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地震勘探工程计价单位要从模拟型进入到数字型――用“点次”替换“公里”与“平方公里”

【关键词:理学】 
内容提要:石油系统目前使用的公里或平方公里这个计价单位,只说明地震勘探的面积与长度,反映不了工程量。以此计算地震工程的投资是粗放的,解释不了成本差异的原因。计算地震工程量的数据应从一个增加到三个。本文把地震工程勘探的长度或面积、数据点个数与每个点接收数据的次数三者的乘积称为地震工程的工程量,单位是“点次”。本文讨论单位长度或面积中“点次”的计算、点次与单位造价变化的关系,地震工程概预算中工程量的计算。

1 地震勘探真正的工程量是“点次”

1.1 公里与平方公里不能作为地震勘探的工作量

地震勘探工程中使用的公里或平方公里这个计价单位,不但各地区单位成本差别大,同一地区亦如此。造成单位长度或面积中成本差异的因素是多方面的,但每公里或每平方公里中所包含的工程量是决定性因素。公里或平方公里只反映地震工程的施工长度或面积,反映不出每公里或每平方公里中数据点的密度及每个数据点接收数据的次数,即反映不出每公里或每平方公里中地震工程的工程量。由于每公里或每平方公里中工程量差距很大,所以每公里或每平方公里单位成本的差别也很大。只用公里或平方公里这一个参数,无法计算出每公里或每平方公里的投资,这样的成本分析什么也说明不了。地震勘探工程量的确定需要三个参数:公里或平方公里,道距和覆盖次数。我把地震勘探中的公里或平方公里、每公里或每平方公里中数据点的个数、每个数据点接收数据的次数三者的乘积,称作地震勘探工程的工程量,计价单位是“点次”。工程量即工作量,在此称工程量,为的是与目前使用的公里或平方公里这个所谓的工作量分开。每平方公里的投资或成本=〔∑(点数*次数)〕/平方公里。单位长度或面积中“点次”越多,所需的投资越大。

1.2 “点次”是实实在在的工作量

工程量反映的应该是施工成果,工程的产出。“点次”反映地震野外施工采集到的地下地质资料的数据集。是实实在在的工作量。实际上,自从地震勘探工程中广泛使用多次覆盖技术后,继续使用公里或平方公里作为计价单位,计算投资与成本分析已经没有意义了。为此,地震勘探的工程量应该从粗放型进入精细型,公里或平方公里中应该用密度计量,使工程量从模拟型到数字化,并且增加覆盖次数这维数据。让工程量,二维从线性到平面,三维从平面到立体。

1.3 “点次”等同于钻井工程的进尺

“点次”等同于钻井工程中的计价单位――米。面积相同,由于设计的井数与井深不同,每平方公里所需的投资差别巨大。这里的井数相当于地震工程中采集点的个数,井深相当于地震施工中每个点采集数据的“次数”,每平方公里的投资=〔∑(井数*井深)〕/km2。同样是一平方公里,井越多越深,所需的投资越大。用“米”而不是用平方公里或钻井口数做计价单位,这种计价单位的细化,单位造价从几千万元到每米一千多元的缩小,一是每平方公里中井数与井深的巨大差异,人们能够理解;二是社会的进促进起管理的进步。而地震勘探,每平方公里中点次数的巨大差异还不被人们普遍认识。

1.4 “点次”等同于建筑工程的建筑面积

“点次”等同于房地产建设工程中的建筑面积“平方米”。对100亩地开发房地产,由于建筑的楼房栋数与层数不同,所需的资金量差别巨大。这里楼房的栋数相当于地震工程的“点数”,反映的是楼房栋数的密度;层数相当于地震数据中的“次数”,反映的是楼房的高度。在房地产建设工程中每亩地的投资=〔∑(栋数*层数)〕/亩数。一定面积中建筑面积越多,所需的投资越大,所以在房地产工程建设中用“建筑面积”而不会用“用地面积”作计价单位。

1.5 公里与平方公里可用于勘探效益对比

单位长度或面积中所含的工程量—点次,视地质条件与勘探程度的不同差别很大。反映到每公里,特别是每平方公里的造价差异就大。但是用公里或平方公里作为计量单位来反映一定范围地震勘探的投资,反映在一定的勘探范围内,地震工程的投入与所得的储量比,还是有用的,我们暂且把它叫做地震勘探效益。可是用它来衡量与比较地震成本的高低,就没有什么意义。用公里数与平方公里数作为地震单位成本,是用地震勘探效益代替地震单位造价。地震勘探效益高,地震单位长度或面积造价不一定多,这取决于由地下地质情况的复杂程度所采用的工作方法的工程量,及地表施工条件的难易度而确定。

2 工程量(点次)的计算

2.1 每公里或每平方公里“点次”的计算公式

二维:每公里点次=每公里接收点数*每点接收次数。每公里接收点数=1000米/地下两个接收点之间的距离。点距等于道距的一半,道距50米时,每公里接收点数是1000/(50/2)=40个;道距40米时,每公里接收点数是1000/(40/2)=50个。

