海上油氣田樁基導(dǎo)管架平臺設(shè)備投資匡算方法探討

李少芳, 姜云飛, 王冰月, 龐洪林

在快速評價中, 工程專業(yè)給出的對標(biāo)平臺多數(shù)為總圖、 結(jié)構(gòu)規(guī)模等, 尚無設(shè)備詳細(xì)料單。 設(shè)備費(fèi)對平臺投資、 后續(xù)經(jīng)營成本的合理估算有重要意義。 相關(guān)研究及規(guī)范表明, 陸地油田及化工企業(yè)中, 生產(chǎn)能力指數(shù)法應(yīng)用較為廣泛, 計算簡單、 速度快[1-2]。 但該方法要求類似工程的資料可靠, 條件基本相同,否則誤差就會增大。 目前, 針對陸地油田、 化工企業(yè)應(yīng)用生產(chǎn)能力指數(shù)法較多[3-4], 而海上油田應(yīng)用較少。

對于生產(chǎn)能力指數(shù)法, 關(guān)鍵在于指數(shù)的取值。 結(jié)合研究報告統(tǒng)計, 初步分析數(shù)據(jù)樣本特點及規(guī)律, 對數(shù)據(jù)較多的數(shù)據(jù)樣本類型優(yōu)先分析, 對特例數(shù)據(jù)樣本暫時剔除。 EVIEWS 統(tǒng)計軟件擬合法與生產(chǎn)能力指數(shù)法相結(jié)合, 探討相關(guān)系數(shù)取值。 以近期完成的平臺為對象, 計算差異率, 討論匡算方法的適用性、可靠性、 準(zhǔn)確性。

1 海上平臺設(shè)備構(gòu)成

為海上油氣田生產(chǎn)運(yùn)營而建立的平臺, 根據(jù)設(shè)備功能類別多分為機(jī)械設(shè)備、 電氣設(shè)備、 通訊設(shè)備、 儀表控制設(shè)備及安全設(shè)備等多種類型。 從渤海已開發(fā)的典型井口平臺來看, 絕大多數(shù)均為依托周邊電力和處理設(shè)施, 設(shè)備規(guī)模圍繞井口數(shù)量以及產(chǎn)量變化的居多。 選定海上四腿樁基導(dǎo)管架井口生產(chǎn)平臺, 結(jié)合渤海油田實際統(tǒng)計數(shù)據(jù)及典型開發(fā)方案, 從機(jī)械設(shè)備、 電氣設(shè)備、 通訊設(shè)備、 儀表控制設(shè)備及安全設(shè)備等角度出發(fā), 分析關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)變化規(guī)律。

1.1 機(jī)械設(shè)備

機(jī)械設(shè)備是圍繞平臺工藝處理流程要求, 結(jié)合油藏指標(biāo)特征、 井口數(shù)量、 油氣水物流處理要求等設(shè)置的相應(yīng)處理設(shè)施。海上平臺包括以下系統(tǒng): 油氣處理系統(tǒng)、 天然氣處理系統(tǒng)、 含油生產(chǎn)水處理系統(tǒng)、 注水系統(tǒng)、 海水防海生物系統(tǒng)、 燃料氣系統(tǒng)、 火炬及放空系統(tǒng)、 閉式排放系統(tǒng)、 開式排放系統(tǒng)、 化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)、 熱介質(zhì)加熱系統(tǒng)、 儀表和公用氣系統(tǒng)、 柴油系統(tǒng)、惰性氣體系統(tǒng)、 生活污水處理系統(tǒng)、 外輸計量系統(tǒng)等。 設(shè)計人員會根據(jù)的平臺的處理要求進(jìn)行選擇設(shè)計, 無人井口平臺系統(tǒng)最少最簡單, 有人井口平臺系統(tǒng)會多一些, 中心處理平臺這些系統(tǒng)基本都有, 而且每個系統(tǒng)的流程也會根據(jù)不同情況有所區(qū)別。

