8.1.1 规模经济预警的提出

预警是随着市场经济的发展，企业生产经营过程中某项重要技术经济指标在超过它的控制边界或临近控制边界的一定范围内，为避免指标超过边界造成重大损失而事先对经营者或相关人员发出的超界警示。从管理发展史的角度考虑，预警来源于企业的产品质量控制或成本控制，应隶属于企业内部控制理论。预警作为一种工具在经济活动中的应用，起源于西方的证券市场对上市公司的控制。美国在1933年的《联邦证券法》和1934年的《证券交易法》中就已经开始对上市公司进行业绩预警（Earning Warning）。随后，由于企业生产经营活动的复杂性，企业盈亏受多种因素的影响，单一的盈亏指标预警往往会发生滞后性。为使预警活动真正起到事先警示的目的，应对企业的全面财务状况进行分析，产生了在企业还未出现亏损的时候，对财务状况恶化可能带来的企业亏损结果进行预警，即所谓的财务预警。按照上市公司财务预警的要求，财务预警主要是对企业产生财务危机的警示。企业财务危机主要分为：经营失败（failure）、无力支付（insolvency）、违约（default）和破产（bankruptcy）。随着社会经济的发展，预警的概念也在发生着重大改变。由于企业生产经营的复杂性和企业经营目标的可变动性，使得单纯应用一个指标进行预警就失去了其科学性和实用性。因此，多指标考核标准的预警系统也就应运而生了，而且人们对预警的含义也有了不同的认识。在现代企业运营机制下，预警已经被人视为企业生产经营中对经营目标实现的风险所产生的警惕性信号。因此，我们把预警定义为：企业在生产经营过程中，其生产经营活动的预定目标发生不能实现或潜在不能实现的一定水平时，按预定的标准和方式发出警示信号，提醒有关人员及时采取补救措施，避免发生生产经营风险的经济行为。

无论是业绩预警还是财务预警，都是对企业预计要发生的不利事件进行事先预报，都关系到企业的生存和发展，是企业生产经营活动中的一项战略任务。因此，许多企业都建立了相对完善的业绩预警和财务预警机制，以此来保证企业的正常运行。但目前还没有生产企业建立生产过程中不利事项的预警系统。因此，从完善预警系统的角度考虑，应建立一个贯穿整个生产过程，同时又与企业生产经营结果相关联的预警系统。这就是生产规模预警系统或称规模经济预警系统。规模经济预警是指当生产规模出现不经济或面临达到亏损时发出警示的信息系统。本书创新性地提出了规模经济预警的概念，并试图建立和完善规模经济预警系统。本章的任务就是要根据油田原油开采的特点，建立一套科学、实用、有效的规模经济预警系统，来填补我国规模经济预警系统的空白。规模经济预警系统的建立，在一定程度上说要比业绩预警和财务预警更为重要。这主要有两方面的主要原因：①产品是企业生产的对象，是企业的首要经济指标，它是给企业生产经营带来利润的载体，并贯穿于整个生产经营过程。因此，对产量的控制才是控制盈亏的根本。②目前我国大多数企业在通过扩大投资或企业并购追求扩大生产规模，讲求生产经营的规模经济和规模效益。因此，规模经济预警系统就显得更加重要和迫切。

8.1.2　规模经济预警的基本思路

规模经济预警不同于其他预警，它是一套动态预警系统，在企业生产经营过程中，生产规模出现不利于生产经营的现象必须及时给出警示，以免造成亏损。这种不利于企业生产经营的事项有趋势性原因造成的，也有突发性原因造成的，规模经济预警系统应对这两种现象均能给出警示。根据规模经济的理论，无论采用单位成本最低还是采用最大利润，规模经济仍存在一个上限和一个下限。并且均存在一个最优生产规模。从生产角度看，经营者追求规模经济的最大生产量，是以利润最大为原则的。但从规模经济理论上分析，单位生产成本的最低点不一定是企业利润的最大点，而且利润最大并不是规模经济原则。为了克服两个原则的弊端，本书尽量地把两个原则均纳入规模经济的判断准则，并始终结合使用。如果用TC表示总成本，TS表示销售收入，π表示利润，AC表示平均成本，QS，QH是盈亏平衡的两个边界，QC，QL分别为平均成本最小和利润最大时的最优产量，则规模经济和盈亏平衡的原理见图8-1。

