深層致密凝析氣藏可動(dòng)用性分析及開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策

王樂(lè)之，王海霞，戚志林

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué) （北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)石化石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083；3.重慶科技學(xué)院石油與天然氣工程學(xué)院，重慶 401331）

深層低滲凝析氣藏是一種特殊類(lèi)型的復(fù)雜氣藏，一方面，與常規(guī)氣藏相比，它的開(kāi)發(fā)過(guò)程中伴隨著復(fù)雜的流體相態(tài)變化，而與常規(guī)凝析氣藏相比，由于低滲透率進(jìn)一步增加了反凝析傷害，開(kāi)發(fā)特點(diǎn)更復(fù)雜，開(kāi)發(fā)難度更大。因此，這類(lèi)氣藏往往因開(kāi)發(fā)效果差而作為難動(dòng)用儲(chǔ)量，隨著我國(guó)對(duì)油氣資源需求的日益強(qiáng)烈，如何盡快實(shí)現(xiàn)這類(lèi)氣藏的有效動(dòng)用具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義［1］。

1 復(fù)雜的地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)難點(diǎn)

我國(guó)渤海灣盆地東濮凹陷發(fā)育一系列典型的深層致密凝析氣藏，開(kāi)發(fā)難度大，效果差［2］。氣藏主要特征及開(kāi)發(fā)難點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾方面。

1）埋藏深，投資大。氣藏埋藏深，主要?dú)鈱勇裆?500m以下，屬于典型的深層－超深層氣藏，鉆井投資大。

2）氣層厚度薄，物性差。氣層單層厚度多在1～3m，儲(chǔ)層滲透率主要分布范圍在0.05～0.5md，為典型的低滲透－致密氣藏。絕大多數(shù)氣井必須壓裂才能投產(chǎn)。

3）產(chǎn)量遞減快，產(chǎn)量低。氣井初期可獲工業(yè)氣流，但產(chǎn)量下降迅速，初期遞減率可達(dá)40%～50%，相對(duì)穩(wěn)定產(chǎn)量平均僅為0.5×104m3/d產(chǎn)量普遍較低。

4）含氣井段跨度大、氣層分布零散。含氣井段跨度達(dá)1000m，但每百米地層內(nèi)氣層厚度平均僅為5～10m，氣層分布零散。

5）主要為近飽和中高含凝析油的凝析氣藏，反凝析傷害嚴(yán)重。地露壓差多小于5MPa，且中高含凝析油。隨著氣井生產(chǎn)，近井地層壓力迅速下降，地層、井底將產(chǎn)生反凝析現(xiàn)象，而由于儲(chǔ)層致密，反凝析影響更加劇烈，導(dǎo)致產(chǎn)能快速下降甚至停產(chǎn)。

6）總體開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益差。由于埋藏深，儲(chǔ)層致密，氣井產(chǎn)量低，造成井控儲(chǔ)量小而投資大，再加上反凝析傷害影響，氣井累積產(chǎn)量低，開(kāi)發(fā)效果差，在目前經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件下，開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)效益差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整體有效動(dòng)用。

2 儲(chǔ)量可動(dòng)用性分析及評(píng)價(jià)

研究中發(fā)現(xiàn)，氣藏整體難動(dòng)用背景下存在有利儲(chǔ)層發(fā)育部位，位于該區(qū)域的井，穩(wěn)定產(chǎn)量相對(duì)較高，穩(wěn)產(chǎn)期較長(zhǎng)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。說(shuō)明該類(lèi)氣藏存在局部?jī)?yōu)質(zhì)儲(chǔ)量，可獲得開(kāi)發(fā)效益。在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，氣藏實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的唯一途徑就是通過(guò)可動(dòng)用性分析，確定氣藏內(nèi)的相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量，優(yōu)先對(duì)這部分儲(chǔ)量進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)效益。本次以東濮凹陷儲(chǔ)量動(dòng)用程度低的B55塊為例，開(kāi)展了儲(chǔ)量可動(dòng)用性分析及評(píng)價(jià)。

