油田不同開發階段經濟產量確定方法研究

孟 新

(中石化石油勘探開發研究院，北京 102206)

產量是儲量和效益的連接點，是企業實現經濟效益的物質載體。油田以經濟產量生產，可以有效地利用儲量資源，實現有限資源的最經濟開發。

我國經濟產量的研究工作起步于20世紀90年代，1991年、1998年、2001年、2008年四次油價下跌分別帶來了近兩年的研究熱潮。隨著國有企業經營中經濟效益重要性的不斷提高，經濟產量的研究深度不斷加深，范圍越來越廣，內容不斷豐富。截至目前，相關研究內容主要包括開發后期經濟與非經濟產量的判斷方法、單井經濟產量規模的計算方法、不同開發階段經濟產量內涵區別的研究、經濟產量相關研究綜述等[1-2]。雖然現有研究已經認識到不同階段經濟產量內涵不同，但是并沒有形成系統、統一、確定的不同階段經濟產量內涵和確定理論與方法；雖然形成了開發后期經濟與非經濟產量的判斷方法，但是還沒有經濟產量規模的確定方法；對不同階段經濟產量相關內涵之間的關系也沒有更深入的認識，從而導致了近年低油價時期投資與產量決策上仍然無法快速有效應對的情況。因此，形成系統明確的不同階段經濟產量內涵、確定理論與方法十分必要。

本文在總結分析前人研究成果的基礎上，根據微觀經濟學邊際決策原理和技術經濟學經濟評價理論方法，系統分析研究了不同開發階段經濟產量的類型與內涵、各類經濟產量之間的關系、不同階段經濟產量判斷與經濟產量規模的確定理論與方法，最終形成了系統的不同階段經濟產量內涵與確定理論與方法，并進一步提出了啟示與建議，以期為國內油田開發產量決策提供科學、實用、可操作的理論方法支撐，為更快速有效地做好油價波動時期的產量決策提供依據。

1 經濟產量的內涵與分類

由于研究角度與應用目的的不同，不同學者對經濟產量內涵的理解不同，這恰恰說明了經濟產量內涵的豐富性。在1996—1998年最初的研究文獻中，經濟產量被定義為：在原油生產過程中，噸油勘探投資成本、開發投資成本和操作費用之和低于油氣經營純收入扣除稅金后余額的產量[3-4]，這是油氣生產過程中經濟產量的概念。2000年開始，有學者認識到投資性經濟產量與經營性經濟產量、全過程經濟效益與當前經濟效益的不同，提出在油田開發的不同階段經濟產量含義的不同，并初步闡釋了各自的含義和區別[5-7]。此后，不同學者根據不同的應用目的，進一步闡釋了對經濟產量含義的理解，并分別對不同階段經濟產量的確定方法進行了研究。因此，總結前人研究成果認為，根據決策和應用目的的不同，經濟產量的內涵是不同的，它是在油氣開發生產的各個決策時點或時間段，能夠為企業帶來經濟效益的產量。

按照油田開發決策過程和時點，經濟產量可以分為投資決策階段經濟產量、生產階段經濟產量和開發后期經濟產量三類。投資性經濟產量是針對投資單井或區塊而言的，生產階段經濟產量是某采油廠或分公司所有經濟產量的合計，開發后期經濟產量是針對單井或區塊不虧損、不廢棄的最低產量規模。因此，不同階段經濟產量測算的對象是不同的。

按照測算經濟產量目的的不同，又可以分為盈虧平衡經濟產量和效益最大化經濟產量兩類[8]。在投資階段，效益最大化經濟產量是各年所有經濟產量合計，盈虧平衡經濟產量是使決策項目凈現值恰好等于零時的經濟產量規模；在生產階段，效益最大化經濟產量是所有經濟產量合計，盈虧平衡經濟產量是利潤等于零時的經濟產量規模；在開發后期，經濟產量是有經濟效益的最低產量規模，因此是盈虧平衡經濟產量。

2 各類經濟產量關系與確定方法

2.1 投資性經濟產量

投資性經濟產量是指在區塊/單井油氣開發投資決策階段，對預測的壽命期內各年產量形成的經濟效益狀態的判斷，各年能夠使當年凈現金流量為正的產量即可稱之為經濟產量。凈現金流量為正即產量為經濟產量的最后一年，是區塊的經濟極限年限；經濟極限年限之前的總年數為經濟壽命期；經濟壽命期內各年經濟產量的合計為經濟產量規模。經濟產量規模實際上就是區塊的經濟可采儲量[9-10]，這是在投資階段經濟產量的概念。