图8-1　石油开采企业规模经济和盈亏平衡的关系

根据以上分析，规模经济预警的基准指标应是成本最小或利润最大时的生产规模。如果两者重合就作为一个基准，如果两者不重合，则作为最优生产规模区域的中心地带。为了便于生产规模不经济预警，首先确定规模经济的两个边界为QS和QH，把QS与QH的比例为规模经济的下边界，设定为低端红灯边界，用RrL表示。QH与QH自身的比例为高端红灯边界，用RrH=1表示，如果用QC和QL分别表示单位成本最低和总利润最大时最优生产规模，则min（QC，QL）与QH的比例为绿灯下边界，用RGL表示；Max（QC，QL）与QH的比例为绿灯上边界，用RGH表示，如果QC=QL则称最优产量与最高产量的比例为绿灯基准线。为体现预警的功能，在生产规模接近亏损边缘时进行预警，设立一个上下黄灯区，根据理论分析和不同企业的实际情况选择最优规模经济的一定区域，设这个比例为ε，则取（1-ε）QC与QH比率为下黄灯区边界，用RYL表示；取（1+ε）QL与QH的比例为上黄灯区边界线，用RYH表示，把上述内容用图8-2表示如下。

图8-2　生产规模预警系统原理图

以上是单指标或少数指标的预警系统原理。如果把企业生产规模和财务状况结合起来进行预警，就需要根据这一原理选择若干指标构成一个预警系统的考核指标体系，一般财务预警需要选择10~20个指标，对于规模经济预警选择太多的指标是没有实际意义的，本书在多指标规模经济预警系统中，根据原油开采企业的实际情况，选择四项指标构建预警模型。

8.1.3　规模经济预警系统设计

规模经济预警系统的建立，必须选择一系列的评价指标，并相应建立规模经济预警的评价模型，利用一定的方法和程序进行模型求解或对规模经济的评价指标进行核算或计量，以取得规模经济预警的资料。把这些资料与标准资料对比，如果出现规模经济的预警事项就应按固定的程序向有关人员发出警示，以控制原油生产量在要求的警示产量以内，向最优化产量发展。规模经济预警从规模经济的原理方面考虑，应包括盈亏平衡产量预警和最优生产规模预警。原油开采企业应根据预警原理和本企业的实际情况建立相应的规模经济预警系统。这一系统的基本结构见图8-3。

图8-3　预警系统基本结构

（1）规模经济预警管理组织。进行油田开采的规模经济预警，必须要配备相应的人力、物力、财力，建立相应的管理组织部门，还必须要由企业主管经营或生产的领导亲自挂帅负责。在规模经济预警控制中心的建立过程中，应十分重视人员的选配，人员不在多而在精，要由懂生产技术的人员和懂财务的人员共同组成，并应赋予预警控制人员相应的权力，以便于控制措施的实施，使企业生产规模控制在允许的范围之内。

（2）信息系统。建立有效的信息系统是进行规模经济预警控制的基础。这一系统信息量大，信息品种要尽量齐全，信息的流动还必须要畅通。在众多的信息中，预警控制人员应充分掌握财务信息、生产信息、技术信息、管理信息、政策信息等，使信息有效地为企业生产的规模经济预警服务。加强信息的采集、处理和传递等，同时应为规模经济预警控制中心配备高效先进的网络设备、计算机手段和信息传输工具等。为了使油田企业的规模经济预警系统长期有效，管理人员应注意总结规模经济预警的规律，收集并保存规模经济预警的信息，经常并及时修正规模经济的预警标准，丰富和完善企业的信息系统。

（3）预警模型及其修正。预警模型是企业规模经济预警的重要内容，模型的科学性、有效性、准确性等特征关系预警的结果。因此，专业人员应重视对模型的认识，要在预警的过程中检验模型，根据需要和经验修正模型，不断提高企业规模经济预警的准确性。

