0 引言

川渝页岩气开发经过评层选区（2006—2009年）、先导试验（2009—2014年）、示范区建设（2014—2017年）3个阶段，初步建成长宁—威远和昭通国家级页岩气示范区。一平台多井的产能建设模式、纵向一体化的生产组织方式等美国页岩气开发的成功经验得到应用，综合地质评价、开发方案优化、水平井优快钻井、体积压裂、工厂化作业、高效清洁开采的开发技术体系基本形成^[1-3]。

总体上看，2018年中国页岩气产量为108×10⁸m³，与2000年美国页岩气年产量118×10⁸m³相当^[4-5]，中国页岩气大规模开发还处于起步阶段，面临的管理和技术问题还比较多，如页岩气资源落实程度低、关键核心技术和体系缺乏、环境保护难度大、配套管网建设尚不完善、开发成本高等，页岩气开发管理模式方面还在不断探索^[6-18]。在钻井管理方面，面对大规模上产形势，从实现整体效益最大化总体目标出发，采用经济学的经济机制设计理论，分析得出川渝页岩气开发钻井主要存在计价方法不够科学、激励措施不够到位、资源配置不够合理3个方面问题^[19]。其中，计价方法不够科学是一个比较突出的钻井投资管理问题，具体表现在以下几个方面：

（1）没有适用计价标准。目前中国石油在川渝地区在用的钻井工程计价标准主要有：2003年中国石油天然气集团公司发布的《四川油气田钻井系统工程预算定额(试行)》；中国石油西南油气田公司发布的《钻井系统工程临时计价标准》《钻井井下特殊作业技术服务控制价格》《钻井系统工程预算定额中未定价材料、工具控制价格》；中国石油集团川庆钻探公司建立的威远、长宁、昭通等页岩气项目的内部结算标准。基于川渝页岩气开发工厂化作业、长水平段大规模压裂等钻井工程特殊性，没有适合使用的页岩气开发钻井投资测算计价标准。

（2）计价方法多种多样。各家建设单位计价方法均不一样，归纳起来主要有3种类型：一是基于钻井财务成本科目的计价方法；二是基于钻井工程服务项目合同的计价方法；三是基于2003年钻井定额的计价方法。有的公司采用2003年钻井定额套算后打5折做投资概算，有的公司按施工队伍作业类型采用钻井财务成本项目倒算分解投资，导致钻井工程概预算和合同额与实际成本偏差很大，甲乙双方矛盾突出。

本项研究依托国家科技重大专项项目37课题6 “页岩气开发规模预测及开发模式研究”，要求建立页岩气井投资测算方法，为中长期规划提供技术支持。根据中国石油2021—2030年页岩气发展专项规划要求，需要编制昭通、长宁、威远、渝西、泸州等5个区块、3种埋深范围（3500m以浅、3500~4000m、4000~4500m）、4种水平段长度（1500m、2000m、2500m、3000m）钻井投资参考指标，用于开发井投资测算。

而昭通、长宁、威远3个区块刚刚开发埋深小于3500m的页岩气，泸州和渝西两个区块尚未开发。在目前有限的资料条件下，科学合理地测算2021—2030年5个区块3种埋深范围4种水平段长度的页岩气钻井投资难度相当大。同时，编制页岩气开发中长期规划时，采用现有投资测算方法会使页岩气开发经济效益评价结果不准确，影响投资决策科学性，甚至可能导致重大决策失误。因此，迫切需要研究建立一套基于页岩气一体化开发的钻井工程投资优化分析方法。

1 钻井投资优化分析方法

针对川渝页岩气开发钻井管理存在的3个方面问题，提出综合实施统一计价方法、统一激励措施、统一资源配置的“三统一”页岩气一体化开发钻井降本增效配套措施，其关键内容概括为“计价方法一体化+标准井管理”，总体上构成了一整套钻井投资优化分析方法。

1.1 计价方法一体化

钻井工程计价方法是钻井工程项目从决策开始到竣工结束各阶段建设费用的计算方法。计价方法一体化就是建立满足油气勘探开发项目建设全过程管理需要的钻井工程计价方法体系，建设单位计价方法体系包括中长期规划、年度计划、投资估算、投资概算、投资预算、招标标底、合同价格、施工结算、竣工决算，施工单位计价方法体系包括成本预算、投标报价、合同价格、施工结算。

