柯克亞凝析氣田低壓氣回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

蘇柳榕 劉建儀 王新裕 牟偉軍 李金蔓

1.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué) 2.中國石油塔里木油田公司塔西南勘探開發(fā)公司

柯克亞凝析氣田低壓氣回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

蘇柳榕1劉建儀1王新裕2牟偉軍2李金蔓1

1.“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·西南石油大學(xué) 2.中國石油塔里木油田公司塔西南勘探開發(fā)公司

柯克亞凝析氣田因進(jìn)入中低壓開發(fā)階段,于2006年初便正式運(yùn)行低壓天然氣回收裝置,3 a創(chuàng)效益突破1億元人民幣。但隨著進(jìn)一步衰竭式開發(fā),氣田低壓氣采出量日益增加,由于目前壓縮機(jī)的壓縮能力的限制,未來可能有大部分的低壓氣只能放空燃燒,既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境,是否有必要對(duì)放空的低壓氣進(jìn)行回收已成為氣田開發(fā)所必須回答的問題。鑒于柯克亞凝析氣田的復(fù)雜性,采取數(shù)值模擬對(duì)整個(gè)氣田進(jìn)行歷史擬合,預(yù)測(cè)出單井產(chǎn)量和井口壓力,分別統(tǒng)計(jì)出不考慮氣舉氣和考慮氣舉氣兩種情況的低壓年產(chǎn)氣量,運(yùn)用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析是否必要增加壓縮機(jī)對(duì)低壓氣進(jìn)行回收。結(jié)果表明:2010～2025年低壓氣產(chǎn)量將呈現(xiàn)出先上升后降低的趨勢(shì);不考慮氣舉氣時(shí),目前的壓縮機(jī)能夠滿足低壓氣回收需求;考慮氣舉氣時(shí),2010～2016年最多需要2臺(tái)20×104m3/d的壓縮機(jī),預(yù)計(jì)累計(jì)可回收低壓氣量為47.26×108m3,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值比放空方案高1.45億元。據(jù)此結(jié)論,建議增加壓縮機(jī)以回收低壓氣。

柯克亞凝析氣田 開發(fā) 壓力 壓縮機(jī) 回收 經(jīng)濟(jì)效益 評(píng)價(jià)

據(jù)統(tǒng)計(jì),柯克亞作業(yè)區(qū)低壓天然氣回收裝置每天回收天然氣38×104m3左右,一個(gè)月可回收天然氣1 140×104m3,創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益高達(dá)900多萬元,而建設(shè)這套回收裝置的投資75 d便可全部收回,投資回報(bào)率當(dāng)年就達(dá)到1∶5,經(jīng)濟(jì)效益可觀[1]。但是,柯克亞凝析氣田隨著進(jìn)一步衰竭式開發(fā),地層壓力下降,為了確保凝析油生產(chǎn)正常生產(chǎn),不斷增加的氣舉氣無形中使天然氣從高壓變成低壓,增加了低壓天然氣的量。由于目前壓縮機(jī)能力限制,預(yù)計(jì)未來氣田將有大部分的低壓氣放空燃燒,不僅浪費(fèi)能源而且污染環(huán)境。面對(duì)這一現(xiàn)狀,氣田開展了低壓氣回收方案的研究。

1 氣田低壓產(chǎn)氣量統(tǒng)計(jì)分析

目前,預(yù)測(cè)產(chǎn)量的方法有穩(wěn)定流法、不穩(wěn)定流法與數(shù)值模擬法[2]。由于柯克亞凝析氣田的復(fù)雜性,筆者采取數(shù)值模擬對(duì)柯克亞凝析氣田的 X3、X41、X42-X51、X52、X72、X8共6個(gè)油氣藏進(jìn)行預(yù)測(cè),其中X3、X41、X8為具邊水的層狀凝析氣藏,X42-X51、X72為邊水帶油環(huán)的凝析油氣藏,X52為具邊水帶氣頂?shù)膿]發(fā)性油藏。

在建立各油氣藏的精細(xì)地質(zhì)模型的基礎(chǔ)上,利用Eclipse油藏模擬軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。模型采用三維三相組分模型,網(wǎng)格類型為三維正交角點(diǎn)網(wǎng)格系統(tǒng),網(wǎng)格平均步長(zhǎng)為50 m[3-4]。由于各油氣藏在空間上重疊,故i、j方向的網(wǎng)格系統(tǒng)相同,k方向不同,它們的網(wǎng)格系統(tǒng)分別是:X3為222×92×3=61 272,X41為222×92×9=183 816,X42-X51為222×92×15= 306 360,X52為222×92×6=122 544,X72和X8均為222×92×7=142 968。