（4）盈亏平衡预警子系统。油田原油开采的盈亏产量预警主要是指生产过程中的产量边界预警，即对油田原油开采中，在一定投入下，由于生产、技术、地质、管理等方面的因素的影响，而使原油生产量下降到或接近最低边界产量时进行的预警，以及由于过度追加生产资料，增加采油措施，而使原油生产规模扩大到或接近最高边界产量时进行的预警。根据油田原油开采的实际情况，原油生产的盈亏产量预警还要区分为单井盈亏产量预警、单元盈亏产量预警和油田盈亏产量预警三个层次。

①单井开采盈亏平衡产量预警，是指原油开采的单井由于各方面原因接近或达到盈亏平衡上、下界限时，给予有关人员的预亏或已经亏损的警示或警告。单井盈亏产量预警应该是较为简单的，但由于目前我国大多数原油开采企业不进行单井成本核算，而使得管理者或研究者对单井资料的取得多采用估算的方法。这就使得单井的盈亏产量预警变得较为困难。随着核算手段的增强和技术水平的提高，会计核算变得越来越快捷，越来越准确。因此，建议采油企业的最小核算单位变为单井核算，这样既可以提高管理效率，也更有利于企业管理，更会有利于单井盈亏平衡产量预警工作的开展。

②单元开采盈亏平衡产量预警。由于单元是由同一井组的若干个单井组成，一般为相同的采油方式。但也存在注水开采和注聚开采相结合的开采单元。因此，单元的规模经济预警更有意义。在单元采油过程中，除非处于油田开采晚期可采储量有限，一般不会出现整个单元的亏损。在正常的开采过程中，即使有个别单井出现亏损，其他盈利的油井也会将其亏损弥补，只是造成单元利润总额的下降。单元盈亏平衡产量的预警，目的在于引导开采者不断淘汰、暂停或改造微利油井，提高整个单元的经济效益。

③油田开采的盈亏平衡产量预警。对于整个油田来说，开采初期均处于盈利状态，但随着注水开采注水量的加大，大多的注水开采油井含水率不断提高，越来越多的注水开采油井逐步转变为注聚开采，使得吨油成本不断提高，产生了暂时出现亏损或接近盈亏平衡点的可能。因此，应加强对油田各开采方式油井的规模经济控制，延缓油田开采亏损期的到来。目前，孤岛油田的注水开采油井的含水率大多已经超过90%，聚合物驱开采正在成为主要开采方式。

（5）最优生产规模预警子系统。最优生产规模预警是指生产规模远离最低成本时的产量或最大利润时的产量，为使企业生产保持其最优生产状况或接近最优生产状况而给相关人员发出警示，以便通过采取有效措施维持最优生产规模的行为。最优生产规模预警在实际控制中也是按生产层次划分的。

①单井最优产量预警。单井最优产量是指在一定的生产技术条件和开采环境下，单井生产的平均成本最低时的产量，或单井产油总利润最大时的产量。预警的难点是确定预警边界。边界的确定和预警标准及方法的确定在后面进行专门讨论。

②单元最优生产规模预警。油田开采单元的生产规模优化是一个局部最优化问题。在原油开采过程中要实现单元的最优化比单井要困难。理论上讲它应建立在单井全部最优化的基础上。由于单元上各油井在同一井组，共同进行注水、注蒸汽或注聚生产，这样就会起到节约投入成本增加产出的目的。因此，单元生产的规模经济远比单井生产要好。单元规模经济预警也就更有意义。对单元最优生产规模预警主要是对单元生产规模长期趋势化不经济或意外事件产生的远离最优化生产规模时给有关人员发出警示。

③油田最优生产规模预警，进行不同开采方式的油田或整个油田的最优生产规模预警是规模经济预警的核心，也是本系统追求的最终目的。从经济学的角度分析，整体优化是个体和局部优化的总和。油田开采只有实现了整体优化才能使生产处于高效益和高效率的平台上，体现现代大企业的特色。