计价方法一体化需要建立统一规范的钻井工程工程量清单计算规则、钻井工程造价项目构成、钻井工程全过程计价标准体系。

1.1.1 钻井工程工程量清单计算规则

钻井工程工程量清单计算规则包括钻前工程工程量清单计算规则、钻进工程工程量清单计算规则、完井工程工程量清单计算规则、工程建设其他工程量清单计算规则^[20]。钻井工程工程量清单是钻井工程的各级别工程项目名称和相应计量方法的明细清单，包括项目编码、项目名称、项目特征、计量单位、工程量计算规则、工作内容，示例参见表 1。

1.1.2 钻井工程造价项目构成

钻井工程造价是钻井工程项目从决策开始到竣工结束预期支出或实际支出的建设费用。基于建设单位管理，钻井工程造价指石油天然气勘探开发建设项目中钻井工程预期支出或实际支出的钻井工程投资。基于施工单位管理，钻井工程造价指由众多施工队伍和承包商共同建造一口油气井预期支出或实际支出的钻井工程成本。

基于钻井工程基本生产工艺流程，按照石油天然气勘探开发项目建设基本程序，需要实施决策阶段、设计阶段、准备阶段、施工阶段、竣工阶段的钻井工程全过程造价管理，钻井工程造价项目由钻井工程费、工程建设其他费、预备费和贷款利息构成，参见表 2。

1.1.3 钻井工程全过程计价标准体系

钻井工程计价标准指根据一定的技术标准和施工组织条件，完成规定计量单位的钻井工程量所消耗的人工、设备、材料和费用的标准额度，是一种经济技术标准，计价标准体系如图 1所示。建设单位计价标准体系包括参考指标、估算指标、概算指标、概算定额、预算定额、工程建设其他定额。施工单位计价标准体系包括概算指标、概算定额、预算定额、费用定额、消耗定额、基础定额、工程建设其他定额。

（1）建设单位计价标准基本概念。

参考指标是某一个油气区的钻井工程综合平均投资标准。参考指标主要用于油气勘探开发项目中长期规划中钻井投资编制和油气勘探开发项目预可行性研究（立项建议书）中钻井投资编制。

估算指标是在某一个油气区中同一类井钻井工程综合平均造价标准。估算指标主要用于油气勘探开发项目可行性研究中钻井工程估算编制和钻井年度投资框架建议计划编制，也是编制参考指标的基础。

概算指标是在某一个油气区中实施一口标准井的全部工程造价标准。概算指标主要作用参见“1.2标准井管理”，也是编制估算指标的基础。

概算定额是在一定生产组织方式和生产条件下，在某一个油气区范围内实施一口标准井钻井工程的总体工程量消耗标准。概算定额是用于编制钻井工程概算、预算的一种综合性消耗定额。概算定额是编制概算指标的基础。概算定额也为建设单位优化钻井工程工程量、节约投资提供了定量标准。

预算定额指实施钻井工程中规定计量单位工程所消耗的人工、设备、材料和其他项目的费用标准。预算定额是一种综合单价，由直接费、间接费、利润三部分构成。钻井工程预算定额包括钻前工程预算定额、钻进工程预算定额、完井工程预算定额。预算定额主要是用于编制钻井工程预算、概算的一种综合性计价定额，也是编制概算指标的基础。预算定额是编制招标标底、确定合同价格、实施工程结算的主要依据之一，也是建设单位分析降本增效措施的基础计价依据。

工程建设其他定额是在实施钻井工程过程中非钻井工程实体消耗，但与实施钻井工程密切相关的费用标准，包括建设管理、工程设计、用地、环保管理、工程保险、预备费、贷款利息、增值税等相关费用定额。工程建设其他定额是编制钻井工程估算、概算、预算不可缺少的费用标准，也是编制概算指标的基础之一。

（2）建设单位钻井工程计价标准编制流程。

建设单位钻井工程计价标准编制基本流程如图 2所示。钻井工程计价标准编制总体上包括钻井生产力水平分析、定额编制（预算定额、概算定额、工程建设其他定额）、指标编制（概算指标、估算指标、参考指标）、计价标准水平分析等4部分内容。当然，计价标准编制过程中需要多次反复调整，以保证项目设置科学、定额数值合理、总体水平先进、标准使用方便。

1.2 标准井管理

根据近几年本油气区实际完成的典型井参数，按照标准化工程项目、标准化费用项目、标准化计价方法，合理确定工程消耗和造价，建立若干个标准井样板工程，用于科学投资决策和钻井生产组织。概算指标是标准井的具体表现形式，是实施标准井管理的基础。主要作用：①标准井非常直观地显现钻井主要参数、工程量和造价，信息高度清晰透明；②建设单位可以采用标准井优化编制勘探开发方案和年度钻井投资计划；③建设单位可以根据标准井实施限额设计，优化措施工作量和投资预算；④甲乙双方可以直接采用基于标准井的概算指标签订年度总包合同；⑤甲乙双方可以根据标准井工程量清单共同制订鼓励性钻井合同条款；⑥施工单位可以根据标准井工程参数科学高效组织施工队伍。

