基于复合分组的油田操作成本指数分析方法及应用研究

侯春华

（中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院，山东东营 257015）

受国际政治、经济和新能源等的冲击，国际油价在较长时期处于低迷，国内各大石油公司为了生存和发展，一方面通过技术创新提高油气资源勘探技术水平，获得具有开发价值的油气资源；另一方面通过不断挖掘油田内部潜力，降低原油生产成本，在油田已经形成的生产能力情况下，降低操作成本是提高油田开发效益最有效的方式之一。油田操作成本主要包括将地下原油提升到地面所产生的相关费用，是构成油田生产成本的主要项目[1]。油田操作成本的高低受多种因素的影响，既有油藏的地质属性，又有油田生产经营管理水平，操作成本的高低直接影响油田开发的经济效益。因此，油田操作成本的分析显得尤为重要。

国内学者运用各种定性、定量分析方法研究操作成本的影响因素。李斌[2]等运用灰色关联分析方法对油气生产成本进行分析，发现分项成本与操作费用变化密切的分别是油气处理费、材料费、动力费、测井试井费、燃料费、工资福利费。崔树杰[3]等采用系统工程的主成分分析法，指出直接原材料、直接工资费、其他直接支出、其他可开采费在油气开采中影响最大。单娴等[4]以胜利油田为例，运用主成分分析法，得到在油田生产成本的构成项目中，直接人工费用、油气提升费用、材料费用、燃料费用、井下作业费用、油井大修理费，对油田采油成本影响较大。李丰[5]运用主成分分析法分析操作成本，研究发现含水率，居民消费指数，注水量，产液量对操作成本影响大。

国外学者对操作成本影响因素的研究侧重于建立模型和分析成本形成的原因。Dieter[6]通过建立分析以石油价格为变量的钻井成本函数，得到石油价格变动对石油开发成本的影响。RobertF[7]指出电力成本是影响油气生产相关成本中最大的一项因素，并进一步说明油气提升、油气处理、气体压缩、脱水等生产环节都会增加电力消耗。

综上所述，国内外学者对油田操作成本的研究，可以划分为两大类，一类偏重于从油田开发技术角度对操作成本的影响因素及降低操作成本的方法进行研究；另一类是从油田操作成本的构成项目、主要影响因素以及外部环境条件对油田操作成本所产生的影响进行分析。但是对油田操作成本的变动以及变动原因研究较少。本文基于油田开发的技术状况，将复合分组方法和统计指数分析方法有机结合起来，从多角度和多层次分析油田操作成本变动及变动原因，找到操作成本变动的主要因素，为降低油田操作成本提供依据。

1 油田操作成本的复合分组

统计分组就是按照一定的标志，将所研究的现象划分为若干性质相同的部分或类别，分组以后组内各单位性质相同，组间各单位性质不同。按一个标志对所研究的现象进行分组为简单分组，按两个或者两个以上标志对所研究现象进行分组称为复合分组。在研究油田操作成本的变动中，可以按区块、采油方式和含水率进行简单分组，研究原油产量和区块单位产量成本对操作成本的影响；研究原油产量和采油方式单位操作成本对操作成本的影响；研究原油产量和含水率单位产量操作成本对操作成本的影响。按简单分组分别研究各个因素对油田操作成本的影响，相对来说较为单一，在油田中，影响操作成本的因素较多，而且这些因素又是叠加的，因此有必要从复合分组的角度，研究多个因素对油田操作成本的影响，从而对油田操作成本的变动进行更加全面的分析。在油田中，区块是指相同的地质结构和层系，相同的区块在油田生产过程中其操作成本相差不大；采油方式是指地下的原油采用某种方式采集到地面，通常有自喷采油、抽油机和电喷等方式；我国原油开采大部分采用注水开采，开采出的混合液体中水所占的比重称为含水率，含水率的高低对油田操作成本有较大的影响[8]。