（6）规模经济的综合预警子系统。盈亏平衡产量预警和最优生产规模预警均以少数几个指标为依据进行判断并发出预警。这样做虽然简单有效，但有时会因少数指标不能反映企业生产的实际情况而产生错误预警或不能及时预警。因此，规模经济的预警系统必须进行多指标的综合判断预警。以提高规模经济预警的及时性和准确性，最大限度地减少规模经济预警风险。

油田原油开采生产规模预警系统的建立是一项复杂的系统工程，需要理论工作者和企业的实际工作者配合开发、使用、修正，使其逐步发展，最终达到完善。本书从理论与实际相结合的角度首先建立这样一种规模经济预警系统，并应用孤岛油田原油开采的实际资料进行实证分析，为推进原油开采企业进行规模经济的预警实践提供理论依据。

盈亏平衡原理是一种比较简单的定量分析方法，但它在企业生产经营活动的分析过程中是一种有效的分析手段。根据图8-1可以看到原油开采一般有两个盈亏平衡的生产规模边界，采用不同的优化原则还会产生两个不同的最优生产规模。

8.2.1　盈亏平衡产量预警系统预警标准及度量模型的建立

根据上面介绍的预警原理，进行盈亏平衡产量预警，首先必须设立红灯和黄灯的预警标准，然后根据这个标准建立计量模型进行比较和判断，根据比较和判断的结果进行预警。假设企业已经根据盈亏平衡原理确定了单井或单元的盈亏平衡边界，其边界产量为［QS，QH］，该企业在生产经营期间的序时产量为Qi（i=1，2，…，n）。下面分别设置两条红灯预警线及其判断模型，以及两条黄灯预警线及其判断模型。

（1）上红灯区预警线及其模型的建立。上红灯区预警产量是QH，超过这个产量意味着企业生产超出生产规模上边界，如果定义红灯区的预警线为1，则序时产量Qi（i=1，2，…，n）与QH的比率应小于1，大于等于1时即出现预警，则规模经济盈亏平衡产量的上边界预警判断模型为：

（2）上黄灯区预警线及其模型的建立。上黄灯区是企业生产的原油产量，在高点盈亏平衡产量边沿的一定区域，根据经营管理学关于经营安全率的有关原理，选接近盈亏平衡产量一定比例ε的区域。预警基准产量为（1-ε）QH，用Qi与这个基准比，只要判别式大于和等于1就预警，即：

（3）下黄灯区预警线及其模型的建立。下黄灯区是企业生产的原油产量，在低点盈亏平衡产量边沿的一定区域，选接近盈亏平衡产量ε的区域。预警基准产量为（1+ε）QS，用Qi与这个基准比，只要判别式小于和等于1就预警，即：

（4）下红灯区预警线及其模型的建立。是对低于盈亏平衡产量的低端点产量进行的预警，即只要存在下式成立就预警：

8.2.2　单井开采盈亏平衡产量预警的应用研究

在原油开采过程中，单井生产出现亏损是经常的现象，最常见的形式是抽油机停运，另外如注水量、注汽量、注聚量的合理性，井下作业的质量及井上相关设备的运营情况等都影响单井生产的盈亏。从理论上分析，影响盈亏的主要因素有固定费用投入、原油单价、单位变动费用和税收等。以及生产条件、地质条件、技术水平、市场环境等间接影响因素。为了说明单井开采盈亏平衡产量预警系统的应用，表8-1给出2002年12月1~10日孤岛油田中一区馆3-4单元2-17井的实际产量数据。

表8-1　中一区馆3-4单元2-17井2002年12月1~10日实际产量统计表

应用第五章中注水开采的单井最优产量研究的方法，确定该井的日产原油的盈亏平衡边界为［4.286，6.905］。利用上述判别式（8-1）至（8-4）计算相应的比值，结果见表8-2。

表8-2　单井开采盈亏平衡产量预警判据计算表

注：画线为超警值。

根据预警原理，在上红灯区和上黄灯区，如果实际产量与基准产量的比率大于1则表示出现预警；而如果在下灯区，则二者的比率小于1为出现预警，这主要是由于在下灯区基准产量较低，而实际产量较高，只有低于基准产量才能报警。(www.daowen.com)