2 钻井投资优化分析方法应用实例

下面以2021—2030年页岩气发展专项规划开发井投资测算为例介绍钻井投资优化分析方法。

2.1 钻井生产力水平分析

截至2017年12月底，西南油气田分公司、浙江油田分公司、川庆钻探公司和长城钻探公司4家建设单位完钻井267口，进尺为121.14×10⁴m，平均井深为4537m，平均单井投资5021万元，平均单井日产6.11×10⁴m³。已经建立钻井技术模板，钻井周期较开发初期缩短40%~60%。采用综合平均钻速指标[井深(m)÷钻井周期(d)]，按每口井开钻时间先后顺序做出学习曲线（图 3），学习曲线基本呈水平稳定状态。通过前期研究，认识到川渝页岩气开发钻井技术体系基本形成，钻井生产力水平趋于稳定，基本具备了大规模上产条件。

2.2 概算定额编制 2.2.1 平台标准井数量分析

通过已经开发的50个平台数据分析，单个平台井数为3~10口水平井，平均5.78口水平井，其中28个平台井数为6口水平井。另外，经济评价研究表明，涪陵地区页岩气井工厂化平台最优布井数量为4~8口水平井^[21]，中间值为6口。综合上述分析，确定1个平台设计6口标准水平井，其中中间2口二维水平井、四周4口三维水平井（图 4）。

2.2.2 平台标准井关键参数分析

水平井平均垂深分别确定为昭通2400m，长宁2800m、3750m、4250m，威远3200m、3750m、4250m，泸州和渝西3200m、3750m、4250m。水平段长度为1500m，水平段间距400m，平均压裂21段。建立5个区块二维和三维两种水平井型的26口标准井，参见表 3。

2.2.3 标准井主要技术参数分析

选择与已钻井平均井深相近的完钻井作典型参考井，参考井史和钻井工程设计等资料，立足于成熟配套技术，确定出井身结构和各井段、各工序钻井时间，最终确定出标准井钻井周期。

二维水平井钻井技术参数：四开井身结构。造斜点选择在四开井段，造斜点为A靶点垂深以上200~450m。机械钻速根据各井段平均机械钻速进行测算。

三维水平井钻井技术参数：四开井身结构。采用“直增稳扭增”井眼轨迹模式，按井间距400m测算，上造斜点位置在三开井段钻进100~300m处，下造斜点为A靶点垂深以上200~450m。机械钻速根据各井段平均机械钻速进行测算。

表 4示例性给出了某区块标准井井身结构参数测算结果。

2.2.4 标准井概算定额编制

按照标准井概算定额模板，依据上述标准井工程技术参数，采用典型井相关工艺参数，编制出昭通、长宁、威远、泸州、渝西5个区块26口标准井的概算定额，示例参见表 5。

2.2.5 概算定额优化调整方法

分析各区块已钻井先进指标和相应的降本增效配套技术措施，通过开展钻头、钻具组合优化及钻井参数强化等提速措施后，各段机械钻速可提高15%。表 6示例性给出了某区块三维水平井钻井周期测算结果。

2.3 预算定额编制 2.3.1 预算定额总体编制内容

考虑到编制2021—2030年规划需要多方案多情景对比优化，按照3种情景编制出3套钻井工程预算定额:

(1) 编制现有生产水平预算定额。基于现有钻井技术和生产力水平条件，采用各区块典型井工程设计、总结、概预算、招标合同、结算等资料，编制一套预算定额，示例参见表 7。

（2）编制考虑涨价因素预算定额。基于现有管理模式和条件，综合分析2016—2018年人工、设备、材料价格涨幅和宏观形势，考虑物价整体上涨10%，在现有生产水平预算定额的基础上，编制一套考虑涨价因素预算定额。

（3）编制实施降本增效预算定额。基于综合实施统一计价方法、统一激励措施、统一资源配置的“三统一”降本增效配套措施，在现有生产水平预算定额的基础上，编制一套实施降本增效预算定额。

2.3.2 预算定额优化调整方法

实施降本增效配套措施的预算定额是在现有生产水平预算定额的基础上，采用一系列优化调整方法编制出来，下面介绍要点。

（1）调整内容。按照管理、技术、政策3条主线，总体考虑了11个方面降本增效配套措施实施效果，包括钻井日费、压裂施工费、环保处理费、供电费、顶驱服务费、旋转导向服务费、测井作业费、录井作业费、固井作业费、连续油管服务费、大宗材料费。