在完成了各油氣藏的歷史擬合后,按照原有井網(wǎng)和生產(chǎn)制度進(jìn)行動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè),獲得各油氣藏單井的年產(chǎn)氣量和井口壓力變化。各油氣藏和氣田的年產(chǎn)氣量如圖1。對(duì)于整個(gè)氣田,到2025年12月,氣田累計(jì)產(chǎn)氣量為159.11×108m3,累計(jì)產(chǎn)油量為647.21×104m3,天然氣采收率為44.02%,凝析油采收率為23.94%。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料,按照井口壓機(jī)分級(jí),柯克亞凝析氣田把各生產(chǎn)井產(chǎn)出的天然氣分為高壓、中壓和低壓天然氣,即井口壓力高于6 M Pa產(chǎn)出的天然氣為高壓氣、井口壓力介于4～6 M Pa產(chǎn)出的天然氣為中壓氣、井口壓力低于4 M Pa產(chǎn)出的天然氣為低壓氣。由于現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜,井口壓力小于0.5 M Pa這部分低壓氣能夠采出的天然氣量很少,故井口壓力小于0.5 M Pa的情況不作統(tǒng)計(jì)。

圖1 各個(gè)油氣藏及氣田年產(chǎn)氣量預(yù)測(cè)圖

筆者統(tǒng)計(jì)各油氣藏每口井的井口壓力預(yù)計(jì)進(jìn)入6 M Pa、4 M Pa、0.5 M Pa的時(shí)間;按照井口壓力分級(jí),統(tǒng)計(jì)每口井高壓、中壓和低壓的年產(chǎn)氣量;得出氣田的高壓、中壓和低壓的年產(chǎn)氣量。

由于X52揮發(fā)性油藏的氣油比較高,氣田采取氣舉方式生產(chǎn)。現(xiàn)場(chǎng)把一部分高壓氣用于氣舉,無形中使天然氣從高壓變成低壓,增加了低壓天然氣的量。因此,分別討論未考慮氣舉氣和考慮氣舉氣2種情況。

1.1 不考慮氣舉氣的情況

如圖2-a,未來的16 a中,低壓日產(chǎn)氣量始終高于中壓、高壓氣量,2012年低壓氣日產(chǎn)量達(dá)到最高為84.36×104m3,之后逐漸遞減,中壓日產(chǎn)氣量將于2021年降低為零。預(yù)測(cè)到2025年12月底,柯克亞氣田的高壓、中壓、低壓的累計(jì)產(chǎn)氣量分別是9.37×108m3、7.32×108m3、35.92×108m3。

圖2 不考慮氣舉氣的低壓氣量統(tǒng)計(jì)圖

目前柯克亞凝析氣田壓縮機(jī)的總額度功率為85 ×104m3/d,故目前壓縮機(jī)能夠滿足低壓氣回收的需求,不需要添加壓縮機(jī),預(yù)計(jì)到2025年累計(jì)可回收低壓氣量為35.92×108m3。把天然氣日利用量和日放空量統(tǒng)計(jì)如圖2-b,可以看出2010～2025年天然氣日放空量均為零。

圖3 考慮氣舉氣的低壓氣量統(tǒng)計(jì)圖

1.2 考慮氣舉氣的情況

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)資料,氣田所需要的氣舉氣量為30× 104m3/d左右。預(yù)計(jì)2010～2014年,高壓氣能夠滿足氣舉氣的需求,而2015～2016年,需要把一部分中壓氣處理成高壓氣才能滿足氣舉氣的需求,2017～2025年,高壓日產(chǎn)氣和中壓氣日產(chǎn)氣之和低于30×104m3,把高中壓氣全部作為氣舉氣處理。