8.2.3　单元开采盈亏平衡产量预警的应用研究

由于油田原油开采的成本是以生产单元为基础核算的，财务资料比较容易取得。因此，单元生产的盈亏平衡产量预警相对比较容易。在单元生产的盈亏平衡产量预警中，应充分考虑单元中不同油井的生产组合，主要包括生产状况不同油井的组合、开采年限不同油井的组合、开采方式不同油井的组合以及生产规模不同油井的组合等。通过不同油井的组合以达到减少单元生产不经济的现象，从而尽量避免产生亏损现象或出现盈亏平衡产量的预警。根据油田原油开采的实际情况，单元盈亏平衡产量预警应按月进行，表8-3给出了中一区馆3-4单元2002年1~8月的原油实际产量和生产成本资料。

表8-3　中一区馆3-4单元月度原油产量和总成本资料

如果采油总成本与原油产量之间的函数关系为C（Q）=a1Q2+a2Q+b，利用Excel中的LINEST函数求得这个函数关系式为C（Q）=2.2083Q2-13959Q+23650577，如果吨油价格为1200元，则销售收入函数为S=1200Q。因此盈亏平衡时有2.2083Q2-13959Q+23650577=1200Q，化简为：2.2083Q2-15159Q+23650577=0，解得盈亏平衡边界为［2397.59，4466.83］吨。有了产量边界，便可以应用上面同样的方法计算相应的预警线，计算结果见表8-4。

表8-4　月度单元采油盈亏平衡产量预警线的计算

通过以上分析可以看出，上灯区所有的判断指标均小于1，而下灯区所有的判断指标均大于1，根据判断标准本单元无超警戒线的现象。以上对单井和单元的盈亏平衡产量预警进行了较为详细地研究，并进行了实证分析。通过以上分析可以看出：对于单井的盈亏平衡预警，采用日产量的方式，是可以把亏损现象消灭在萌芽状态，而且单井生产比较简单、亏损控制状况比较具体，便于操作；对单元生产的盈亏平衡产量预警，采用与单井控制基本相同的方法，只是对月产量进行规模经济预警控制，这样做是为了尽量减少控制工作量，而且月产量比日产量要稳定，便于控制；同样的道理，对油田的盈亏平衡产量预警仍然采用与上面基本相同的方法，只是把月产量换为年产量，也是为了预警控制稳定性的要求。

关于油田生产的盈亏平衡产量预警控制，本书不再重复。

8.3.1　最优生产规模预警的含义

在研究油田原油开采规模经济的过程中发现，无论从单位成本最低原则还是利润最大原则计量和确定原油开采的规模经济边界都是一个边际函数的优化问题。传统规模经济定义为：在企业生产的一定生产技术条件下，随着企业生产规模的不断扩大，而呈现出的平均成本趋于下降、利润上升的过程。为分析规模经济的原理，给出企业生产的平均成本变化趋势图，见图8-4。

图8-4　平均成本与最优生产规模的关系

根据规模经济的定义，从图8-4中可以看出，一般认为规模经济的有效边界是［0，QC］，在这个区域中［0，QS］的范围是企业处于亏损区生产的阶段，虽然生产规模的扩大也形成了平均成本的趋于下降，但根据定义中对“利润上升”的规定，不应属于规模经济区域。因此，人们习惯把［QS，QC］区域称为规模经济边界，产量超过最优产量QC，平均成本AC就开始上升，表现为规模不经济了。这样在理论上是正确的，在实际生产过程中却是行不通的。通过分析油田开采企业的财务资料发现，企业实际的生产往往长期处于规模经济递减的区域，即处于大于QC的区域，而表现为生产规模的“最优”。这主要是由于企业投入的现状及其规模往往是追求大规模生产的，在这种状况下，存在着生产过程中的一种过度投入的现象，使得生产规模远离了真正的最优规模经济范围。因此，在超额投入的情况下实际的“最优生产规模”必然后移，这是一个降低实际损失的要求。这种现象普遍存在于资源开采企业，实际上是由于过度开采、“掠夺式”开采的原因。这样开采的结果必然是造成资源的浪费。从能源可持续性发展的要求出发应该是不合理的，应及时进行修正，使资源开采企业的生产观念迅速转移到追求最优生产规模的轨道上来。