與經濟產量規模容易混淆的概念的是經濟極限產量規模，也可稱為最小經濟可采儲量規模。經濟極限產量規模是指，考慮資金時間價值在現有的技術經濟條件下，項目經濟壽命期內至少能夠使凈現金流量現值等于零(NPV=0)的累計產量，實際上是投資階段使項目盈虧平衡的經濟產量，即投資階段盈虧平衡經濟產量。經濟極限產量規模下第一年的初始產量即為經濟極限初產。

經濟產量規模與經濟極限產量規模關系如圖1所示。經濟產量是所有可以經濟采出的產量合計，而經濟極限產量規模是使開發投資獲得預期收益率的最小產量規模，所以經濟極限產量規模小于經濟產量。

圖1 投資性經濟產量與經濟極限產量規模示意圖Fig.1 Schematic diagram of investment economicproduction and economic limit production scale

1) 經濟產量規模確定方法。經濟產量規模的確定就是經濟可采儲量的計算方法，關鍵在于經濟極限年限的確定。部分學者認為經濟極限年限是利潤遞減為零的年份[11-12]，然而在實際開發中，油田并不會在利潤遞減為零的時間就停止開采。因為勘探開發等投資已經投入完畢，屬于沉沒成本，在生產經營決策中，不需要考慮沉沒成本，只要每年開采原油的稅后銷售收入大于油田操作成本，就會為油田帶來凈現金流入，增加當年利潤，則原油的開發仍然是有效益的。所以，油田的經濟極限年限是開發稅后銷售收入等于操作成本的年份。經濟極限年限的產量用公式可表示為式(1)。

(1)

經濟產量規模為式(2)。

(2)

式中：qn為經濟極限年限產量；P為油氣價格；ts為單位商品量稅費；cv為單位可變操作成本；CF為固定操作成本；fs為商品率。

2) 經濟極限產量規模確定方法。經濟極限產量規模確定要采用折現現金流方法，預測項目壽命期內各年凈現金流量，將現金流中各參數表示成產量函數，計算項目凈現值。當NPV=0時，各年產量的合計即為經濟極限產量規模，見式(3)。

(3)

經濟極限產量規模為式(4)。

式中：NPV為凈現值；CI(qt)為第t年現金流入；CO(qt)為第t年現金流出；qt為第t年產量；i為折現率；n為項目經濟壽命期；Qmin為經濟極限產量規模。

投資性經濟產量主要用于測算新開發區塊/單井的經濟可采儲量，經濟極限產量規模主要用于確定開發投資項目的最低總產量要求，從而通過判斷總產量或初始產量是否能夠達標來判斷項目經濟可行性，可以用來優化開發方案，降低投資風險。

2.2 生產階段經濟產量

在生產階段，測算經濟產量是為了識別無法為企業帶來經濟效益、生產會帶來更大規模虧損的產量，從而確定經濟產量規模、更好地進行產量部署決策。針對單井來說，就是判斷單井產量生產是否經濟，而對于區塊/采油廠/分公司來說，就是判斷哪些井的產量是經濟產量，從而確定經濟產量規模。

確定經濟產量規模，首先需要了解成本與利潤隨產量規模變化的規律。在油田生產中，必然會優先生產成本較低的單井，而每增加單位產量所增加的成本是邊際成本。因此，隨著產量規模的上升，邊際成本會首先因規模效應略有下降之后不斷升高。單位變動成本與單位完全成本因規模效應先下降，之后被邊際成本超越后不斷上升。邊際成本曲線與單位變動成本和單位完全成本曲線相較于最低點。邊際收益即油氣產量價格，也是單位收益。當單位完全成本與單位收益相等時，生產處于盈虧平衡狀態，此時的產量規模是盈虧平衡產量；當邊際收益與邊際成本相等時，再增加產量邊際成本將大于邊際收益，增加虧損，因此此時生產處于效益最大化狀態，產量是最大效益產量即經濟產量規模。成本、利潤與產量規模變化關系如圖2所示。

圖2 成本、利潤與產量規模變化關系示意圖Fig.2 Schematic diagram of the relationship between cost,profit and production scale change

1) 經濟產量判定方法。從以上分析可以發現，判斷某單井或區塊的產量是否為經濟產量的方法是：判斷增加某單井/區塊生產所增加的邊際成本是否小于邊際收益，如邊際成本小于邊際收益，則該單井/區塊產量為經濟產量，否則為非經濟產量。其中，邊際收益可近似用稅后價格表示，邊際成本可近似用單位變動成本表示。邊際成本是隨著單井/區塊是否生產而變動的成本，對于不同的決策對象，邊際成本包含的成本項目不同。如果決策對象是單井，則邊際成本為與開井相關的操作成本，不包含礦區管理生產發生的費用；如果決策對象是管理區，則邊際成本也包含管理區發生的管理費用。