如圖3-a,低壓日產(chǎn)氣量呈現(xiàn)出一種先上升然后下降的趨勢(shì),預(yù)計(jì)在2012年達(dá)到最高為114.36×104m3/d,大于目前壓縮機(jī)的總額度功率85×104m3/d;中壓日產(chǎn)氣量預(yù)計(jì)在2012年之前,能夠維持在27× 104m3左右,然后開始下降,將于2017年降為零;高壓日產(chǎn)氣量則在2011年基本降為零。預(yù)測(cè)到2025年12月底,柯克亞氣田的高壓、中壓、低壓的累計(jì)產(chǎn)氣量分別是0.67×108m3、4.63×108m3、47.32×108m3。如圖3-b所示,2010～2016年將有很多的低壓氣被放空,造成了天然氣資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染,故需要增添壓縮機(jī)回收低壓氣。

出于經(jīng)濟(jì)考慮,日產(chǎn)氣量低于1×104m3的低壓氣不考慮回收,如果統(tǒng)一添加壓縮能力為20×104m3/ d的壓縮機(jī),那么添置情況為2010年1臺(tái),2011年和2012年2臺(tái),2013年1臺(tái),2014年2臺(tái),2015年和2016年1臺(tái)。添加壓縮機(jī)之后,日利用和日放空氣量預(yù)測(cè)情況如圖3-c,預(yù)計(jì)到2025年累計(jì)可回收低壓氣為47.26×108m3,比放空方案多回收4.79×108m3。

2 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

以中國石油天然氣股份有限公司頒發(fā)的石油計(jì)字(2005)第226號(hào)文件《建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)》為主要依據(jù),運(yùn)用第二章中介紹的主要方法和評(píng)價(jià)內(nèi)容,對(duì)柯克亞凝析氣田進(jìn)行研究。對(duì)氣田未考慮氣舉氣和考慮氣舉氣情況,以及考慮添加壓縮機(jī)的3種情況進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)與分析。

本次經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括投資費(fèi)用、生產(chǎn)成本、期間費(fèi)用、各種稅收。投資費(fèi)用為壓縮機(jī)、鉆井、氣井投產(chǎn)費(fèi)等;生產(chǎn)成本為材料費(fèi)、燃料費(fèi)、動(dòng)力費(fèi)、井下作業(yè)費(fèi)、測(cè)試費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、設(shè)備折舊費(fèi)、維護(hù)及修理費(fèi)等;期間費(fèi)用為管理費(fèi)、礦產(chǎn)資源補(bǔ)償費(fèi)、銷售費(fèi)等;稅收為增值稅、城市維護(hù)建設(shè)稅、教育稅、所得稅、資源稅等[5]。天然氣市場(chǎng)價(jià)格0.86元/m3,天然氣商品率0.95、投資年利率7%,壓縮機(jī)的費(fèi)用為1 000萬元/臺(tái)。

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值,靜態(tài)投資回收期,動(dòng)態(tài)投資回收期,投資利潤率和投資利稅率[6]。根據(jù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)得出:3種情況的財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率均大于30%,大于石油財(cái)政基準(zhǔn)收益率12%;若增添壓縮機(jī),則投資成本能夠在1 a內(nèi)收回;靜態(tài)和動(dòng)態(tài)投資回收期均小于1 a。如圖4,添加壓縮機(jī)回收低壓氣比目前壓縮機(jī)生產(chǎn)的財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值能多獲得1.45億元。

圖4 財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值對(duì)比圖

3 結(jié)論

1)筆者通過采取數(shù)值模擬對(duì)柯克亞凝析氣田進(jìn)行歷史擬合,預(yù)測(cè)出各油氣藏單井的產(chǎn)量和井口壓力,分別統(tǒng)計(jì)出不考慮氣舉氣和考慮氣舉氣兩種情況的低壓年產(chǎn)氣量,運(yùn)用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析是否必要對(duì)低壓氣進(jìn)行回收,完成了低壓氣回收方案的研究。

2)不考慮氣舉氣時(shí),目前的壓縮機(jī)能夠滿足氣田低壓氣回收的要求,2010～2025年可回收低壓氣為35.92×108m3;考慮氣舉氣時(shí),需在2010～2016年增添壓縮機(jī),若添置壓縮能力為20×104m3/d的壓縮機(jī),則2011年、2012年和2014年需要2臺(tái),其他時(shí)間只需1臺(tái),預(yù)計(jì)可回收低壓氣47.26×108m3。

3)根據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),增加壓縮機(jī)對(duì)可能放空的低壓氣進(jìn)行回收,財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值可多獲得1.45億元。建議柯克亞凝析氣田添加壓縮機(jī)對(duì)低壓氣進(jìn)行回收。

4)低壓氣回收方案的研究不僅僅對(duì)氣田開發(fā)效益具有重要作用,更重要的是有利于節(jié)能減排,避免環(huán)境污染和天然氣資源的浪費(fèi)。

[1]《天然氣工業(yè)》信息.塔里木油田柯克亞作業(yè)區(qū)回收利用低壓天然氣[J].天然氣工業(yè),2006,26(4):88.