以本文選定的海上樁基導(dǎo)管架井口平臺為例, 通常包括注水系統(tǒng)、 火炬及放空系統(tǒng)、 閉式排放系統(tǒng)、 開式排放系統(tǒng)、 化學(xué)藥劑注入系統(tǒng)、 熱介質(zhì)加熱系統(tǒng)、 儀表和公用氣系統(tǒng)、 惰性氣體系統(tǒng)、 生活污水處理系統(tǒng)、 外輸計量系統(tǒng)等。

1.2 電氣設(shè)備

海上平臺電氣設(shè)備為海洋工程的電能供應(yīng)提供保障, 直接影響海上平臺運(yùn)行是否順利。 海上平臺電氣設(shè)備構(gòu)成了海上平臺的電力系統(tǒng), 主要由電源、 配電裝置、 配電電網(wǎng)、 負(fù)載四部分組成, 按照一定方式連接, 構(gòu)成一個完整的發(fā)電、 輸電、 配電和用電網(wǎng)絡(luò)。 海上平臺電力系統(tǒng)的負(fù)載隨運(yùn)行工況的變化而改變, 初期主要是輔助用點和生活用電, 投產(chǎn)后主要為鉆修井模塊、 才有、 電氣、 油氣處理和生活用電等[5]。

本文選定的海上樁基導(dǎo)管架井口平臺為例, 通常包括高壓開關(guān)柜、 中壓開關(guān)柜、 低壓開關(guān)柜、 應(yīng)急低壓開關(guān)柜、 應(yīng)急置換泵軟啟、 降壓變壓器、 正常照明及小動力變壓器、 正常電伴熱變壓器、 應(yīng)急照明及小動力變壓器、 應(yīng)急電伴熱變壓器、 正常照明及小動力配電盤、 正常電伴熱配電盤、 應(yīng)急照明及小動力配電盤、 應(yīng)急電伴熱配電盤、 UPS、 霧笛導(dǎo)航系統(tǒng)、 EMS 等。

1.3 通訊設(shè)備

本文選定的海上樁基導(dǎo)管架井口平臺為例, 具體通訊設(shè)備包括三層網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、 微波系統(tǒng)、 廣播告警系統(tǒng)、 軟交換設(shè)備、 局域網(wǎng)設(shè)備、 閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、 甚高頻調(diào)頻(VHF-FM)無線電臺、 甚高頻調(diào)頻(VHF-FM)無線電話對講機(jī)、 甚高頻雙向無線電話、 通信電源系統(tǒng)、 掃海雷達(dá)、 AIS 系統(tǒng)等。

1.4 儀控設(shè)備

本文選定的海上樁基導(dǎo)管架井口平臺為例, 具體儀控設(shè)備包括中控盤柜(標(biāo)準(zhǔn)控制柜, 包含控制器(PCS, SIS), 電源模塊, 通訊卡, 底板, 相應(yīng)卡件等)、 井口控制盤(井口盤及相應(yīng)控制模塊空間、 單井控制模塊)、 現(xiàn)場儀表(壓力表、 壓力變送器、 溫度變送器、 流量變送器、 關(guān)斷閥等)、 火氣系統(tǒng)(可燃?xì)馓筋^、 火焰探頭、 硫化氫探頭等)、 能耗計量(能耗計量相關(guān)硬件設(shè)備及軟件系統(tǒng))等。

1.5 安全設(shè)備

海上樁基導(dǎo)管架井口平臺安全設(shè)備包括二氧化碳滅火系統(tǒng)、 氣脹式救生筏、 消防泵、 全封閉耐火救生艇等。

2 平臺設(shè)備投資匡算

首先, 針對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行整體趨勢分析。 四腿樁基導(dǎo)管架井口平臺根據(jù)井口數(shù)量和產(chǎn)量規(guī)模, 又可分為四腿小型井口平臺、 四腿中型井口平臺以及4 腿大型井口平臺。 以這三種井口平臺為例, 分析不同規(guī)模井口平臺設(shè)備投資在直接投資中占比, 設(shè)備投資在直接費(fèi)中占比基本在20% ～45%之間, 變化幅度較大, 如1 圖所示。

