引言

大牛地气田位于陕蒙交界处，具有低压、低渗、低产气、高产水的“三低一高”特点。气田开发井普遍产水，日均产水0.4m³/d，目前主要采用泡沫排水工艺，通过集气站连续泵注泡排剂或井口直接加注泡排剂，辅助气井排水生产；气田采用高压集气工艺，由于气井产水且外部环境温度低，因此在集气过程中易生成水合物，造成单井集气管线堵塞，目前主要采用集气站连续加注甲醇工艺，进行水合物防治。2016年上半年甲醇与泡排剂两项药剂成本占单井运行成本的72.1%。

以往，对于甲醇与泡排剂加注量的确定仅从技术角度进行考虑^[1-5]，随着气田开发进入中后期，产能下降造成经济效益下滑，成本管控问题突出，特别是对成本占比较大的甲醇与泡排剂成本应当如何管控，还缺乏从经济角度出发的方法指导。对此，笔者借鉴油气井经济效益评价模型^[6-10]与胜利油田“三线四区”油井经济效益评价模型，构建了大牛地气田气井单井“三线四区”经济效益评价模型，根据“三线四区”模型中不同效益区税后气价与不同成本线的关系，利用盈亏平衡法求取无效与边际区、边际区与中低效区、中低效区与高效区甲醇与泡排剂加注的六类经济边界。

1 单井“三线四区”经济效益评价模型的构建

“三线四区”单井经济效益评价模型是指把单位气量的运行成本、操作成本、完全成本“三线”与税后气价进行对比，将单井划分到盈利高效、运行低效、边际有效、运行无效“四区”，实现效益分级，明确成本管控对象。

1.1 “三线”成本归集与分摊

依照大牛地气田“单井—集气站—采气管理区—采气厂”四级组织架构与财务核算模式，对天然气生产成本进行不同层次的归集与分摊，得到三条成本线，具体如图 1所示：

1.1.1 成本的不同层次归集

运行成本：指产出单位天然气从提升、处理到外输所需要的最基本费用，也就是可以直接落实在单井上的费用，包括：化学药剂费用、脱水脱烃费、污水处理费、输气费用。

操作成本：指运行和维护气井以及相关设备和设施而发生的费用，可以表示为：单井运行成本+集气站费用分摊+管理区费用分摊。其中，集气站费用包括：材料费、燃料费、动力费、运输费、站场维护费、设备检维修费、测试作业费；管理区费用包括：外包业务费、办公费、管理区维护费、车辆使用费。

完全成本：指气井在生产运行期间，生产和销售产品所发生的全部费用，可以表示为：单井操作成本+采气厂费用分摊+单井折旧折耗。其中，采气厂费用包括：人工费用、管理费用、财务费用、营业费用。

1.1.2 成本的单井分摊

集气站费用在单井上的分摊按照：集气站费用在单井A上的分摊=集气站费用/单井集气站所接气井总数

管理区费用在单井上的分摊按照：管理区费用在单井A上的分摊=管理区费用/管理区管辖气井总数

采气厂费用在单井上的分摊按照：采气厂费用在单井A上的分摊=采气厂费用/采气厂气井总数

1.2 “四区”效益划分

通过把单位气量的运行成本、操作成本、完全成本“三线”与税后气价进行对比，将单井划分到盈利高效、运行低效、边际有效、运行无效“四区”，各区的划分标准、效益区的内涵、生产指导意义、成本管控目标如表 1所示：

2 单井药剂加注经济边界的计算方法

药剂加注经济边界是指在现行的生产和经济条件下，对药剂加注量从经济角度进行定量化界定，给出最高边界值。在生产过程中，结合技术与经济边界值，定量化调整药剂加注量，将加注量控制在经济边界值内将带来效益增长，超越边界将导致效益下降。计算药剂加注经济边界主要采用盈亏平衡方程，利用“三线四区”单井经济效益评价模型中四个效益区的划分标准，比较税后气价与三种成本之间的关系，来确定两个效益区之间的药剂加注经济边界值。

2.1 边际区—无效区药剂加注的经济边界值

判别气井处于边际区与无效区的依据是税后气价与单位运行成本的大小关系，据此建立方程：

${P_g} = \left[ {G{{\rm{ }}_j}{P_j} + {G_y}{P_y} + {Q_g}{P_s} + {Q_w}{P_w}} \right]{/Q_g}$

(1)

其中，P_g —税后单位气价，元/m³；

G_j—甲醇加注量，L/d；

P_j—甲醇单价，元/L；

G_y—泡排剂加注量，L/d；

P_y—泡排剂单价，元/L；

Q_g—日产气量，m³/d；

P_s—输气费用，元/m³；

Q_w—日产水量，m³/d；

P_w—污水处理费，元/m³。

根据大牛地气田实际生产中的技术加注条件，泡排剂加注量为产水量的0.3%，带入公式（1）中化简整理，可得甲醇加注经济边界为：

${G_j} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.003{P_y} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s}} \right]{/P_j}$

(2)

根据大牛地气田实际生产中的技术加注条件，甲醇加注量为产水量的20%，带入公式（1）中化简整理，可得泡排剂加注经济边界为：

${G_y} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.2{P_j} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s}} \right]{/P_y}$