三维:每平方公里点次=每平方公里的接收点数*每点接收次数。每平方公里接收点数=10002 /地下相邻接收点之间的面积(面元面积)。道距50米时,每平方公里接收点数一般为10002/(25*50)=800个;道距40米时,每平方公里接收点数一般为10002/(20*40)=1250个。

2.2 概算中“点次”的计算

二维:点次=满次公里*( )*长度系数

长度系数随测线长度而减少,随仪器道数的增加而增加。当满次长度为12公里、240道时约为1.2。

三维:点次=满次面积*( )*面积系数

面积系数随区块面积的增大而减少,随仪器道数的增加而增加,由区块的长宽比的增加而减少,随区块的边数的增加而增加。当矩形满次60平方公里、560道接收时约为1.26。

2.3 预算与结算中“点次”的计算

点次=折合满次长度或面积*每公里或平方公里点数*覆盖次数

式中:折合满次长度或面积=(一次长度或面积+满次长度或面积)/2;

每公里或平方公里点数:二维=1000/点距;三维=10002/反射面元面积。

简单的计算公式是:点次=仪器道数*炮数。我把此乘积叫“道炮数”。端点放炮时,“道炮数”等于“点次数”。中间放炮时,如果在边点用半排列接收,则“道炮数”略大于“点次数”。

公式1简称“炮道”=“点次”,即炮数与相应仪器接收道数乘积之和=反射点数与相应覆盖次数乘积之和。

炮道,图1(a)中横向,4条线表示放4炮;每条直线12个点点,表示每炮12道接收。图1中,炮道=4*12=48。

点次,图1(a)中纵向,共16个点,从左到右各个反射点的次数是:1+2+3+3+4+4+4+4+4+4++4+4+4+3+2+1=48。

“炮道”是反射点的横向相加,“点次”是反射点的纵向横向,所以:炮道=点次。

图1(b)是图1(a)中满覆盖次数的反射点,共9个点。

公式2: sm=(s1+sf)/2

 式中:sm 折合满次长度或面积

s1 一次覆盖长度或面积(非设计满次面积)

sf 设计满次长度或面积

二维:折合满次长度,即每个反射点折合为满次覆盖的长度。把图1(a)中13-15号反射点移到1-3号反射点,这样1-12号反射点的全为满覆盖次数。这里,假设反射点之间的距离是25米,则:

一次覆盖长度:1-15号反射点,(15-1)*25=350米(图1(a))。

满次覆盖长度:4-12号反射点,(9-1)*25=200米(图1(b))。

折合满次覆盖长度号反射点(图1):

实际:1-12,(12-1)*25=275米(图1(c))。

公式计算:长度或面积=(一次资料长度或面积+满次资料长度或面积)/2=(350+200)/2=375米。实际与按公式计算相同。

三维:三维折算满次面积与二维类似,只不过不满覆盖次数的点不是两端,而是四个边。见图2。

图2中,中间框内为满次面积,假定为90平方公里,外框为一次覆盖面积,假定为110 平方公里,则中间框,折合满次平方公里=(90+110)/2=100。

表1 是按公式3计算的折合满次面积与实际折合满次面积对比表,从表中可以看出,理论上公式3两边 完全相等,实际上有一定的差别,通过分析该油田10年60个区块的资料,差别小于2%。

产生差异的原因在于,公式的左边是实际的面积,公式的右边是按反射面元的个数计算的面积。假设一个反射面元的面积是25*50,如果一个区块由4个面元组成,则实际面积是25*50,按公式3计算的面积是4*25*50,差别很大,不过,实际这种情况不存在。

从公式2可知,工程量的“点次”是唯一的,但是,平方公里却有多个。上面已经介绍的有一次面积、满次面积、折合满次面积。在地震采集工程设计书上还经常出现“接边后满次面积”。表1的韦庄北区块,计算折合满次面积小于实际折合满次面积7平方公里,差别达到8.81%。原因是通过这次施工后,与原先施工的区块连接起来。计算中把原先部分非满次面积与这次部分非满次面积算近工作量。

目前,各个油区报出的平方公里并非十分规范,一次面积、满次面积、接边后满次面积都有。公式3实际上是判别所报工作量是何种面积的判别式。如果实际折合满次面积大于计算折合满次面积2%,即可判断为所报出的平方公里并非满次面积,而是接边后满次面积,甚至是一次资料面积。

由于用来计算每平方公里造价的面积有多种,以此计算出的单位造价也就没有可比性了。

2.5 点次与数据量

地震工程的数据量=点次*每个点次所含数据的个数。在资料采集中,每点次采集的数据增加一倍,采集成本略有增加,但较小,一般小于5%。结合资料处理解释的造价分析可知,每点次的数据量增加一倍,地震工程单位造价增加一般小于7%。数据量对地震造价的影响较小。这就是为何地震工程宜采用点次而不能采用数据量为计价单位的原因。