2) 盈虧平衡產量確定方法。盈虧平衡產量是指使利潤恰好為零時的產量規模，又稱保本產量。盈虧平衡經濟產量的測算主要采用盈虧平衡分析法。首先以產量為變量，將收入與產出表示成產量規模的函數，令總收入等于總支出，求出的產量即為盈虧平衡產量[13]，用公式可以表示為式(5)。

E=(P-ts-cv)qfs-CF

(5)

式中：E為利潤；CF為固定成本；Cv為單位可變成本。

則E=0時的產量即為盈虧平衡產量。

盈虧平衡產量一般有兩個，企業的合理產量規模應介于兩個盈虧平衡產量之間，小于第一個盈虧平衡產量，企業的規模效應還未發揮，無法盈利，大于第二個盈虧平衡產量，邊際成本太高，繼續生產會增加虧損。盈虧平衡產量只能用來判斷企業合理的產量規模區間，但不能確定生產多少才能取得最好的經濟效益，所以一般不用于產量規模決策[13]。

3) 經濟產量規模確定方法。經濟產量規模是全部有經濟效益貢獻的產量合計，是使企業實現利潤最大化的產量規模。根據微觀經濟學原理，最大效益經濟產量的測算應該根據邊際分析理論，采用邊際分析法測算[6-7,12,14]。劉洪波[9]、殷愛貞等[15]還分析了邊際貢獻法和最大利潤法，實際在本質上的含義和測算結果都是相同的。

單位變動成本隨著產量規模的逐漸擴大而不斷遞增，可以表示成產量規模的函數c(q)。當單位變動成本等于噸油稅后收入時，即c(q)=P-t時，當年的利潤實現最大化，此時的產量規模為最大效益經濟產量。

邊際分析理論是確定最大效益經濟產量最科學的方法，但是在實際應用中準確地計算出邊際成本非常困難，所以常常用單位變動成本近似替代[2,7,9]，還有學者[16]提出采用單位運行成本、最低運行費用等來替代邊際成本的方法，將維持油井正常生產必不可少的材料費、燃料費、動力費、井下作業費、驅油物注入費、熱采費、油氣處理費、工人工資及福利基金、運輸費作為邊際成本。部分學者進而根據不同的成本標準將油氣井或油氣田劃分為了四類或者五類，包括“三線四區”模型等，其中最差一類的成本標準也是最低運行成本[17-18]。幾種方法大同小異。采用單位運行成本和最低運行費用替代邊際成本，基本已經接近邊際成本，無疑是目前確定最大效益經濟產量最為準確和便捷的方法，在實際決策中可以近似測算使用。最大效益經濟產量一般用于關井和最優產量規模決策。

2.3 開發后期經濟產量

開發后期經濟產量，是使單井或區塊不虧損的最低產量規模，主要用于進行是否廢棄的決策。其測算方法與開發階段判斷是否為經濟產量的方法相同，即邊際收益等于邊際成本。與開發階段不同的是，開發階段決策采用的是實時油價，是進行經濟產量規模測算的決策油價，而開發后期廢棄決策采用的油價應為企業允許單井/區塊的邊際成本不能超過的最高油價。

3 啟示與建議

本文系統研究了不同階段經濟產量的內涵、確定原理與測算方法，可以有效應用于油氣企業開發投資決策、最優產量規模測算與廢棄井決策。在經濟產量的進一步研究與應用方面提出以下幾點建議。

1) 生產階段經濟產量的確定是以當年經濟效益的最大化為目標進行的決策，沒有考慮當年如果暫關井以經濟產量規模生產對未來可持續發展可能產生的影響。這樣造成的后果就是如果在高油價時期，就會鼓勵盡量增加產量規模，從而可能造成原油的破壞性開采，在低油價時期，就會導致大量停產關井，從而產生復產難，使產量很難恢復到之前的水平。因此，確定最大效益經濟產量是產量決策中關鍵的第一步，在實際決策時還需要進一步結合開發狀態及未來原油價格的趨勢預測等進行產量規模決策，而如何根據經濟產量的測算結果，結合進一步的分析進行科學決策就是當前低油價形勢下亟需解決的問題。

2) 雖然目前已經有文獻研究單井的經濟產量測算，但是在方法中還缺少對將各項成本科學分配到單井的研究，而成本是確定經濟產量中非常重要的參數之一，決定著產量決策的正確性。因此，研究各項成本的分配方法也是最大效益經濟產量研究中非常重要的一環。

3) 應盡早在油田企業各層級普及經濟產量內涵與確定方法，以利于在油價波動時期能夠更加快速有效地做出應對決策。