難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量開采經(jīng)濟(jì)界限分析及開采對策

王亮國

1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院 2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院

難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量開采經(jīng)濟(jì)界限分析及開采對策

王亮國1,2

1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院 2.中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院

難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量的開采經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)性較大,生產(chǎn)過程中的諸多不確定或不可預(yù)測因素都會(huì)造成對其開發(fā)虧本,因而導(dǎo)致大量的油氣儲(chǔ)量因?yàn)榧夹g(shù)的、經(jīng)濟(jì)的原因難以動(dòng)用。為此,從地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、工藝技術(shù)條件等方面對難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量的概念進(jìn)行界定,并對其進(jìn)行了分類;結(jié)合實(shí)例,采用單井經(jīng)濟(jì)基準(zhǔn)平衡法分析了難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量開采的經(jīng)濟(jì)性和經(jīng)濟(jì)下限,評(píng)價(jià)了氣價(jià)與投資對難動(dòng)用儲(chǔ)量的影響。針對其可動(dòng)用性,綜合分析了其地質(zhì)與儲(chǔ)層特征,提出了相應(yīng)的技術(shù)措施與對策。該項(xiàng)研究對提高我國難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量的開采具有一定的參考意義。

難動(dòng)用 油氣儲(chǔ)量 經(jīng)濟(jì)下限 產(chǎn)量 效益

1 難動(dòng)用儲(chǔ)量概念與分類

難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量指的是品位低、豐度低,在目前經(jīng)濟(jì)、工藝技術(shù)條件下,開發(fā)成本高、經(jīng)濟(jì)效益差以及產(chǎn)能規(guī)模與儲(chǔ)量規(guī)模不匹配以至于難以開采或不具有工業(yè)開采價(jià)值的地質(zhì)儲(chǔ)量。其顯著特點(diǎn)是:賦存的儲(chǔ)層品質(zhì)差、儲(chǔ)量豐度低;對工藝技術(shù)要求高,其開采成本高,經(jīng)濟(jì)效益差;其產(chǎn)能規(guī)模與儲(chǔ)量規(guī)模不匹配;與目前的開采工藝技術(shù)、經(jīng)濟(jì)環(huán)境狀況密切相關(guān)。難動(dòng)用儲(chǔ)量的開發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,首先要有市場的需求、適度的油氣價(jià)格;其次技術(shù)上需要多學(xué)科聯(lián)合協(xié)作,利用先進(jìn)的工藝技術(shù)方法;同時(shí)還需要有先進(jìn)的經(jīng)營管理模式才能經(jīng)濟(jì)有效地開采。

根據(jù)難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量概念,從儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范方面可以界定難動(dòng)用儲(chǔ)量包含以下兩種類型:

1)探明儲(chǔ)量含油氣面積范圍內(nèi)的不具備工業(yè)開采價(jià)值的地質(zhì)儲(chǔ)量,這部分儲(chǔ)量既包含待核銷儲(chǔ)量(經(jīng)勘探開發(fā)資料證實(shí)需上報(bào)核銷的儲(chǔ)量),又包含表外儲(chǔ)量(目前采油氣技術(shù)達(dá)不到工業(yè)化開采要求的儲(chǔ)量)。

2)待落實(shí)儲(chǔ)量,即達(dá)不到石油天然氣儲(chǔ)量規(guī)范要求的儲(chǔ)量。

另一方面,由于儲(chǔ)層改造是目前低滲、致密油氣藏最有效的增產(chǎn)技術(shù)措施[1]。因此,從目前儲(chǔ)層改造工藝方面可以界定難動(dòng)用儲(chǔ)量包括兩種類型,即“工藝儲(chǔ)量”和“非工藝儲(chǔ)量”。其中“工藝儲(chǔ)量”是指存在于開采條件相對較好儲(chǔ)層中的儲(chǔ)量(據(jù)關(guān)福春),該部分儲(chǔ)量經(jīng)過現(xiàn)有儲(chǔ)層改造技術(shù)或改進(jìn)的儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)改造后在一段時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)量能動(dòng)用;“非工藝儲(chǔ)量”是指存在于更差儲(chǔ)層條件中的儲(chǔ)量,該類儲(chǔ)量在現(xiàn)有儲(chǔ)層改造技術(shù)下一般不能獲得工業(yè)產(chǎn)能,需要對儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)進(jìn)一步攻關(guān)、創(chuàng)新,在較長時(shí)間內(nèi)才能逐步有效地動(dòng)用。從這個(gè)角度講,難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)效果的好壞取決于工藝儲(chǔ)量在難動(dòng)用儲(chǔ)量中所占的比例。