虽然企业在超过最优生产规模的情况下，具有规模经济递减趋势，实际上也存在着过度开采的现象，但从理论分析的要求出发，我们还有必要来讨论规模经济的定义和规模经济边界。在图8-4中［QS，QC］的区域呈现平均成本下降、利润上升的现象，但在整个阶段上利润增长是远远慢于平均成本降低的，因此，在这个规模经济区域内表现出了实际上的低效率。而在［QC，QH］区域上，由图8-1可以看出，利润是快速增长的，并在这个阶段达到最大后开始降低，但这时的利润水平一般是高于［QS，QC］区域的。因此，可以得出结论，企业在［QC，QH］区域的生产是好于在［Q0，QC］区域的。规模经济的实际边界应该是［QS，QH］，而且企业特别是大中型企业处于［QS，QH］上生产是一种普遍现象，企业真正的最优生产规模应该是利润最大时的产量QL。

通过以上分析确定了企业生产的规模经济区域，企业应长期处于这个区域生产，并不断追求平均成本最低或利润最大化，以平均成本最低或利润最大时的产量为标准确定实际生产规模最优的区域进行控制，当企业的实际生产规模接近或达到这个控制范围时就及时向有关人员发出控制和调整企业生产的投入产出比的警示。这是企业生产的最优生产规模预警的真正含义。

8.3.2　最优生产规模预警系统预警线及其模型的设置

最优生产规模预警是一件新生事物，这一系统的建立对油田开发企业进行资源最优化开采奠定了理论基础。为使规模经济预警系统进一步完善，下面分别建立单指标和多指标预警系统。

（1）单指标最优生产规模预警系统的建立。根据前面介绍的规模经济预警原理，进行最优生产规模的预警，首先必须设置黄灯的预警标准，然后根据这个标准建立计量模型进行比较和判断，根据比较和判断的结果进行预警。最优生产规模预警本书只设单级预警，如果需要可根据本原理和方法设立多级预警。假设根据企业成本函数和利润函数确定的单井最优产量或单元的最优生产规模分别为QC和QL，且QC≤QL，该企业在生产经营期间的序时产量为Qi（i=1，2，…，n）。下面分别设置最优生产规模的黄灯区预警线及判断模型。

①上黄灯区预警线及其模型的建立。根据上面介绍的预警原理，选定预警基准产量为（1+ε）•QL，只要判别式大于和等于1就预警，判别式为：

②下黄灯区预警线及其模型的建立。下黄灯区选预警基准产量为（1-ε）•QC，只要判别式小于和等于1就预警，判别式为：

（2）多指标最优生产规模预警系统的建立。根据油田原油开采的特点，多指标最优产量预警系统，主要选择产油量、产液量、含水率和平均成本四个指标。

①产油量控制。采用上节中的方法，可以通过确定成本最低时的产量QC和利润最大时的产量QL，定义［min（QC，QL），max（QC，QL）］为最优生产规模的中心绿灯区，上下黄灯区的设置同前。如果存在QC≤QL，实际产量为Qi：则可能超越上黄灯区预警线的比率为：R1=（maxQi）/［（1+ε）•QL］；可能超越下黄灯区预警线的比率为R′1=（minQi）/［（1-ε）QC］。

②产液量控制。为进行最优生产规模预警，建立产油量和产液量的函数关系Qw=f（Q），由QC和QL可以相应确定最小成本时的最小产液量和利润最大时的最小产液量QCW和QLW，且QCW≤QLW，应用上面的方法同样可以进行产液量的预警控制。若用（QYW）i表示第i期的产液量，同样有：R2= （maxQYL）i/［（1+ε）•QLW］，R′2=［min（QYL）i］/［（1-ε）QCW］。在实际预警控制过程中，为了减少工作量可把QCW和QLW合并为一个最优产液量QY*L进行预警判据计算。

