“井工江南电竞场”钻井本钱模子修建与平台计划计划优化docx

　　万分规油气井工场功课形式大猛进步了油田开采的经济性[1-6]。2007年，Marcellus页岩气区采用“井工场”开采形式实行了效益开采，截至2011 年，横跨78%的井诈骗“井工场”形式开采[7]；2011年，Barnett页岩气区通过采用井工场开采形式正在该区块的一个井场钻了36口井，大大淘汰了占地面积[8]；HornRiver页岩气区采用井工场开采形式，淘汰了21% 的总功课本钱[9]。国内苏里格气田采用“计划策画最优化、工程技巧模板化、施工功课流程化、功课规程模范化、资源诈骗归纳化和队列约束一体化”为中央的井工场功课形式，用210 d实现了一个平台13口井的征地修井场、钻井、完井等使命[10]；涪陵页岩气田对290口井采用井工场技巧，均匀单井钻井周期缩短55%，均匀单井钻井本钱下降34%[11]；威远区块的威204H11页岩气开采采用了井工场钻井技巧，钻机井间运移仅用2 h，钻井液诈骗率到达80%以上，大大淘汰了非钻井功课光阴，下降了钻井本钱[12]。 即使井工场钻井技巧正在油田博得了明显结果，但井工场钻井功课仍处于“阅历约束”阶段，缺乏编造性的评估与策画。其余，井工场钻井形式是涉及多工况、多要素、多合键的一个编造题目，数学修模难度极大。 笔者通过商量井工场特性和同井台钻井研习效应等要素，构修了井工场钻井本钱剖释模子；又按照经济学[13]和运筹学道理[14]，对影响井工场钻井本钱各要素举行优化策画；末了江南电竞，勾结渤海湾济阳坳陷致密油某区块的工程本质举行了实例剖释。 1.?? 筹议思绪 起初，通过剖释确定井工场钻井本钱组成因素，对因素量化，独立修筑数学模子，再根据井工场钻井流程整合，构修井工场钻井本钱剖释模子；其次，通过剖释获得影响井工场钻井本钱的要素，对影响本钱的要素举行优化筹议，构修井工场钻井本钱优化算法，压缩本钱，缩短钻井周期(图1)。 图?1??筹议思绪 Figure?1.??Research idea 下载:?全尺寸图片?幻灯片 2.?? 井工场钻井本钱模子构修及优化 2.1?? 井工场钻井本钱因素筹议 按照国表里井工场钻井的工序特点，勾结济阳坳陷致密油区块已钻井用度清单，确定了12项井工场钻井本钱组成因素，此中可量化因素10项，弗成量化因素2项，10项可量化要素网罗钻前工程费(占地面积用度和井场设置用度)、工程供职费(钻机用度、定向供职费、钻机搬安用度和钻井液不落地用度)和资料费(钻头、钻井液、套管、固井用度)，弗成量化要素网罗监视约束费和弗成猜思费(图2)。 图?2??井工场钻井本钱因素组成图 Figure?2.??Well-factory drilling cost element 下载:?全尺寸图片?幻灯片 2.2?? 井工场钻井本钱因素量化 2.2.1?? 钻前工程费 钻前工程用度网罗征地用度和井场设置用度两片面。 (1)征地用度。 I1i={[S1+s1(ni?1)]q(ni5)[S1+s1×3+s2×(ni?4)]q(ni?5)I1i={[S1+s1(ni?1)]q(ni5)[S1+s1×3+s2×(ni?4)]q(ni?5) (1) 式中，I1i为第i个平台的征地用度，元；S1为首口井占地面积，大凡为2 000 m2?(3亩)；s1为第2、3、4口井每口井占地面积，大凡为667 m2?(1亩)；s2为平台第5口井及多于5口井每口井占地面积，大凡为233 m2?(0.35亩)；ni为附属于第i平台的井数，口；q为每平米的占地用度，元/m2。 (2)井场设置用度。“井工场”平台采用聚积布井，从而大大淘汰了均匀单井的占地面积，井场每加多一口井，其井场设置用度按加多10%测算。