2 難動(dòng)用儲(chǔ)量開采的經(jīng)濟(jì)界限研究

2.1 難動(dòng)用儲(chǔ)量的經(jīng)濟(jì)界限

一個(gè)油氣藏能否投入開發(fā)生產(chǎn)關(guān)鍵在于市場效益的高低,這涉及不同油氣價(jià)格條件下油氣井經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)量的問題。不同的油氣藏地質(zhì)條件或不同儲(chǔ)層品質(zhì)的儲(chǔ)量,油氣井經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)量顯然不同?，F(xiàn)以國內(nèi)Ⅰ號(hào)氣田未動(dòng)用儲(chǔ)量實(shí)際為基礎(chǔ),用單井經(jīng)濟(jì)基準(zhǔn)平衡法,來對單井難動(dòng)用儲(chǔ)量開采進(jìn)行經(jīng)濟(jì)下限分析[2]。

單井經(jīng)濟(jì)參數(shù)采用:較低氣價(jià)0.737 7元/m3,目前氣價(jià)0.952 3元/m3,預(yù)計(jì)近期上漲后氣價(jià)1.2元/ m3,預(yù)測將來上浮為1.5元/m3。根據(jù)Ⅰ號(hào)氣田實(shí)際計(jì)算單井開發(fā)投資:鉆井成本743萬元,地面工程120萬元,利息26萬元,合計(jì)889萬元。

利用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)軟件(或自編程序)對氣井邊際產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量進(jìn)行求解,條件是內(nèi)部收益率為12%或凈現(xiàn)值為0。當(dāng)單井初期產(chǎn)量大于等于邊際值,且15 a累積產(chǎn)量大于等于經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量時(shí),則在此類儲(chǔ)量區(qū)域內(nèi)打井生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)上可行,否則要進(jìn)一步提升氣價(jià)或縮減開采投資才能盈利。

Ⅰ號(hào)氣田J3s21氣藏氣井平均穩(wěn)產(chǎn)期3 a,老井產(chǎn)量遞減率13%。在目前氣價(jià)(0.952 3元/m3)下儲(chǔ)量動(dòng)用的技術(shù)界限值是:單井穩(wěn)定期產(chǎn)量應(yīng)大于等于0.63×104m3/d,單井廢棄前累計(jì)產(chǎn)量應(yīng)大于等于2 149×104m3,單井控制地質(zhì)儲(chǔ)量應(yīng)大于等于0.42× 108m3。隨著氣價(jià)上升單井技術(shù)界限指標(biāo)變小,當(dāng)氣價(jià)由0.737 7元/m3上漲到0.952 3元/m3時(shí)單井技術(shù)界限指標(biāo)縮減23%(表1)。

表1 Ⅰ號(hào)氣田J3 s21氣藏儲(chǔ)量動(dòng)用經(jīng)濟(jì)技術(shù)界限表

根據(jù)上面研究計(jì)算的Ⅰ號(hào)氣田3個(gè)不同埋深氣藏J3s21(2 300 m)、J3s23(2 450 m)、J3s31(2 600 m)氣價(jià)與單井邊際產(chǎn)量值的關(guān)系,通過歸納分析,可知隨著氣價(jià)上漲單井產(chǎn)量界限值呈冪指數(shù)遞減,當(dāng)氣價(jià)小于1.5元/m3時(shí)單井產(chǎn)量界限值遞減較快;當(dāng)氣價(jià)大于等于1.5元/m3時(shí)趨于平穩(wěn)(見圖1),說明氣價(jià)對難動(dòng)用儲(chǔ)量的動(dòng)用影響較大。

圖1 氣價(jià)與單井邊際產(chǎn)量值關(guān)系圖

2.2 生產(chǎn)井經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量的確定

油氣井投產(chǎn)后,會(huì)以一定產(chǎn)量穩(wěn)定生產(chǎn)一段時(shí)間,隨后產(chǎn)量開始出現(xiàn)遞減,產(chǎn)量持續(xù)下降直到廢棄。當(dāng)油氣井產(chǎn)量衰竭到某一值時(shí),其產(chǎn)出量僅夠維持油氣井直接操作成本,低于這個(gè)值再繼續(xù)生產(chǎn),就會(huì)發(fā)生經(jīng)濟(jì)虧損,這一產(chǎn)量就是油氣井的經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量(廢棄產(chǎn)量)。確定未動(dòng)用油氣井的經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量采用的是盈虧平衡[3],即:

