方 芳,桂小軍,周 虎,張園春,李連霞,戚林河
( 1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,陜西西安 710018;2.低滲透油氣田勘探開(kāi)發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室,陜西西安 710018)
有效厚度是指達(dá)到儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)的含油氣層系中具有產(chǎn)油( 氣)能力的那部分儲(chǔ)層厚度[1]。 最低經(jīng)濟(jì)有效厚度是指回收單井產(chǎn)生所有投資及成本的單井最低有效厚度[2-3],它是單井經(jīng)濟(jì)性的判斷指標(biāo),也是巖性氣藏容積法儲(chǔ)量評(píng)估中圈定含氣面積的經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn),即只有大于最低經(jīng)濟(jì)有效厚度的區(qū)域才能劃入儲(chǔ)量面積, 最低經(jīng)濟(jì)有效厚度實(shí)質(zhì)上就是巖性氣藏的儲(chǔ)量計(jì)算邊界。
對(duì)于巖性油氣藏容積法儲(chǔ)量計(jì)算中含油( 氣)面積的圈定,國(guó)內(nèi)曾有許多供以借鑒的做法[4-6],通常是采用有效厚度零線或滲透儲(chǔ)層一定厚度線作為儲(chǔ)量邊界,有效厚度零線也更多地反映的是地質(zhì)意義上的非有效儲(chǔ)層與有效儲(chǔ)層的分界線。 然儲(chǔ)量計(jì)算有其應(yīng)必須具備的經(jīng)濟(jì)條件,即儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)[1],它是儲(chǔ)量計(jì)算的單井下限日產(chǎn)量,是進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算的經(jīng)濟(jì)條件。 同時(shí),蘇里格氣田生產(chǎn)實(shí)踐表明, 統(tǒng)一測(cè)井標(biāo)準(zhǔn)解釋的氣井有效厚度與測(cè)試日產(chǎn)氣量具有一定的相關(guān)性, 由于達(dá)到儲(chǔ)量計(jì)算的經(jīng)濟(jì)條件需要一定厚度值的有效厚度,即最低經(jīng)濟(jì)有效厚度。 因此,相對(duì)有效厚度零線,最低經(jīng)濟(jì)有效厚度在儲(chǔ)量研究中更有意義、更具操作性。
目前針對(duì)巖性氣藏儲(chǔ)量計(jì)算中最低經(jīng)濟(jì)有效厚度如何確定,研究報(bào)道很少[2-3]。本文從油田儲(chǔ)量工作實(shí)際出發(fā),以蘇里格氣田為依托,采用“ 最小回收量體積反推法”與“ 試氣統(tǒng)計(jì)分析法”對(duì)確定儲(chǔ)量最低經(jīng)濟(jì)有效厚度進(jìn)行了探討,方法簡(jiǎn)單、實(shí)用、效果好。
單井最小回收量( payout recovery),就是在不考慮資金時(shí)間價(jià)值的前提下, 根據(jù)盈虧平衡原理計(jì)算出單井的累計(jì)銷(xiāo)售收入能夠正好回收單井產(chǎn)生所有投資及成本的最低產(chǎn)量,也叫做最低經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量[2]。
最小回收量體積反推法是國(guó)外在儲(chǔ)量評(píng)估中常用到的一個(gè)方法,根據(jù)已知的單井最小回收量,利用容積法儲(chǔ)量計(jì)算公式反推出單井最低經(jīng)濟(jì)有效厚度。
下面將根據(jù)最小回收量體積反推法的原理推導(dǎo)最低經(jīng)濟(jì)有效厚度的計(jì)算公式。 主要分兩個(gè)步驟: 第一步,依據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)中的盈虧平衡原理,利用單井的投資及操作成本等經(jīng)濟(jì)參數(shù)計(jì)算出單井回收所有投資及操作成本所需的最小累計(jì)生產(chǎn)產(chǎn)量( 即最小回收量);第二步,根據(jù)最小回收量,應(yīng)用容積法儲(chǔ)量計(jì)算公式和單井經(jīng)濟(jì)采收率反推出最低經(jīng)濟(jì)有效厚度。
