油田增产措施经济价值对比研究

闫竹芹 来轩昂 冀忠伦

摘   要：面对产量的快速递减和“增储上产”的重要任务，近年来各油田加大了油井增产措施的实施和推广。但增产措施工作量大、类型多、差异大，对其经济价值实现系统、全面、科学的评价存在一定的困难。常用的净现值法和经济极限产量法都存在一定的缺陷。为了对增产措施实施全生命周期的评价，消除措施支出规模影响，从多角度刻画各种措施的经济价值，对各项工艺进行效益排队和对比分析。以油田措施井的实际生产数据资料为基础，利用灰色模糊综合评判法对重复压裂、酸化、补孔、堵水和大修等五种增产措施的经济价值进行对比分析。研究结果表明，在综合考虑三个经济指标的条件下，补孔的经济效益最好，其次是酸化、重复压裂、大修，最后是堵水，并结合关联系数对后三种措施提出改进建议。

关键词：增产措施；价值对比；灰色模糊综合评判法

中图分类号：F426        文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2024）05-0064-04

一、研究背景

為保证我国能源供应安全，将能源的饭碗牢牢端在自己手里，提高油藏产量和采收率已成为当务之急。油井增产措施能够挖掘油藏的潜力，延长油田的经济寿命，提高油田的整体效益。因此，种类丰富的油田增产措施工作量剧增，以重复压裂、酸化、补孔、堵水及大修为主，为实现油田全年油气产量当量目标贡献了重要力量。增产措施需要油田投入高昂的成本，是油田投资计划部门关注的重点项目，需要持续进行经济评价。目前的评价方法主要包括经济极限产量法和净现值法。经济极限产量法只考虑实施措施当年的增油量[1]，但是增产措施在实施的1—3年内均可能带来增油效益，采用这种方法可能会低估经济效益。净现值法将整个措施有效期内的增油量纳入评估范围，将内部收益率和基准收益率进行比较，确定措施的经济有效性。但由于未充分分析措施成本和资金占用时间，只能对单项措施的有效性进行评价，不能对各项措施的经济效益进行横向对比。因此，有必要研究一套既全面又科学的增产措施评价体系，来对措施效益进行客观综合的评价。

本文根据油田措施井的实际生产数据，集成了模糊综合评价和灰色综合评价法形成灰色模糊综合评判法，利用净现值、投资回收期、投入产出比等经济指标，建立评价分析模型，旨在找到能对增产措施效益进行全面精确评价，并能对各种措施效益进行排序的方法，以期为企业实施增产措施提供参考依据。

二、灰色模糊综合评判法

灰色理论的立足点是有限空间和有限信息，适用于研究不确定性现象和问题。灰色关联度分析法是一种客观赋权方法，根据指标间的相关系数确定权数；计算简单，通俗易懂，采用原始数据直接计算，只需有代表性的少量样本即可[2]。

模糊综合评价方法主要是对决策活动所涉及的事物等进行多因素和多目标的评价与判断。这种方法的特色在于它所得到的评价值不受评价对象周围因素和集合的影响，并且它着眼于评价对象的多个目标，结合评价对象给予每个目标一个评价指标，最后根据多目标评价值对所有评价对象依次排序。模糊评价方法的优点是模型简单，评价结果基于多个指标，对多因素和多层次的复杂问题建模及规定参数计算过程不复杂，评价效果较好。

将灰色模糊综合评判法应用于措施效益的综合评价中，既能满足指标体系中某些指标具有不确定和生产信息不完整的特殊性，又能符合企业效益评价决策过程中的综合性、简便性和快速性。

三、应用分析

本研究选择某油田2018年实施的增产措施作为研究对象，主要包括重复压裂、酸化、补孔、堵水和大修等五种增产措施。并将净现值、内部收益率、投资回收期、投入产出比等经济指标纳入评价体系，基于灰色模糊综合评估法对增产措施进行效益排队。评价类型属于事后评价，计算油井增产措施整个有效期内的经济效益。基于可比性目标，各措施的评价周期须相同。在重复压裂、酸化、补孔、堵水和大修等措施实施的第五个自然年度，超过70%的措施井失效。为了准确有效地计算增产措施带来的增油效益，至少需要措施井五年的生产数据。