3 单位工程量与造价

通过测算与分析,我们得到华东水网地形单井常用工作方法的地震采集造价综合表,表2是240道二维,表3是480道三维。

3.1 二维采集单价分析

从表2的d-f列可知:每公里的点次数越多,每公里造价越高,而且差距很大。从50米30次到30米90次,点次增加到5倍;公里数造价从1.74万元到5.81万元,变化范围是3.4倍。另外,每公里的点次数越多,每点次造价越低,但差距较小,从50米30次到30米90次,点次造价从14.5元到9.69元,变化范围是1.5倍。随着每公里点次数的增加,公里数造价增大,点次数造价降低。

从表2的 g列与h列可知:与点距50米30次比,每公里工程量的增加从100%到400%,而造价的增加从90.8%-233.98%。

从表2的i列可知:每公里的工程量(点次)相当于240道仪器接收时所要放的炮数,从5炮-25炮。

3.2 三维采集单价分析

从表3的d-f列同样可知:每平方公里的点次数越多,每平方公里造价越高,而且比二维的差距更大。施工方法从50米20次到30米80次,点次变化达11倍;每平方公里造价从10.83万元到89.71万元,变化范围是8.29倍。另外,每平方公里的点次数越多,每点次造价越低,但是差距较小,施工方法从50米20次变化到30米80次,点次造价从6.77元到5.05元,变化范围是1.3倍。随着每平方公里点次数的增加,每平方公里造价增加很多,点次造价降低较少。

从表3的g列-h列可知:与点距50米20次比,工程量的增加从100%到1011.11%,而每平方公里造价的增加从80.83%到728.53%,造价的增长小于工程量的增长。

从表3的i列可知:每公里的工程量(点次)相当于480道仪器接收时所要放的炮数,从33炮-370炮。

通过表1与表2的分析可知,每公里或每平方公里中包含的工程量变化范围大,其造价变化范围也大,达8倍甚至更多。“点次”是地震资料采集中,施工方按地质状况及业主要求所获得的数据集,是工程实际的工程量,而且造价变化范围较小,用于地震造价的计价单位,有利于地震工程的投资计算和成本的分析对比。

3.3 二维三维采集 点次造价的关系

从表2表3可知点次造价及关系,而且还可以看出在其它条件相近的条件下,目前三维点次造价(华东地区)大约为二维的1/2。通过测算分析可知,点次造价受以下两个因素的影响较大:一是仪器道数,点次造价随着仪器接收道数的增加而减少。这就是为何在条件允许的情况下,使用的仪器道数越来越多的原因。目前西部新区已经使用2688道,还准备使用3000道以上,这也是西部新区地震成本较低的原因之一。二是地震工程中钻井工序造价(地震资料采集工程造价包括三部分:测量、地震波的激发、地震波的接收。钻井属于地震波的激发部分),点次造价随着钻井工程量的增加及钻井难度的加大而增加。一项工程,点次增加一倍时,井越深、岩层越难打,点次造价增加越多。这是由于与井浅、岩性易钻的的地区比,分子增长率大于分母增长率的缘故。点次造价变化的趋势,总的说来与钻井造价与采集造价的比值成正比。比值越大,当点次加倍时,点次造价增加越高;反之,越低。

3.4 资料处理解释单价分析

资料处理中点次越多,处理时间越长,单位长度或面积的造价越高。通过测算可知,每公里或平方公里点次增加一倍,造价增加50-60% [2]。造价增长率与点次增长率的比值略小于采集,但点次造价受仪器道数的影响很小,不受钻井工序造价的影响。

资料处理造价不但与点次的多少有关,而且还与每个点次(道集)所含数据个数(每个点次所取的数据个数,目前采集一般为3000个,处理一般为1500个)的多少有关。每个点次取3000个数据比每个点次取1500个点次所需的处理时间多,但小于两倍,造价增加25%左右,远小于采集的造价增长率与点次数增长率的比值。

地震勘探包括资料采集、资料处理与资料解释三大专业。对于东部油区而言,三大专业占地震造价的比值大致为80%、13%、7%。具体到某项地震勘探工程,采集的造价大约为90-95%,处理解释大约为5-10%。原因在于具体到某项地震勘探工程,资料不重复处理解释。

通过分析可知,地震造价的94%左右与点次有关,公里平方公里由于反映不出工程量的变化,给地震工程的投资、成本的对比与分析增加很大的困难。

资料解释与点次几乎没有关系[2]。

4 结束语

地震工程一次面积与满次面积之差叫附加面积,类似于土建工程的辅助面积和结构面积。用平方公里作为成本计价单位时,由于只计算满次面积(实际上面积并未统一)而不考虑非满次面积,造成了区块的大小对每平方公里的影响。用“点次”作计价单位,消除了区块的大小对单位造价的差异。

公里或平方公里这个计价单位混淆了地震勘探效益与地震单位造价的关系,它可用于评价地震勘探效益,不可用于计算投资与成本对比。由于每公里或每平方公里中工程量的变化太大,也很难用于地震投资概算。“点次”这个计价单位除了反映地震施工所得到的实实在在的工程量,单位造价远远小于公里和平方公里外,还统一了二维与三维的计价单位。纵观社会的发展,单位造价的细化是社会进步的反映。

参考文献:

[1]《石油专业工程定额 陆上地震资料采集》中国石化出版社

[2]《石油专业工程定额 地震资料处理解释》中国石化出版社
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