以是，单平台井场设置用度筹算公式[15]可展现为 I2i=q1[1+10%×(ni?1)]I2i=q1[1+10%×(ni?1)] (2) Ii=I1i+I2iIi=I1i+I2i (3) Ib=∑i=1kIiIb=∑i=1kIi (4) 式中，I2i为第i平台的井场设置用度，元；k为平台数；Ii为井工场第i平台钻前工程用度，元；q1为单井井场钻前定额用度，元；Ib为总的钻前工程用度，元。 2.2.2?? 工程供职费 (1)钻机用度。网罗钻机及劳务用度。 Irn=R1TnIrn=R1Tn (5) 式中，Tn为第n口井的钻井周期，d；R1为钻机及劳务日费，元/d；Irn为第n口井钻机及劳务用度，元。 看待钻井周期Tn的筹算能够根据刘朝全的钻井研习弧线]，正在区块、井别、井型(直井、定向井与程度井)、目标层、井深都相似的条目下，能够用平淡研习弧线n；若井深区别，用删改研习弧线ebH+cTn=rlog2nebH+c，通过邻井或该区块已钻井研习拟合系数b,c以及钻井研习率r，再使用于该区块待钻井的钻井周期Tn测算。 (2)定向供职用度。跟着井工场平台布井数目标加多，横向偏移距变大，定向井段长度和用度也随之加多，且平台布井数目越多，均匀单井加多的定向井段长度和用度越多。 Idsn=L2ud2+L3ud3+?+LiudiIdsn=L2ud2+L3ud3+?+Liudi (6) 式中，Idsn为第n口井定向用度，元；Li为井眼轨迹的第i个井段的长度(i=1为直井段，定向用度筹算从i=2起首，如造斜段、增斜段等)，m；udi为对应井段的单价，元/m。 (3)钻机搬安用度。井工场开采可大方俭约钻机徙迁和安置用度。区块内平台数越少，钻机大搬的次数就越少。钻机安置用度可按照平台上井数和井口组织格式，先确定钻机的大搬、中搬(排间徙迁)、整托的次数，然后按照次数和每次用度筹算其总用度[17]。 IMi={Im1+Im2(ni?1)单排井口Im1+Im2(ni?2)+Im3双排井口IMi={Im1+Im2(ni?1)单排井口Im1+Im2(ni?2)+Im3双排井口 (7) 区块内钻机徙迁、安置的总用度可展现为 IM=∑i=1kIMiIM=∑i=1kIMi (8) 式中，Im1为钻机大搬一次的用度，元；Im2为钻机整托一次的用度，元；Im3为钻机正在平台内排间徙迁一次的用度，元。 (4)钻井液不落地用度井钻机。 IB=∑i=1k∑n=1ni∑j=1m开HnjdnjIB=∑i=1k∑n=1ni∑j=1m开Hnjdnj (9) 式中，IB为钻井液不落地用度，元；m开为单井开次；dnj为第n口井第j开每米钻井液不落地用度，元/m；Hnj为第n口井第j开钻井长度，m。 2.2.3?? 资料费 采用批量化的单钻机井工场功课形式，同时商量各开次钻井液反复诈骗率，井身段料用度(网罗钻头、钻井液、套管、固井用度)筹算公式为 IC=∑i=1k∑n=1ni∑j=1m开∑a=14HnjdanjIC=∑i=1k∑n=1ni∑j=1m开∑a=14Hnjdanj (10) 式中，danj为第n口井第jj开钻头、钻井液、套管、固井每米用度，元/m。 钻头用度d1nj根据入井各开次钻头型号本质用度筹算；钻井液用度d2nj，当n=1时根据入井各开次钻井液本质用度筹算，当n≥2时商量各开次钻井液反复诈骗率；套管用度d3nj根据入井各开次套管型号本质用度筹算；固井用度d4nj根据入井各开次固井本质用度筹算。 2.2.4?? 监视约束费及弗成猜思费 监视约束费及弗成猜思费可根据比例估算法举行筹算，监视约束费可采用除弗成猜思费的其他钻井本钱的肯定比例K1筹算，弗成猜思费[18]则能够根据其他钻井投资乘以比例K2举行筹算。 2.3?? 井工场钻井本钱模子构修 (1)第i平台的钻井本钱筹算模子。 