(3)

2.2 低效区—边际区药剂加注的经济边界值

判别气井处于低效区与边际区的依据是税后气价与单位操作成本的大小关系。与边际区—无效区药剂加注经济边界值的推导同理，可得泡排剂加注量为产水量的0.3%条件下，甲醇加注经济边界为：

${G_{{\rm{ }}j}} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.003{P_y} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s} + {F_x} + {F_z}} \right]{/P_j}$

(4)

其中，F_x —集气站费用分摊，元/d；

F_z —管理区费用分摊，元/d

甲醇加注量为产水量的20%条件下泡排剂加注经济边界为：

${G_y} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.2{P_j} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s} + {F_x} + {F_z}} \right]{/P_y}$

(5)

2.3 高效区—低效区药剂加注的经济边界值

判别气井处于高效区与低效区的依据是税后气价与单位完全成本的大小关系。与前两类药剂加注经济边界值的推导同理，可得泡排剂加注量为产水量的0.3%条件下，甲醇加注经济边界为：

${G_j} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.003{P_y} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s} + {F_x} + {F_z} + {F_c} + {P_k}} \right]{/P_j}$

(6)

其中，F_c —采气厂费用分摊，元/d；

P_k —折旧折耗，元/d

甲醇加注量为产水量的20%条件下泡排剂加注经济边界为：

${G_y} = \left[ {{P_g}{Q_g} - {Q_w}\left( {0.2{P_j} + {P_w}} \right) - {Q_g}{P_s} + {F_x} + {F_z} + {F_c} + {P_k}} \right]{/P_y}$

(7)

在实际生产应用中，根据上述各类经济边界，将经济边界与技术边界相结合，得出最优的加注量。将处在效益较低区域的气井的甲醇与泡排剂加注量调整至相应的经济边界之下，即可使气井从效益较低的区域提升至相邻效益较高的区域。

3 应用实例

计算得到采气管理A区X号集气站中气井甲醇加注的经济边界如图 2所示，计算中的各类参数如表 2所示：

在图 2-（a）中，根据式（2），以及表 2中的参数，甲醇在无效与边际区的加注边界为：

${G_j} = 0.655{Q_g} - 101.5{Q_w}$

(8)

将不同的产气产水量带入式（8）可知，对于采气管理A区X号集气站中气井来说，当气井产量小于1 000m³/d，只要将甲醇加注量控制在430L/d以内，即可保证气井不为无效井。

在图 2-（b)中，根据式（4），以及表 2中的参数，甲醇在中低效与边际区的加注边界为：

${G_j} = 0.655{Q_g} - 101.5{Q_w}{\rm{ + 75}}$

(9)

将不同的产气产水量带入式（9）可知，在实际生产中，当气井产量小于10 000m³/d时，只要将甲醇加注量控制在4 400L/d以内，即可保证气井不为边际井。

在图 2-（c）中，根据式（6）以及表 2中的参数，甲醇在高效与中低效区的加注边界为：

${G_j} = 0.655{Q_g} - 101.5{Q_w}{\rm{ + 2330}}$

(10)

将不同的产气产水量带入式（10）可以得出，在实际生产中，当气井产量小于15 000m³/d，而大于10 000m³/d时，只要将甲醇加注量控制在4 300L/d以内，即可保证气井为高效盈利井。

具体到采气管理A区X号集气站的气井D进行应用，采用表 2参数。该井在2月日产气9767m³/d，日产水14.6m³/d，甲醇加注量3 381L/d，泡排剂加注量为0.3%产水量，依据“三线四区”经济效益评价模型，该井属于无效井。借助公式（2）计算得到甲醇加注经济边界如表 3所示：

甲醇加注的实际情况与经济边界的关系如图 3所示。由表 3中序号3的甲醇加注经济边界可知，气井D在2月份日产气9 767m³/d，日产水14.8m³/d情况下的甲醇加注经济边界为3 017L/d，而实际加注量为3 381L/d，实际加注量高于经济边界，因此为无效井；3月，根据经济边界值，将加注量调整为2 900L/d，低于经济边界值，气井也从无效区提升为边际区。依据甲醇加注的经济边界对气井D甲醇加注量、甲醇成本进行控制，对提升该井经济效益起到了良好效果。

目前，在大牛地气田的实际生产过程中，甲醇药剂的加注成本占药剂总成本的比重最大，特别是在4月产销任务下调后，天气转暖，甲醇药剂加注经济边界更能够有效地从经济角度指导停醇工作。

4 结论

（1）大牛地气田单井“三线四区”经济效益评价模型对气井经济效益进行了清晰的分级，较其他单井经济效益评价模型来说应用简便，更便于依据效益分级状况寻找成本控制目标，其中无效区气井应作为降本减费的重点目标，边际区、低效区气井应作为成本优化的重点目标。

（2）利用甲醇与泡排剂加注经济边界计算方法，可以方便地计算出四个效益区两两之间的加注经济边界，为实际生产中经济地加注药剂提供了理论依据与方法指导，根据经济边界值调整加注量，可以有效提升气井的经济效益。