經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量×油氣銷售價(jià)≥油氣井直接操作成本+稅費(fèi)

選用Ⅰ號(hào)氣田實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生的平均成本計(jì)算經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量,氣井直接操作成本見表2。經(jīng)計(jì)算,氣井的經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量(廢棄產(chǎn)量)為1 369 m3/d(表2)。根據(jù)廢棄產(chǎn)量和氣井的遞減率可以確定氣井的生產(chǎn)年限,并由此確定開發(fā)井生產(chǎn)評(píng)價(jià)期。

2.3 儲(chǔ)量動(dòng)用界限與氣價(jià)、投資分析

氣價(jià)對提高難動(dòng)用儲(chǔ)量動(dòng)用率是非常明顯的。以Ⅰ號(hào)氣田為例,當(dāng)在目前氣價(jià)0.952 3元/m3條件下,Ⅰ+Ⅱ類可動(dòng)用儲(chǔ)量為36.50×108m3;當(dāng)氣價(jià)上升為1.2元/m3時(shí),難動(dòng)用Ⅲ類儲(chǔ)量中有43.23×108m3變?yōu)榭蓜?dòng)用;氣價(jià)上升為1.5元/m3時(shí),難動(dòng)用Ⅲ類儲(chǔ)量中又增加有38.25×108m3變?yōu)榭蓜?dòng)用。

表2 油氣田單井經(jīng)濟(jì)極限產(chǎn)量計(jì)算表

儲(chǔ)量動(dòng)用的技術(shù)界限值(邊際值)不但與油氣價(jià)敏感,而且與投資成本也密切相關(guān)。在一定的范圍內(nèi)適當(dāng)降低生產(chǎn)投資費(fèi)用,利于難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益的提高。表3為研究選用的Ⅰ號(hào)氣田儲(chǔ)量動(dòng)用界限與生產(chǎn)投資變化關(guān)系表,由表3可算出投資降低20%時(shí),儲(chǔ)量動(dòng)用邊際值降低20%～22%。而當(dāng)氣價(jià)由0.952 3元/m3上浮至1.143元/m3(也上浮20%時(shí)),儲(chǔ)量動(dòng)用邊際值降低16%～17%,相比之下儲(chǔ)量動(dòng)用的技術(shù)界限值與投資成本更敏感。因此,在分析難動(dòng)用儲(chǔ)量的可動(dòng)用性時(shí)是應(yīng)該油氣價(jià)格和投資兩方面的經(jīng)濟(jì)因素都要考慮。

表3 儲(chǔ)量動(dòng)用界限與生產(chǎn)投資變化關(guān)系表

3 難動(dòng)用儲(chǔ)量開采的途徑

不同地質(zhì)條件,不同油氣藏類型,其難動(dòng)用儲(chǔ)量的開采技術(shù)對策是不同的。難動(dòng)用儲(chǔ)量實(shí)際是開發(fā)中的技術(shù)上難動(dòng)用,且經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)為低效益或暫無效益的儲(chǔ)量。在實(shí)際中,為了盤活這筆巨大的資源潛力,要通過不斷的實(shí)踐與研究,采取最合適的技術(shù)系列提高難動(dòng)用儲(chǔ)量的動(dòng)用率。在反復(fù)的生產(chǎn)實(shí)踐中,需要采取并制訂出如下開發(fā)技術(shù)對策。

3.1 有利儲(chǔ)層預(yù)測技術(shù)

精確預(yù)測有利儲(chǔ)層技術(shù)成為識(shí)別油氣層和弄清油氣富集區(qū)的關(guān)鍵,油公司應(yīng)開展多輪次儲(chǔ)層描述與研究,通過深入開展影響儲(chǔ)層儲(chǔ)滲性的地質(zhì)因素(沉積微相、成巖作用和構(gòu)造特征)綜合研究,結(jié)合測井和地震精細(xì)解釋與橫向預(yù)測技術(shù),建立起有效的儲(chǔ)層預(yù)測模式,極大地提高油氣富集帶預(yù)測水平,以有力地指導(dǎo)難動(dòng)用儲(chǔ)量的勘探和開發(fā)[4]。