③含水率控制。原油开采的含水率高低直接反映油田开采的状况，在原油开采过程中，含水率一般是随着产出累积量的递增逐渐提高的。含水率的高低又直接影响原油开采的成本。因此，建立含水率与吨油成本之间的函数关系K=f（C），由最低成本C*确定最优的含水率KC，K=f（Q）确定利润最大时的最优含水率，由KL表示。应用上述方法进行最优含水率预警。若用Ki表示第i期的含水率，同样有：R3=maxKi/［（1+ε）KL］，R′3=minKi/［（1-ε）KC］。

④吨油平均成本控制。利用平均成本函数和QC、QL可以确定最低平均成本CC和CL，以这两个指标为标准，同样可以进行最低平均成本的预警，并有：R4=maxCi/［（1+ε）CL］，R′4=minCi/［（1-ε）CC］。

以上四个指标可以形成四个单独的预警判别式。为了统一判据，设四个指标重要程度分别为αQ、αw、αK和αC，且αQ+αw+αK+αC=1，如果RH表示上黄灯区预警判据，RL表示下黄灯区预警判据，则有：

在进行取小或取大计算判据时，对序时指标取最小值或取最大值计算的结果如果出现超预警线，则应继续进行取值计算，直至达到不超预警线时停止，以确定企业生产的预警次数。

8.3.3　最优生产规模预警应用研究

生产规模的最优化是企业生产长期追求的目标，而这种最优化理论上只是一种暂态。为稳定企业生产，防止资源过度或掠夺性开采，实现资源开采的可持续性发展，是目前企业生产的发展战略。在这一战略要求下，资源企业应适当控制生产规模，防止不经济的开采方式，保护我国不可再生自然资源。从这一要求出发，油田的原油开采应逐步调整过度开采的现象，通过开展最优生产规模的预警活动，把油田原油开采控制在适当的生产规模之内，使能源开采产生更大的开采效益和效率。油田原油开采的单井最优产量预警是一个基础性的预警子系统，在整个规模经济预警系统中占有重要地位，为提高最优生产规模预警的准确性和有效性，我们以胜利石油管理局孤岛油田为例进行最优生产规模预警的应用研究。对单井选择日产量指标进行单指标应用分析，对单元选择月度产油量、产油量、含水量和平均成本四个指标进行应用分析。

①单井单指标最优产量预警的应用研究。为说明单指标最优产量预警方法的应用，给出2002年4月1~10日孤岛油田中一区馆3-4单元12-21井实际产量和平均成本的历史数据，见表8-5。

中一区馆3-4单元12-21井2002年4月1~10日
表8-5　平均成本函数回归计算表

为进行最优生产规模的度量，首先必须要建立平均成本函数，为使所建立的平均成本函数存在极小值，通过对历史资料的分析选择，构建成本函数为产量的三次函数，利用回归分析方法确定平均成本函数为：C=728210.8-386076Q+68011.89Q2-3979.67Q3，相关系数为0.86。对此函数中的Q求导并令其等于零，可求得QC1=6.0343，QC2=5.3589，则最低平均成本时的最优生产规模为5.3589吨。如果取油价为每吨1200元，扣除应缴纳的各种税金，根据孤岛油田的实际资料大约为销售收入的10%，则销售收入函数为S= P（1-r）Q=1080Q。由于上面给出的吨油成本是制造成本，在计算利润时应扣除吨油分摊的期间费用，根据孤岛油田的统计资料，期间费用大约是制造成本的10%~15%，如果每吨原油应分摊50元，则利润函数为：L（Q）= 387106Q-68011.89Q2+3979.67Q3-728210.83，对此函数中的Q求导并令其等于零，可解得QL1=5.8632，QL2=5.53，则利润最大时的最优生产规模为5.53吨。由于QC=5.3589＜QL=5.53，则可以确定上黄灯区基准产量为QL（1+10%）=1.1QL=6.083，下黄灯区的基准产量为QC（1-10%）= 0.9QC=4.8230，应用上面介绍的方法计算产量的判据结果见表8-6。