在实行精细化和数字油田管理模式下，更加注重油田操作成本的分析方法研究。文章采用复合分组的方法，对油田操作成本按区块、采油方式和含水率进行复合分组，借助于总指数分析方法的总平均指标变动分析方法，通过计算油田操作成本指数、原油产量指数、油田单位产量操作成本指数，进而从区块、采油方式和含水率角度分别对影响油田单位产量操作的变动作进一步分析，找到影响油田操作成本变动的因素，以及各因素的变动对油田操作成本变动影响的相对数和绝对数[9]。油田按含水率或含水上升率可以划分为低含水期、中含水期、高含水期和特高含水期[2]。本文将油田操作成本按含水率分为中低含水期（含水率≤60%）、高含水期（含水率在60%～90%）和特高含水期（含水率＞90%）。按含水率分组主要是分析含水期单位产量操作成本和含水期产量结构对总操作变动的影响。通过以上的复合分组，结合统计指数分析方法和原理，可以对影响油田操作成本的相关因素进行较为详细和系统的分析[10]。

2 油田操作成本变动的指数分析方法

在分析影响油田操作成本因素和复合分组的基础上，结合指数分析方法，可以从区块、采油方式和含水率（期）角度，分别分析原油产量和单位产量操作成本对油田操作成本变动的影响。在研究中，油田操作成本是复杂经济现象。复杂经济现象是指由两个或者两个以上因素构成的经济现象，其构成因素分为数量指标和质量指标。在研究中，油田原油产量是数量指标，数量指标一般是反映现象规模或者工作总量的指标；油田单位产量操作成本是质量指标，质量指标一般是反映相对水平或者工作质量的指标。根据统计指数计算原理和方法，计算数量指标指数要用质量指标做同度量因素，并把同度量因素固定在基期。同度量因素是指将不能相加的现象转化为可以相加的现象所使用的因素。基期是指对比基准的时期，报告期是指用于研究的时期。计算质量指标指数要用数量指标做同度量因素，并把同度量因素固定在报告期，复杂经济现象的各个构成因素互为同度量因素。

为了便于分析说明，本文指数计算分析中的符号作如下规定：

q0i—区块基期原油产量

q1i—区块报告期原油产量

p0i—区块基期单位产量操作成本

p1i—区块报告期单位产量操作成本

q1ij—采油方式基期原油产量

q1ij—采油方式报告期原油产量

p0ij—采油方式基期单位产量操作成本

p1ij—采油方式报告期单位产量操作成本

q0ijk—含水期基期原油产量

q1ijk—含水期报告期原油产量

p0ijk—含水期基期单位产量操作成本

p1ijk—含水期报告期单位产量操作成本

其中：0—基期，1—报告期

i＝1，2，3，……，n，区块

j＝1，2，3，……，m，采油方式

k＝1，2，3，……，w，含水期

2.1 油田操作成本总指数

计算油田操作成本总指数就是用报告期的操作成本比基期的操作成本，它受油田原油产量和油田单位产量操作成本的影响。其计算公式如下：

2.2 原油产量总指数

计算原油产量总指数就是用报告期的原油产量比基期的原油产量。由于原油产量是数量指标，计算原油产量变动对操作成本影响的绝对数，需要将单位产量操作成本这一质量指标固定在基期。油田原油产量总指数计算公式如下：

2.3 油田单位产量操作成本总指数

计算油田单位产量操作成本总指数就用报告期的单位操作成本比基期的单位产量操作成本，由于油田单位产量操作成本是质量指标，油田单位产量操作成本变动对操作成本影响的绝对数，需要将油田产量这个数量指标固定在报告期。其计算公式如下：

2.4 区块单位产量操作成本固定指数

计算区块单位产量操作成本固定指数是研究区块单位产量操作成本的变动，对油田单位产量操作成本的影响，进而对油田操作成本产生影响，由于区块单位产量操作成本是质量指标，需要将区块原油产量结构固定下来，区块原油产量结构是指各个区块原油产量占油田原油产量的比重，需要将区块原油产量结构这个数量指标固定在报告期。其计算公式为：

