuentra que el uso de la perforación con aire no solo aumenta en gran medida la ROP, sino que también produce mejores resultados Los beneficios económicos se reducen, el costo de un solo pozo se reduce y la velocidad y la eficiencia mejoran. La mayoría de los beneficios económicos de la perforación neumática provienen del acortamiento del ciclo de perforación causado por el aumento en la tasa de perforación. El pozo Laojun 1 es el primer pozo que utiliza herramientas de perforación neumática. El conjunto de herramientas de perforación inferior utilizado en la perforación aún se encuentra en etapa de exploración. En la etapa inicial se produjeron tres accidentes por rotura de collares de perforación y el procesamiento complejo redujo el tiempo de perforación. Con la acumulación gradual de experiencia en perforación aérea, situaciones tan complejas se reducirán gradualmente y el beneficio económico neto es sensible a la penetración mecánica. La tasa y el tiempo de perforación puro, como máximo, con la mejora de estos dos elementos, los beneficios económicos mejorarán significativamente.
Al utilizar este método para calcular los beneficios económicos de la perforación neumática, solo necesita dominar los indicadores técnicos para calcular los beneficios económicos, y el cálculo es simple. La clave para utilizar el método es identificar científicamente los costos. y beneficios, y utilizar un calibre unificado. Sobre esta base, se realiza una comparación completa e integral de costos y beneficios.
Referencias
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