3.2 儲(chǔ)層改造工藝技術(shù)

難動(dòng)用儲(chǔ)量主要是由于其品質(zhì)較差、自然產(chǎn)能較低,必須經(jīng)過有效的儲(chǔ)層改造才能獲得工業(yè)產(chǎn)能。大量的實(shí)踐證明,經(jīng)儲(chǔ)層改造后,大部分油氣井可以提高產(chǎn)能,產(chǎn)量凈增幾倍甚至幾十倍,開發(fā)效益迅速提高,儲(chǔ)量的品位發(fā)生了質(zhì)的變化,從而確保了在目前工藝技術(shù)條件下油氣藏的規(guī)模開采[5]。

3.3 多層合采提高單井儲(chǔ)量控制程度

對于發(fā)育多套含油氣儲(chǔ)集體,縱向上有一定疊合度的油氣藏,可以多層合采以提高單井儲(chǔ)量控制程度。如美國懷俄明州Jonah氣田L(fēng)ance致密砂巖儲(chǔ)層,單砂體一般儲(chǔ)層改造后產(chǎn)量(0.1～0.3)×104m3/d,沒有工業(yè)開采價(jià)值。該氣田把Lance儲(chǔ)層縱向上多套砂體分別壓開,進(jìn)行合采,平均單井產(chǎn)量提高到4.2× 104m3/d,盤活了一個(gè)低品質(zhì)氣藏的資源。

大慶油田多套油層壓裂開采技術(shù)已經(jīng)成熟;中原油田兩層合壓裂合采技術(shù)的試驗(yàn)也取得成功;長慶油田正在探索多套氣層壓裂開采技術(shù),各油氣田都針對各自的地質(zhì)特點(diǎn)攻關(guān)解決難動(dòng)用儲(chǔ)量的開采技術(shù)問題,并已取得了初步成效。當(dāng)然,多層合采存在不同滲透率的油氣層相互干擾的問題,需要進(jìn)行油氣藏工程攻關(guān)予以解決。

3.4 與優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量套采提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度

油氣田中常常是可動(dòng)用儲(chǔ)量與難動(dòng)用儲(chǔ)量存在于油氣田不同部位中,單獨(dú)開采可動(dòng)用儲(chǔ)量經(jīng)濟(jì)效益較好,而單獨(dú)開采難動(dòng)用儲(chǔ)量則要賠本。若研究分析細(xì)致,布局合理,完全可以把可動(dòng)用儲(chǔ)量與難動(dòng)用儲(chǔ)量一起動(dòng)用起來。這樣,即可使開采整體上有效益,又可大大提高資源利用率。這種做法在國內(nèi)外均較普遍。

如Ⅰ號(hào)氣田J3s氣藏是多層砂體疊合的氣藏,上下共有4組穩(wěn)定的含氣砂層組構(gòu)成,即J3s21、J3s22、J3s23和J3s24。其中J3s22和J3s24儲(chǔ)量品位整體較優(yōu),已成為開發(fā)的主力氣層。而J3s21和J3s23儲(chǔ)量品位整體較差,多為難動(dòng)用儲(chǔ)量,單獨(dú)生產(chǎn)沒有效益。但該4層砂體疊合程度高,開發(fā)J3s22和J3s24的氣井都能鉆遇J3s21和J3s23兩層,J3s21和J3s23儲(chǔ)層利用J3s22和J3s24儲(chǔ)層同一套井網(wǎng),進(jìn)行合采。這樣在有效益的情況下動(dòng)用了難動(dòng)用儲(chǔ)量,盤活了儲(chǔ)量資源。

3.5 水平井開采難采儲(chǔ)量

水平井開采技術(shù)也是提高單井產(chǎn)能和儲(chǔ)量控制程度的有效開采技術(shù)。水平井由于其泄流范圍大,在單位壓差下比直井具有更高產(chǎn)量,從而提高了單井產(chǎn)量。在美國、加拿大、俄羅斯等國都廣泛應(yīng)用水平井開發(fā)低滲透油氣藏。該技術(shù)的特點(diǎn)是鉆井前期投入大,只有技術(shù)攻關(guān)成功后,才可大幅度提高單井產(chǎn)量,為難動(dòng)用儲(chǔ)量開采闖出一條新路[6]。