Ini=Ii+IMi+∑n=1ni(Irn+Idsn+∑j=1m开Hnjdnj+∑j=1m开∑a=14Hnjdanj)Ini=Ii+IMi+∑n=1ni(Irn+Idsn+∑j=1m开Hnjdnj+∑j=1m开∑a=14Hnjdanj) (11) 式中，IniIni为第i平台nini口井的本钱，元。 (2)井工场钻井本钱剖释模子。 IZ=(1+K2)[(1+K1)∑i=1K∑n=1ni(Ii+IMi+Idsn+Irn+∑j=1m开Hnjdinj+∑j=1m开∑a=14Hnjdanj]IZ=(1+K2)[(1+K1)∑i=1K∑n=1ni(Ii+IMi+Idsn+Irn+∑j=1m开Hnjdinj+∑j=1m开∑a=14Hnjdanj] (12) 式中，IZ为区块总本钱，元。 由式(12)可知，井工场钻井本钱剖释模子中包括了征地面积费江南电竞、井场设置费、钻机搬安费、钻机、钻头、钻井液、套管、固井、定向用度和钻井液不落地用度等10种可量化用度以及监视约束费和弗成猜思费等2种弗成量化用度。 2.4?? 井工场钻井平台计划计划优选 过程剖释确定了井工场钻井本钱影响要素(图3)，通过商量平台处所优化，平台数优化[17，19-21]，实行了进尺最短；通过钻井挨次优化和钻机平移技巧，实行了摆设诈骗最优化；通过井眼轨道统造等配套技巧进步了钻井速率；诈骗井工场钻井功课的反复功课的研习弧线法，进步了功课效力；通过批量钻井进步了钻井液的反复诈骗率；通过科学出产结构约束举行了井工场钻井功课交叉功课、离线功课进步钻机进尺使命时效。对影响本钱的各要素举行优化筹议，造成合适井工场钻井提速、提效井钻机，下降开采本钱的井工场钻井本钱优化算法。 图?3??井工场钻井本钱影响要素 Figure?3.??Influence factors of well-factory drilling cost 下载:?全尺寸图片?幻灯片 正在该算法流程中，通过输入已知的靶点音信和列举的初始平台数W，核心商量平台和靶点附属相干、井型、井眼轨迹、钻井挨次、井口布列、批量化钻井流程、各开次钻井液反复诈骗率、邻井钻井周期研习率等本钱影响要素，来优化井工场钻井本钱，输出最幼本钱下的最优平台处所、平台数以及最优计划(图4)。 图?4??井工场钻井本钱优化算法 Figure?4.??Optimization algorithm of well-factory drilling cost 下载:?全尺寸图片?幻灯片 3.?? 实例剖释 诈骗所修的井工场钻井本钱模子及优化算法勾结渤海湾盆地济阳坳陷致密油藏Y222区块12口井材料举行剖释。模子简直参数为：井型为二维三段定向井，最大井斜角31.8°，造斜率4.5°/30 m(为便当筹算，案例剖释时全体井都采用该值)；首口井征地面积2 000 m2，占地用度q为314元/m2；单井井场钻前定额用度q1为35.8万元；钻机类型ZJ45J型，钻机及动复员日费R1为10万元/d，钻井研习率r=0.887；定向供职用度200元/m；单排井口钻机搬安，大搬一次23万元，整托一次9.6万元；一开?311 mm钻头，二开?216 mm钻头，用度22元/m；钻井液用度270元/m，反复诈骗率22%；钻井液不落地用度150元/m；两开次套管用度：一开J55 LC套管?244.48 mm×8.94 mm，单价6 500元/t；二开P110 LC套管?139.7 mm×9.17 mm，单价6 500元/t；固井用度：油井水泥G级高抗165元/m；监视约束费及弗成猜思费比例系数K1=0，K2=0。 3.1?? 钻井平台处所优选 区别计划的钻井平台处所优选结果见图5。圆形代表靶点，正方形代表平台，相似色彩代表附属于统一个平台下的靶点。计划一为单个平台统造完全靶点。 图?5??平台处所优化图 Figure?5.??Optimization of pad position 下载:?全尺寸图片?