[2]趙軍,鄭立會(huì).數(shù)值模擬法預(yù)測(cè)單井初始產(chǎn)量的研究與應(yīng)用[J].油氣井測(cè)試,2004,13(3):13-16.

[3]陳剛強(qiáng).蘇4潛山凝析氣藏開發(fā)數(shù)值模擬[J].天然氣工業(yè), 2008,28(2):117-119.

[4]黃鄭,馮國慶,劉啟國,等.低滲透異常高壓氣藏典型井的數(shù)值模擬[J].天然氣工業(yè),2009,29(4):77-79.

[5]葛東文.蘇橋氣田綜合穩(wěn)產(chǎn)開發(fā)方案經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)研究[D].成都:西南石油學(xué)院,2004.

[6]劉先濤.石油工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)[M].北京:石油工業(yè)出版社, 1995.

Technical and econom ic evaluation of recycling low-pressure gas in the Kekeya gas condensate field

Su Liurong1,Liu Jianyi1,Wang Xinyu2,Mou Weijun2,Li Jinman1
(1.State Key L aboratory of Oil&Gas Reservoir Geology and Exp loitation,Southw est Petroleum University, Chengdu,Sichuan 610500,China;2.Tarim Oilfield Com pany,PetroChina,U rumqi,X injiang 845000, China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 30,ISSUE 8,pp.42-44,8/25/2010.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

A s the Kekeya gas condensate field came to themiddle and late period,a low-p ressure gas recovery system,started to run fo rmally in 2006,has achieved a benefit of 0.1 billion Yuan(RMB)and above.However,along w ith the further dep letion development,the recovery of low p ressure gas is increased daily.Limited by the comp ression ability of the current comp resso rs,most of the low p ressure gas needs to be vented and burnt,w hich results in thewaste of energy aswell as environmental pollution.It has become an urgent p roblem for theoperato r to decide w hether it is necessary to recycle the vented low p ressure gas during the gas field development.In view of the comp lexity of the Kekeya gas condensate field,histo ry matching is carried out using numerical simulations. The individual well p roducing rate and the wellhead p ressure are p redicted,and the yearly gas p roduction rates are obtained statistically under the circumstancesw ith and w ithout the working gas respectively.Based on the above,an economic analysis and app raisal is used to determine w hether it is necessary to increase the number of the comp resso rs to recycle the vented gas.The results show that the p roduction of the low p ressure gasw ill take on a trend of increase to decrease from 2010 to 2025.Without the working gas, the current comp resso rs can be satisfacto ry.With the wo rking gas,however,atmost 2 comp resso rs of 20×104m3/d w ill be needed f rom 2010 to 2016.And the to tal recovery of the low p ressure gas w ill be 47.26×108m3.The financial net p resent value w ill be 0.145 billion Yuan higher than that in the free vent p rogram.Therefore,it is suggested that the low p ressure gas be recycled by increasing the number of comp resso rs.

Kekeya gas condensate field,development,p ressure,comp ressor,gas recycle,economic benefit,evaluation

“油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室“低壓低滲低產(chǎn)氣藏開發(fā)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用技術(shù)研究”項(xiàng)目(PLN-05ZL002)。

蘇柳榕,女,1986年生,碩士研究生;從事油氣田開發(fā)研究工作。地址:(610500)四川省成都市新都區(qū)新都大道8號(hào)。電話:(028)83032688。E-mail:suliurong@gmail.com

蘇柳榕等.柯克亞凝析氣田低壓氣回收的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià).天然氣工業(yè),2010,30(8):42-44.

10.3787/j.issn.1000-0976.2010.08.011

(修改回稿日期 2010-06-10 編輯 韓曉渝)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2010.08.011

Su L iurong,born in 1986,is studying fo r an M.Sc.degree.She is now engaged in research of oil and gas field development.

Add:No.8,Xindu Avenue,Xindu District,Chengdu,Sichuan 610500,P.R.China

Tel:+86-28-8303 2688 E-mail:suliurong@gmail.com