使用模糊综合评价方法分析评价对象的指标时，首先要对评价对象的指标做因素指标集和评价等级集，再分别确定各个因素的权重和他们的隶属度向量，获得模糊评判矩阵，然后将这个矩阵与指标的权重及隶属度进行模糊运算和归一化，得到最终的模糊评价结果[3]。

（一）选择指标

选取指标要科学严谨，注重指标间相关性带来的信息重复问题。本研究主要是对增产措施的经济效益进行评价，常用的经济评价指标包括净现值、内部收益率、投资回收期及投入产出比。其中，净现值和内部收益率属于效果指标，且两者之间存在对应关系，净现值为0时，内部收益率等于基准收益率。但是在生产经营情况发生变化时，净现值比内部收益率指标更稳定，为了避免指标间相关造成的评价信息重复问题，二者中选用净现值指标。投入产出比也属于效果指标，可以将不同投资规模的增产措施标准化为单位资本支出带来的收益，解决投资规模差异带来的比较难题。投资回收期属于效率指标，用于衡量资金的占用周期和回收效率，快速收回的资金可以投入其他项目继续盈利。净现值、投入产出比及投资回收期三个指标从措施的盈利总额、单位资金盈利额及资金周转效率三个方面刻画其综合效益，具有相对的完整性和合理性。

（二）建立集合

在本文中，参与评价的增产措施组成的集合为U={重复压裂，酸化，补孔，堵水，大修}，评价的增产措施共5种；评价指标集V={净现值，投资回收期，投入产出比}，评价指标共3个。建立增产措施和评价指标的集合后，就可以获取被评价措施对应评价指标的隶属度信息，从而为计算模糊关系矩阵奠定基础。

（三）进行单因素评价

通过单因素评价，计算出不同措施对应的评价指标，详细计算结果如表2所示。

投资回收期越短，资金就可以越快进入下一个资金循环。投入产出比以单位投入与实际产出的比值形式呈现，单位投入带来的产出越大，投入产出比越小。因此，投资回收期和投入产出比属于负向指标，需要进行正向化。指标正向化处理，即用第j个指标的最大值yjmax与yij（i=1，2，···，5）依次作差。此外，各指标的单位不一致，需要进行无量纲化处理。无量纲化处理采用比重化法，这种方法在多目标决策分析中较为常用。公式如下：

其中，i=1，2，···，5，j=1，···，3。无量纲化后得到增产措施的指标矩阵：Cij=0.65  0.42  0.280.49  0.51  0.660.08    0       00.41  0.23  0.24

（四）构造参考数列和计算隶属度

处理好的矩阵每列取最大值，将指标集c*=（0.65，

0.71，0.66）确定为参考序列，指标集的确定与最优指标集同理[4]。利用各措施的指标集ci=（ci1，ci2，ci3）与参考数列之间关联度的大小对评价措施进行比较、排序。第i个措施的指标因素Cij与所有措施中最优指标Cj*的关联系数的计算公式为：

其中P属于（0，1），一般取P=0.5进行计算，Dij就是我们计算的第i个评价措施对应的第j个评价指标的隶属度，将所有的隶属度组合起来就可以得到一个关系矩阵R。根据公式对隶属度进行计算，计算结果如表3。

表3  隶属度计算结果

（五）确定评价指标权向量

对增产措施的经济效益进行综合评价，要确定每个经济指标对于整体评价的重要程度。本文使用熵值法来确定指标权重，这是一种客观赋权方法，根据指标的变异性大小来确定权重。一般来说，某个指标的信息熵越小，表明指标值的变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中所能起到的作用越大，其权重也越大[5]。根据熵值法确定各经济指标的权重如下：