幻灯片 3.2?? 钻井本钱剖释 区别计划的总本钱、总周期、总进尺如表1所示。计划二的钻井总本钱和钻井周期最幼，计划三的钻井进尺最幼，由简单平台开采的计划一周期长、本钱高。 表?1??区别计划的总本钱、总周期、总进尺 Table?1.??Total cost, cycle and footage of different schemes 项目 总本钱/万元 总周期/d 总进尺/m 计划一 7 749.504 7 328.4 44 374.9 计划二 7 389.672 7 299.7 43 192.4 计划三 7 550.834 5 306.1 43 022.2 下载:?导出CSV? ?显示表格 经剖释区别计划的因素本钱权重如下： 计划一：42.38%为钻机本钱，14.72%为套管本钱，9.47%为固井本钱，14.24%为钻井液本钱，3.38%为钻前企图本钱，1.32%为钻头本钱，4.25%为定向供职本钱，1.66%为钻机搬安用度，8.59%为钻井液不落地用度。 计划二：40.55%为钻机本钱，15.11%为套管本钱，9.89%为固井本钱，14.80%为钻井液本钱，5.29%为钻前企图本钱，1.34%为钻头本钱，2.32%为定向供职本钱，1.92%为钻机搬安用度，8.77%为钻井液不落地用度。 计划三：40.53%为钻机本钱江南电竞，14.74%为套管本钱，6.83%为固井本钱，14.63%为钻井液本钱，6.53%为钻前企图本钱，1.31%为钻头本钱，1.97%为定向供职本钱，2.06%为钻机搬安用度井钻机，8.55%为钻井液不落地用度。 3.3?? 因素蜕化顺序 由图6区别计划本钱因素走势图，能够看出由模子剖释得出的三种计划(平台数1，平台数2，平台数3)每一因素的蜕化顺序，跟着平台数加多，钻头用度、套管用度、固井用度、定向用度和钻井液不落地用度淘汰；钻机用度、钻井液用度和总本钱先淘汰后增加；钻前工程用度和钻机搬安用度加多。同时，给出了两种计划优选方式，从总本钱来看，计划二(平台数2)总本钱最幼，应优选计划二(平台数2)；从要素用度走势来看，要思钻前工程用度和钻机搬安用度最幼，优选计划一(1平台)；要思钻机用度、钻井液用度最幼，优选计划二(2平台)；要思钻头用度、套管用度、固井用度、定向用度和钻井液不落地用度最幼，优选计划三(3平台)。 图?6??区别计划本钱因素走势图 Figure?6.??Cost element trend of different schemes 下载:?全尺寸图片?幻灯片 3.4?? 偏差剖释 因为是数学修模，需求评估模子的可托性。诈骗向量“余弦雷同度”，剖释了该模子筹算的计划二(平台数2)与本质用度(平台数2)的各因素本钱的雷同度，该方式优于以总本钱为简单要素的偏差剖释结果。 由表2?可知，模子筹算计划二(平台数2)的各因素本钱向量I1I1为 I1=266.6478852.6)I1=266.6478852.6) 本质用度(平台数2)的各因素本钱向量I2I2为 I2=(54)I2=(54) 通过余弦雷同度算法，筹算合结合数R=R=I1?I2I1×I2=0.98I1?I2I1×I2=0.98，则该模子偏差正在2%以内。 表?2??偏差剖释 Table?2.??Error analysis 因素 模子筹算结果/万元 本质用度/万元 总本钱 73 896 727.1 79 000 000 钻机用度 29 966 336.5 25 000 000 钻前企图用度 3 910 911.5 3 911 211 钻井液用度 10 938 714 10 000 000 套管用度 11 165 449 12 006 443 固

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