（2）调整方法。下面以钻井日费和压裂施工费调整为例，示例性说明降本增效优化分析方法。

在前3年钻井生产力水平条件下，ZJ50钻机平均年钻井有效时间为191天，平均日费为75000元。综合考虑到川渝地区良好的自然天气环境、大规模上产保证工作量以及中国石油川渝页岩气前线指挥部统一指挥协调，而且已有ZJ50钻机实现年有效工作时间达到350天，预期实施大规模开发，ZJ50钻机可以实现年有效工作时间320天。在钻井日费75000元中，柴油费等大约30%的费用与钻井生产时间密切相关，但与年度总体有效钻井时间无关，设备折旧等大约70%的费用与年度总体有效钻井时间密切相关。因此，优化调整后的钻井日费为53836元/d=75000元/d×（30%+70%×191d÷320d），降低28.2%。压裂施工由每天1.5~2.0段可以提高到3.0~4.0段，提高1倍，单段压裂施工费由52万元下降到33.8万元，降低35%。钻机年有效工作时间大幅提升后，自然会带动测井作业、录井作业、固井作业等整条钻井生产线生产效率大幅提高，单位生产成本也会相应大幅下降。

2.4 概算指标编制

概算指标由指标编号、基础数据和工程量清单计价三部分组成，示例参见表 8。基础数据直接采用概算定额中的基础数据确定。单井造价=钻井工程费+工程建设其他费+预备费+贷款利息。单位造价=单井造价÷井深。规定计量单位工程费=综合单价×工程量，综合单价直接采用预算定额确定，工程量直接采用概算定额确定。分二维水平井和三维水平井编制26个钻井工程概算指标。

2.5 估算指标编制

估算指标由指标编号、基础数据和工程量清单计价三部分组成，在概算指标基础上进一步综合。基础数据直接套用概算指标中相对应的项目内容。工程量清单计价直接套用概算指标中相关参数测算得出。工程量计量分为三种：一是以“口井”为单位，工程量计为1；二是以时间“d”为单位，钻井周期计为T₁，完井周期计为T₂；三是以井深“m”为单位, 钻井总井深计为H。分二维水平井和三维水平井编制26个钻井工程估算指标。

2.6 参考指标编制

采用估算指标的单井造价得出水平段长1500m的二维水平井和三维水平井参考指标。再采用概算指标中各种井的四开水平段单位进尺造价，乘以相应水平段长度，计算出水平段长度2000m、2500m和3000m的参考指标。按照一个平台6口水平井，其中2口二维水平井、4口三维水平井测算，得出平台标准井综合参考指标=(二维水平井参考指标×2+三维水平井参考指标×4)÷6，最后得到5个区块的3种情景、3种埋深、4种水平段长度的468个参考指标，示例参见表 9。

2.7 钻井投资测算

采用昭通、长宁、威远、渝西、泸州5个区块的钻井工程参考指标，分别乘以对应的2021—2030年页岩气发展专项规划产能建设规模所确定的开发井数量，得到各区块开发井投资测算结果，用于总体投资测算和经济评价。

$ V=\sum\limits^N_{i=1}(C_i × W_i) $

式中 V——钻井工程总投资，万元；

N——区块数量；

C_i——某一区块平台标准井钻井工程参考指标，万元/口；

W_i——各区块钻井井数，口。

降本增效钻井工程参考指标比现有水平钻井工程参考指标下降20%左右。在给定的产能建设规模条件下，测算出的开发井投资降低了332亿元，降本增效效果显著。内部收益率增长4.28%，超过8%评价指标标准，满足投资决策要求。

3 几点认识

（1）大规模高质量开发页岩气等非常规油气，降本增效总体思路和努力方向是提高单井最终可采储量(EUR)和大幅降低工程投资，高效开发模式可总结为：“一体化管理+平台水平井+超大型压裂+工厂化作业”。在一体化管理中，“计价方法一体化+标准井管理”是最基础、最关键的钻井降本增效和投资管控的有效手段。

（2）北美经验表明，页岩气等非常规油气开发降本增效有一个发展过程，钻井投资和成本总体水平是持续波动下降的，但下降幅度会越来越小。中国页岩气大规模开发还处于起步阶段，预计经过3~5年的发展，单位钻井投资和成本比目前生产水平下降20%以上是有可能的。

（3）本文提出的钻井投资优化分析方法仅示例性说明了在中长期发展规划中的应用，实际上适用于油气勘探开发项目决策阶段、设计阶段、准备阶段、施工阶段、竣工阶段的全过程钻井工程投资管理。