1.1.1 前提假設(shè) 根據(jù)盈虧平衡原理, 首先要做兩個(gè)假設(shè):
假設(shè)一: 天然氣的銷(xiāo)售價(jià)格不會(huì)隨被評(píng)價(jià)單井天然氣產(chǎn)品的銷(xiāo)售量變化而變化,可以看作一個(gè)常數(shù)。這樣就可以認(rèn)為單井天然氣的銷(xiāo)售收入與銷(xiāo)售量呈線性關(guān)系,即:
式中:CIP-單井銷(xiāo)售收入,元;P-天然氣銷(xiāo)售價(jià)格,元/103m3;Tax-單位天然氣銷(xiāo)售稅金及附加,元/103m3;Q-單井天然氣銷(xiāo)售量,104m3;Rg-天然氣商品率,f。
假設(shè)二: 單井總成本費(fèi)用是單井投資與操作成本之和, 它與單井天然氣銷(xiāo)售量的關(guān)系也可以近似的認(rèn)為是線性關(guān)系,即:
式中:C-單井總成本費(fèi)用,元;I-單井總投資,元;Co-操作成本,元/103m3。
1.1.2 公式推導(dǎo) 將( 1)式、( 2)式在同一坐標(biāo)圖上表示出來(lái),可以構(gòu)成線性量-本-利分析圖[7]( 見(jiàn)圖1)。
圖1 線性量-本-利分析圖
圖1 中縱坐標(biāo)表示銷(xiāo)售收入CIP 與總成本費(fèi)用C,橫坐標(biāo)表示天然氣產(chǎn)量Q。 銷(xiāo)售收入線與總成本線在圖中有一個(gè)交點(diǎn)Q*,該點(diǎn)表示此時(shí)項(xiàng)目銷(xiāo)售收入與總成本費(fèi)用相等,即需要計(jì)算的盈虧平衡點(diǎn)。在該點(diǎn)上單井的累計(jì)銷(xiāo)售收入正好等于單井的總成本費(fèi)用( 即CIP=C),由此可得到最小回收量的計(jì)算公式如下:
式中:Q*-單井最小回收量,104m3。
1.2.1 容積法儲(chǔ)量計(jì)算方法 容積法計(jì)算原始天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量的公式如下:
式中:G-原始天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量,108m3;A-面積,km2;h-平均有效厚度,m;Ф-平均孔隙度,f;Sg-平均原始含氣飽和度,f;Bgi-平均地層天然氣體積系數(shù)。
單井最小回收量與單井控制地質(zhì)儲(chǔ)量關(guān)系式如下:
式中:ER-天然氣采收率,f。
根據(jù)( 4)式與( 5)式可推出最低經(jīng)濟(jì)有效厚度與地質(zhì)參數(shù)的關(guān)系式:
式中:hE-最低經(jīng)濟(jì)有效厚度,m。
1.2.2 最低經(jīng)濟(jì)有效厚度計(jì)算公式 將( 3)式與( 6)式結(jié)合起來(lái)可以得到天然氣單井最低經(jīng)濟(jì)有效厚度的計(jì)算公式:
式中:hE-最低經(jīng)濟(jì)有效厚度,m;I-單井總投資,元;P-天然氣銷(xiāo)售價(jià)格,元/103m3;Tax-單位天然氣銷(xiāo)售稅金及附加,元/103m3;Co-操作成本,元/103m3;Rg-天然氣商品率,f;ER-天然氣采收率,f;A-單井控制面積,km2;φ-平均孔隙度,f;Sg-平均原始含氣飽和度,f;Bgi-平均地層天然氣體積系數(shù)。
S 氣田為典型的巖性氣藏, 將S 氣田盒8 氣藏相關(guān)的經(jīng)濟(jì)參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)( 見(jiàn)表1)代入到( 7)式中,可得到S 氣田盒8 氣藏最低經(jīng)濟(jì)有效厚度為3 m。
同時(shí),由于天然氣銷(xiāo)售價(jià)格會(huì)經(jīng)常波動(dòng),不同區(qū)塊完鉆井深的不同會(huì)造成單井總投資不同,因此根據(jù)( 7)式, 可以繪制出S 氣田盒8 氣藏不同銷(xiāo)售價(jià)格和不同完鉆井深下最低經(jīng)濟(jì)有效厚度查詢圖版( 見(jiàn)圖2)。 通過(guò)圖2 可以便捷的查詢出不同銷(xiāo)售價(jià)格和完鉆井深下最低經(jīng)濟(jì)有效厚度值,方便實(shí)際工作中的應(yīng)用。
表1 S 氣田最低經(jīng)濟(jì)有效厚度計(jì)算參數(shù)表