3.6 老井挖潛技術(shù)

老井挖潛技術(shù)在難動(dòng)用儲(chǔ)量氣藏開采中應(yīng)用也較普遍[7]。隨著優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量氣藏進(jìn)入開發(fā)的中后期,愈來愈多的開發(fā)區(qū)塊面臨產(chǎn)量接替問題,在缺乏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量的條件下,老井轉(zhuǎn)層到難動(dòng)用儲(chǔ)量氣層生產(chǎn)已勢在必行。

4 結(jié)束語

國內(nèi)難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量制約著油氣產(chǎn)量的提高,制約著油氣資源的開發(fā)利用。開發(fā)難動(dòng)用儲(chǔ)量,單靠油氣價(jià)格上漲不能從根本上解決開發(fā)效益低的問題,必須加大科技投入攻關(guān)的力度,解決制約難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),提高單井產(chǎn)量,形成針對難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)的有效的技術(shù)手段,以促使難動(dòng)用儲(chǔ)量的及時(shí)動(dòng)用。

難動(dòng)用儲(chǔ)量開采經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)性較大,生產(chǎn)過程中存在諸多不確定或不可預(yù)測的因素都會(huì)造成難動(dòng)用儲(chǔ)量開發(fā)虧本。對此,生產(chǎn)實(shí)施部門要降低投資成本,進(jìn)而降低單井極限產(chǎn)量,提高開采效益。國家應(yīng)優(yōu)化難動(dòng)用儲(chǔ)量開采投資環(huán)境或給予難動(dòng)用儲(chǔ)量開采的優(yōu)惠經(jīng)濟(jì)政策,為其開發(fā)提供強(qiáng)有力的政策、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)支撐,為難動(dòng)用儲(chǔ)量的開發(fā)提供可靠的保障。

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Econom ic threshold analysisof the exploitation of diff icult-to-produce hydrocarbon reservesand the related proposals

Wang Liangguo1,2
(1.School of Energy Resources,Chengdu University of Science and Technology,Chengdu,Sichuan 610059, China;2.Exp loration and Development Research Institute,Sinopec Southw est B ranch,Chengdu,Sichuan 610081,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 2,pp.103-106,2/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

There is a high risk in the exp loitation of difficult-to-p roduce hydrocarbon reserves,during the p rocessof w hich many uncertain o r unexpected reasonsw ill inevitably result in capital loss,thus a great amountof such hydrocarbon reserves can not be easily p roduced due to technical and economic reasons.In view of this,the concep t of difficult-to-p roduce hydrocarbon reserves is first defined then classified from many aspects of geological features,economic benefit and technical conditions,etc..In combination w ith actual cases,economical efficiency and economic threshold of difficult-to-p roduce reserves are discussed,and the impactsof gas p rice and investment cost on the difficult-to-p roduce reserves are also analyzed.Then,acco rding to their disposability,their geological and reservoir characteristics are analyzed synthetically.Finally,the co rresponding technicalmeasures are also p roposed herein,p roviding some reference for the imp rovement of the exp loitation of difficult-to-p roduce hydrocarbon reserves in China.

difficult-to-p roduce oil and gas reserves,lower economic limit,p roductivity,p rofit

四川省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)重點(diǎn)研究基地——四川石油天然氣發(fā)展研究中心“國內(nèi)難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量開采的經(jīng)濟(jì)性研究”資助項(xiàng)目(編號(hào):川油氣科SKB09-05)。

王亮國,1971年生,高級(jí)工程師,博士研究生,研究方向?yàn)榈V產(chǎn)普查與勘探;從事油氣資源儲(chǔ)量研究、勘探開發(fā)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)與決策等領(lǐng)域的研究工作。地址:(610081)四川省成都市一環(huán)路北四段116號(hào)中國石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院。電話:(028)83355079,13808015173。E-mail:liangguo01@163.com

王亮國.難動(dòng)用油氣儲(chǔ)量開采經(jīng)濟(jì)界限分析及開采對策.天然氣工業(yè),2011,31(2):103-106.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.026

2010-11-02 編輯 趙 勤)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.026

Wang L iangguo,senior engineer,bo rn in 1971,is studying fo r a Ph.D degreew ith hismajor ofmineral resource p rospecting and exp lo ration.He ismainly engaged in research of hydrocarbon resource reserves,economic assessment and policy-making decisions of exp lo ration and exploitation,etc..

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