1.熵值法也建立在标准化数据的基础上，通过指标正向化和无量纲化处理后得到矩阵cij；

2.计算指标的变异程度，即第i种措施中的j项指标占该项指标的比重，计算公式如下：

3.求各指标的信息熵。根据信息论的定义，一组数据的信息熵为[5]：

其中n=5，Ej≥0，若pij=0，定义Ej=0。

4.根据信息冗余确定指标权重。信息冗余为Dj，指标权重为wj，计算公式如下：

基于熵值法的计算步骤，求出各指标的信息熵如表4，即净现值的信息熵为0.92，投资回收期的信息熵为0.82，投入产出比的信息熵为0.80。从而可以得到净现值的信息冗余为0.08，投资回收期的信息冗余为0.18，投入产出比的信息冗余为0.2。然后对各指标的信息冗余进行归一化处理，就可以得到评价指标权重如表5，即净现值的权重为0.17，投资回收期的权重为0.39，投入产出比得权重为0.44，评价指标权向量X=（0.17，0.39，0.44）T。结合表4和表5的数据进行分析，净现值的信息熵最大，说明五种增产措施中这个指标的变异程度最小，提供的信息量最小，所以净现值指标的权重最小为0.17。同理，投入产出比指标的信息熵最小，说明五种增产措施中这个指标的变异程度最大，提供的信息量最大，所以投入产出比指标的权重最大为0.44。投资回收期的信息熵处于中间，它的权重也介于净现值和投入产出比之间，计算结果与信息论中的观点趋于一致。

（六）进行模糊综合评价

将前表计算得到的关系矩阵R和指标权向量X合成得到模糊关系矩阵S，根据矩阵S中的组成成分可知，重复压裂的综合得分为0.6，酸化的综合得分为0.81，補孔的综合得分为0.93，堵水的综合得分为0.35，大修的综合得分为0.47。表明在综合考虑三个经济指标的条件下，补孔的经济效益最好，其次是酸化、重复压裂、大修，最后是堵水。

四、结论与建议

本研究基于净现值、内部收益率、投资回收期、投入产出比等四个经济指标，采用灰色模糊综合评判法对油井增产措施的经济效益进行评价。该方法计算简单，结果清晰，可以从多角度分析增产措施的优势和劣势。根据模糊矩阵R中的数据提出以下建议：

1.重复压裂措施的净现值最优，但投资回收期和投入产出比两项指标处于中游，说明重复压裂措施的总效益突出，由于投资规模较大，投资回收期较长，单位投资带来的收益也一般。因此，重复压裂措施在降低投资支出方面存在较大空间。

2.堵水措施的各项指标均不太理想，应该警惕此类情况出现的原因：一方面提高堵水措施的技术有效率，促进措施井长期有效增油；另一方面提升对堵水措施的管理能力，压缩堵水措施的投资支出，围绕“降本增效”这一重点工程，全面提升堵水措施的经济效益。

3.大修与补孔措施净现值指标一致，但投资回收期和投入产出比两项指标都与补孔措施有较大差距，显示出大修措施资金占用周期长、单位投资收益差等问题。而且大修措施资金投入高，但总效益却与补孔和酸化接近，未有效发挥资金的规模优势。

参考文献：

[1]   杨元明.增产措施效果技术经济综合评价方法[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（19）：5-7，9.

[2]   虞晓芬，傅玳.多指标综合评价方法综述[J].统计与决策，2004（11）：119-121.

[3]   程丽.基于AHP与模糊综合评判的毕业生就业质量评价[J].重庆交通大学学报（社会科学版），2011，11（1）：117-120，2.

[4]   张山江，陈武.基于灰色关联度的油井增产措施经济评价[J].企业技术开发，2015，34（19）：97-99.

[5]   朱福林，张波，王娜，等.基于熵权灰色关联度的印度服务外包竞争力影响因素实证研究[J].管理评论，2017，29（1）：53-61.

Comparative Study on Economic Value of Oil Well Stimulation Measures

YAN Zhuqin1，2， LAI Xuanang1，2， JI Zhonglun1，2

（1.Oil and Gas Technology Institute， PetroChina Changqing Oilfield Branch， Xian 710018， China;

2.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field， Xian 710018， China）

Abstract： Facing the rapid decline of production and the important task of the increase in oil reserve and production， the oil fields have increased oil well stimulation measures in recent years. Due to the stimulation from volume， type， technical differences， it is difficult to evaluate the economic value of the stimulation with a system， comprehensive and scientific evaluation method. Net present value method and economic limit production method as the commonly used two methods， there are some defects. In order to implement the full life cycle assessment of well stimulation， eliminate measures spending scale effects， depicting various measures of economic value from various angles， to benefit all measures queue and comparative analysis. Based on the actual production data of of measure wells in Jiyuan oil field， using the grey fuzzy comprehensive evaluation method to Compare the economic value of the repeated fracturing， acidizing， fill holes， water plugging and overhaul. Under the condition of synthetically considering the three indicators， research has been clear about the economic benefit of different measures， and puts forward suggestions combined with the correlation coefficient to improve measure efficiency.

Key words： Stimulation measures; Economic value; Grey fuzzy comprehensive evaluation method

[責任编辑   刘   瑶]