圖2 S 氣田盒8 氣藏最低經(jīng)濟(jì)有效厚度查詢圖版
氣井測(cè)試結(jié)果表明, 測(cè)試層段有效厚度與日產(chǎn)氣量具有一定的相關(guān)性, 直接建立研究區(qū)塊單井有效厚度與試氣產(chǎn)量統(tǒng)計(jì)關(guān)系圖, 在關(guān)系曲線上找到與儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的最低經(jīng)濟(jì)有效厚度。 這種方法要求研究區(qū)單層試氣資料豐富。
根據(jù)S 氣田實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)參數(shù)計(jì)算得S 氣田盒8 氣藏儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)的試氣產(chǎn)量為1.0×104m3/d。
圖3 S 氣田盒8 氣藏試氣產(chǎn)量與有效厚度關(guān)系圖
圖3 是S 氣田盒8 氣藏試氣產(chǎn)量與有效厚度關(guān)系圖,從圖上可以看出試氣產(chǎn)量1.0×104m3/d 所對(duì)應(yīng)的有效厚度值約為3 m, 也就說(shuō)3 m 以上的有效厚度基本可確保試氣產(chǎn)量大于1.0×104m3/d( 儲(chǔ)量起算標(biāo)準(zhǔn)),3 m有效厚度能達(dá)到儲(chǔ)量計(jì)算所需的經(jīng)濟(jì)條件, 因此可將3 m 作為S 氣田儲(chǔ)量計(jì)算時(shí)的最低經(jīng)濟(jì)有效厚度。
( 1)應(yīng)用最小回收量體積反推法與試氣統(tǒng)計(jì)分析法確定的儲(chǔ)量最低經(jīng)濟(jì)有效厚度結(jié)果非常接近, 且與蘇里格氣田多年生產(chǎn)研究結(jié)果相符,說(shuō)明,對(duì)于單層試氣資料豐富的巖性氣藏, 應(yīng)用這兩種方法確定的最低經(jīng)濟(jì)有效厚度是合理可靠的。
( 2)試氣統(tǒng)計(jì)分析法能否使用和結(jié)果精度受單層試氣資料豐富程度限制; 最小回收量體積反推法需要的生產(chǎn)和地質(zhì)資料少,計(jì)算結(jié)果直觀,可以被廣泛應(yīng)用在低滲透巖性氣藏研究中,在實(shí)際儲(chǔ)量計(jì)算中,建議將兩種方法結(jié)合使用、相互驗(yàn)證。
( 3)最小回收量體積反推法計(jì)算的最低經(jīng)濟(jì)有效厚度是一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo),隨著銷(xiāo)售價(jià)格、開(kāi)發(fā)投資、操作成本的變化及地質(zhì)認(rèn)識(shí)的深入,需要不斷進(jìn)行調(diào)整。
[ 1] 石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范( DZ/T 0217-2005)[ S].北京:中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部,2005.
[ 2] 羅波,趙敏,徐濤,等.最低經(jīng)濟(jì)有效厚度計(jì)算方法在SEC證實(shí)儲(chǔ)量評(píng)估中的應(yīng)用[ J].化工管理,2013,( 8):20-21.
[ 3] 袁自學(xué).SEC 證實(shí)儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)性確定及價(jià)值評(píng)估方法[ C].中國(guó)石油天然氣股份有限公司勘探與生產(chǎn)分公司編. 美國(guó)SEC 準(zhǔn)則油氣儲(chǔ)量評(píng)估論文集[ M].北京:石油工業(yè)出版,2012:439-453.
[ 4] 楊通佑,等.石油及天然氣儲(chǔ)量計(jì)算方法[ M].北京:石油工業(yè)出版,1998:29-63.
[ 5] 古鴻軍,李文厚.斷塊油田石油地質(zhì)儲(chǔ)量計(jì)算主要參數(shù)的選取方法[ J].內(nèi)蒙古石油化工,2006,( 6):20-22.
[ 6] 宋秋銀,洪祥珍,張永旺,等.巖性氣藏儲(chǔ)量參數(shù)計(jì)算方法的研究[ J].天然氣勘探與開(kāi)發(fā),2004,( 6):50-53.