圖1 不同類型井口平臺設(shè)備投資在平臺直接費(fèi)占比Fig.1 Proportion of equipment investment of different types of wellhead platforms in direct expenses of platforms

2.1 EVIEWS 軟件擬合

EVIEWS 是Econometrics Views 的縮寫, 通常稱為計量經(jīng)濟(jì)學(xué)軟件, 便于我們開展數(shù)據(jù)之間的線性、 指數(shù)等關(guān)系分析。 首先統(tǒng)計可用樣本, 以4 腿井口平臺為基礎(chǔ), 統(tǒng)計可用樣本個數(shù)19 個, 主要功能為油水初步分離, 油氣水混輸進(jìn)入海管, 不考慮主要產(chǎn)品為氣的平臺。

指標(biāo)假設(shè): S——設(shè)備投資, 萬元人民幣; O——油處理能力, 方/天; G——?dú)馓幚砟芰? 方/天; W——水處理能力,方/天; J——井口數(shù)量, 口。 最關(guān)鍵的指標(biāo)——標(biāo)準(zhǔn)差(R2),越接近1 表明擬合效果越好。

按照一元線性關(guān)系, 將設(shè)備投資油、 氣、 水處理能力擬合, R2為0.66。 擬合R2結(jié)果較差, 說明指標(biāo)需調(diào)整優(yōu)化。 擬合結(jié)果見表1。

表1 設(shè)備投資與油處理能力、 氣處理能力、水處理能力擬合結(jié)果數(shù)據(jù)表Table 1 Data sheet of fitting results between equipment investment and oil treatment capacity, gas treatment capacity and water treatment capacity

續(xù)表1

按照一元線性關(guān)系, 將設(shè)備投資與井口數(shù)量、 油、 氣、 水處理能力擬合, R2為0.96。 盡管擬合R2非常接近1, 但是G、W 指標(biāo)的系數(shù)為負(fù)數(shù), 不合理。 擬合結(jié)果見表2。

表2 設(shè)備投資與油處理能力、 氣處理能力、水處理能力、 井口數(shù)量擬合結(jié)果數(shù)據(jù)表Table 2 Fitting results of equipment investment and oil treatment capacity, gas treatment capacity, water treatment capacity and wellhead quantity

按照一元線性關(guān)系, 將設(shè)備投資與井口數(shù)量、 油處理能力擬合, R2為0.94; 擬合R2也比較接近1, O、 J 指標(biāo)的系數(shù)為正數(shù), 比較合理。

綜上, 設(shè)備投資與油處理能力、 井口數(shù)量擬合效果最好,因此推薦井口平臺設(shè)備投資匡算公式如下:S=3.45O+262.59J+109.83 (1)

式中: S——設(shè)備投資, 萬元人民幣

O——油處理能力, 方/天

J——井口數(shù)量, 口

2.2 實例應(yīng)用

19 個樣本檢驗結(jié)果: 擬合偏差均在正負(fù)30%以內(nèi); 74%的樣本偏差在20%以內(nèi), 47%的樣本偏差在10%以內(nèi)。

表3 設(shè)備投資與油處理能力、 井口數(shù)量擬合結(jié)果數(shù)據(jù)表Table 3 Data sheet of fitting results of equipment investment,oil treatment capacity and wellhead quantity

圖2 擬合樣本偏差Fig.2 Fitting sample deviation

3 結(jié) 語

以渤海已開發(fā)的邊際油田為樣本, 分析研究各專業(yè)典型方案及關(guān)鍵參數(shù), 建立經(jīng)濟(jì)性體系和快速計算模型, 并以渤海某邊際油田為例, 對模型進(jìn)行評價。 具體形成以下結(jié)論:

(1)本研究得出公式, 適用于油為主要產(chǎn)物的常規(guī)井口平臺, 對于綜合平臺的設(shè)備投資, 還有待更進(jìn)一步分析。

(2)未來多個項目的繼續(xù)驗證公式的實用性, 并繼續(xù)修正改進(jìn)指標(biāo)。

(3)結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化研究成果, 進(jìn)一步深入分析設(shè)備投資的重要影響因素, 完善除井口平臺以外的平臺類型匡算方法研究。