2.5 区块原油产量结构影响指数

计算区块原油产量结构影响指数是指研究区块原油产量结构变动对油田单位产量操作成本变动的影响，进而对油田操作成本产生影响，由于区块原油产量结构是数量指标，需要将区块原油产量单位成本这个质量指标固定在基期。其计算公式为：

2.6 采油方式单位产量操作成本固定指数

计算采油方式单位产量操作成本固定指数是研究采油方式单位产量操作成本的变动对油田单位产量操作成本的直接影响，进而对油田操作成本的影响，由于采油方式单位产量操作成本是质量指标，需要将采油方式原油产量结构这个数量指标固定在报告期，采油方式原油产量结构是指各个采油方式原油产量占油田原油产量的比重。其计算公式为：

2.7 采油方式原油产量结构影响指数

计算采油方式原油产量结构影响指数是指研究采油方式原油产量结构变动对油田单位产量操作成本的影响，进而对油田操作成本变动的影响，由于采油方式原油产量结构是数量指标，需要将采油方式产量单位操作成本这个质量指标固定在基期。其计算公式为：

2.8 含水期单位产量操作成本固定指数

计算含水期单位产量操作成本固定指数是指研究含水期单位产量操作成本的变动对油田单位产量操作成本变动的影响，进而对油田操作成本变动的影响。由于含水期单位产量操作成本是质量指标，需要将含水期原油产量结构这个数量指标固定在报告期，含水期原油产量结构是指各个含水期原油产量占油田原油产量的比重。其计算公式为：相对数：

2.9 含水期原油产量结构影响指数

计算含水期原油产量结构影响指数是指研究含水期原油产量结构变动对油田单位产量操作成本直接影响，进而对油田操作成本变动的影响，由于含水期原油产量结构是数量指标，需要将含水期产量单位成本这个质量指标固定在基期。其计算公式为：

3 方法的应用

根据前面的油田操作成本复合分组方法和统计指数分析原理，结合某油田2016年和2017年的原油产量和操作成本的资料（表1），进行分析计算。

根据前述油田操作成本分析方法，结合表1，得到如表2的计算结果。

从表2可知，油田2017年比2016年操作成本增长了4.57%，增加的操作成本绝对数是6 658万元。这是由于油田原油产量的减少使得油田的操作成本降低了3.14%，减少的操作成本绝对数是4 578万元，由于油田单位产量操作成本的上升使得操作成本增长了7.97%，增加的操作成本绝对数是11 236万元。原因为：

1）从区块的角度分析，这是由于区块操作成本增长了7.51%，使得油田操作成本增加了10 633万元，区块原油产量结构变动使油田操作成本增长了0.43%，使得油田操作成本增加了603万元这两个因素共同影响的结果。

表1 某油田2016年和2017年操作成本统计

续表

表2 某油田操作成本变动分析计算结果

续表

2）从采油方式的角度分析，这是由于采油方式单位产量操作成本上升使得油田操作成本增长了7.83%，使得油田操作成本增加了11 057万元，采油方式原油产量结构变动使得油田操作成本增加了0.13%，使得油田操作成本增加了179万元这两个因素共同影响的结果。

3）从含水期的角度分析，这是由于含水期单位产量操作成本上升使得油田操作成本增加了8.06%，增加了11 357万元，含水期原油产量结构变动使得油田操作成本降低了0.09%，减少了121万元这两个因素共同影响的结果。

4 结论

1）对研究对象可以按照3个或者3个以上标志进行复合分组，这种复合分组的方法对其他类似的研究对象具有适用性。

2）总指数和总平均指标指数计算方法结合起来，可以从不同侧面和层次分析研究对象的变动原因。

3）降低油田操作成本的有效途径和方法是优化油田原油产量结构，因地制宜制订科学合理的开发规划，切实有效地加强油田精细化管理。以降低单位产量操作成本为突破口，对延长注水开发油田的经济寿命期具有重要的理论和实际价值。