表8-6　单井开采盈亏平衡产量预警判据计算表

根据预警原理，在上黄灯区，如果实际产量与基准产量的比率大于1则表示出现预警，根据表8-6中的计算结果，2日、3日、4日和6日出现预警；而在下黄灯区，判据小于1为出现预警，根据计算结果，7日出现黄灯预警，应及时查明原因。

②单元多指标最优生产规模预警的应用分析。油田原油开采的单元最优生产规模预警是由单井最优产量预警构成的集合，而油田的最优生产规模预警又是由单元最优生产规模构成的。单元开采的最优生产规模预警和油田开采的最优生产规模预警，可以与单井最优产量预警方法相同，考虑单元最优生产规模预警要比单井最优产量预警难度更大，影响更深，故采用单元生产的月度资料作为计算判据的资料。同样对油田的最优生产规模预警，只是需要使用年度资料，方法与单井最优产量预警相同。为说明多指标最优生产规模预警的应用，表8-7给出中一区馆3-4生产单元2002年下半年的四项指标历史资料，该生产单元由20个生产井构成。

表8-7　中一区馆3-4四个预警指标的历史资料统计表

为计算预警判据必须首先确定四个指标对预警重要性的权重，确定权重有很多有效的方法，本文不做权重确定方法的探讨。如果四个指标的权值系数分别为：αQ=0.4，αw=0.2，αK=0.2，αC=0.2，则下面确定四项指标的预警判据，应用单指标判据确定的方法，根据7.2.3中的分析，由C（Q）= 2.2083Q2-13959Q+23650577确定单位成本最低时的月产量为：QC= 3160.58吨，由L（Q）=2.2083Q2-15159Q+23650577，求得利润最大时的月产量为：QL=3432.28吨，则：R1=maxQH/1.1，QL=3610/3775.51= 0.956＜1，无超预警线的现象；同样，R′1=minQi/0.90QC=3272/284452= 1.150＞1，无超预警线的现象。为确定产液量的判据，首先利用LINEST函数确定产液量函数为：QYL=73283.91-871.31Qi+2.6579Q2i，回归相关系数为0.8357。把上面求得的QC、QL代入产液量方程，从而确定成本最低时的产液量QCW=45345.4，利润最大时的产液量QLW=40874.2，因此有：R2= max（QYL）i/1.1QCW=1.0588＞1，出现预警，再取产液量50370计算判据为1.0098＞1，再取48317计算判据为0.9687＜1。R′2=min（QYL）i/0.9QLW= 1.0364＞1，无超预警线的现象。同理计算R3=0.9254＜1，R′3=1.0925＞1，R4=0.9446，R′4=1.1946。则综合指标的判据为：

由以上计算结果可以看出，本生产单元在2002年下半年无超预警线的现象，基本在最优生产规模区域内进行生产。以上对综合指标预警的判断是建立在指标互补的基础上的，即只要综合状况比较好就不进行预警。当然也可以采用只要一个指标超出预警线就进行预警的方法，各企业可根据其生产经营状况和管理的要求自行选择。

预警是企业生产经营中用于企业生存和发展时，为防止发生超越许可的指标在指标接近标准目标的一定范围给关系人的预先警示。可以避免或减少发生经济损失事件，对企业生产经营具有重要意义。目前，我国企业较多地研究业绩预警和财务状况预警，以避免发生亏损或出现企业财务危机，还没有规模经济预警的研究成果。本书从企业生产经营过程中关系企业生产和发展的重要指标生产规模研究入手，为避免企业在生产过程中发生生产规模不经济或生产能力远离最优生产规模，提出了建立石油开采企业规模经济预警系统的设想，并应用设立灯区的方法，把企业的规模经济生产区域设立上下两个红灯区即亏损区，上下两个黄灯区，上下两个绿灯区和一个中心绿灯区。对每一个灯区，建立了相应的预警判据，即规模经济判断模型。相应建立了原油开采的盈亏平衡产量预警子系统和最优生产规模预警子系统，并分别从单井、单元和油田三个层次进行了预警控制设计。在每一部分的研究内容中还应用孤岛油田的实际资料进行了验证，初步证明是一套比较实用、有效的规模经济预警系统。