2.1 評(píng)價(jià)思路

可動(dòng)用性要求投入開(kāi)發(fā)后必須具有經(jīng)濟(jì)效益，其重點(diǎn)就是開(kāi)展經(jīng)濟(jì)性研究。本次采用經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)量法進(jìn)行評(píng)價(jià)，其主要技術(shù)原理是對(duì)氣藏開(kāi)發(fā)的投入產(chǎn)出進(jìn)行測(cè)算，通過(guò)現(xiàn)金流量表計(jì)算內(nèi)部收益率、財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值、投資回收期等指標(biāo)，從而確定達(dá)到行業(yè)基準(zhǔn)值的條件時(shí)氣藏可動(dòng)用的儲(chǔ)量大小，即為氣藏的可動(dòng)用儲(chǔ)量。該方法就是要確定氣藏的單井控制經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量。新鉆井只有達(dá)到或超過(guò)單井控制經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量，才能在一定的年限內(nèi)收回投資及成本，并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)，結(jié)合產(chǎn)量指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)界限指標(biāo)對(duì)儲(chǔ)量進(jìn)行可動(dòng)用性分類(lèi)，既要考慮儲(chǔ)層本身品質(zhì)引起的儲(chǔ)量品質(zhì)差異，也要考慮在現(xiàn)有儲(chǔ)層改造技術(shù)的前提下可以達(dá)到的產(chǎn)量，需要把地質(zhì)參數(shù)與產(chǎn)能參數(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)結(jié)合起來(lái)，尋找現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下具有開(kāi)發(fā)效益的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量。

2.2 經(jīng)濟(jì)界限研究

經(jīng)濟(jì)界限采用現(xiàn)金流法評(píng)價(jià)。

2.2.1 評(píng)價(jià)參數(shù)

1）開(kāi)發(fā)投資。包括鉆井及地面建設(shè)投資，按油田實(shí)際鉆井成本和該區(qū)塊氣井投產(chǎn)實(shí)際費(fèi)用平均值測(cè)算。

2）采氣成本估算。定額取值以油田上年實(shí)際采氣成本為基礎(chǔ)，成本上升率按2%估算。

3）銷(xiāo)售收入。銷(xiāo)售收入＝商品量×商品率×價(jià)格。天然氣、凝析油價(jià)格按照油田實(shí)際銷(xiāo)售價(jià)格測(cè)算，天然氣商品率90%，凝析油商品率95%。

4）產(chǎn)量預(yù)測(cè)。氣藏單井生產(chǎn)期為10年，開(kāi)發(fā)指標(biāo)采用了氣藏開(kāi)發(fā)方案數(shù)值模擬指標(biāo)，預(yù)測(cè)遞減率15%，凝析油含量分塊取平均值計(jì)算。

2.2.2 單井經(jīng)濟(jì)極限控制儲(chǔ)量

2.2.2.1 評(píng)價(jià)方法

對(duì)單井進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)，測(cè)算其投入與產(chǎn)出。首先要判斷單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量是否存在，判斷條件是內(nèi)部收益率必須大于12%，且一定年限內(nèi)能收回投資。若該條件符合，則達(dá)到投資回收期那一年的累積產(chǎn)量就是單井經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。若不滿足該條件，則這口井開(kāi)發(fā)無(wú)效益，其經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量不存在。財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）和內(nèi)部收益率（FIRR）關(guān)系式見(jiàn)式（1）。

式中：FNPV為財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值，萬(wàn)元；CI為現(xiàn)金流入量，萬(wàn)元；CO為現(xiàn)金流出量，萬(wàn)元；（CI－CO）t為第t年的凈現(xiàn)金流量，萬(wàn)元；N為計(jì)算期，年；FIRR為內(nèi)部收益率，%。

根據(jù)計(jì)算的單井經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，按氣田標(biāo)定的平均采收率，可計(jì)算出單井經(jīng)濟(jì)極限控制儲(chǔ)量G井，見(jiàn)式（2）。

式中：G井為單井經(jīng)濟(jì)極限控制儲(chǔ)量，108m3；q井為單井經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，108m3；ER為平均采收率，%。

2.2.2.2 計(jì)算結(jié)果

按照平均井深和凝析油含量，B55塊氣藏單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量和單井控制經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表1。

表1 B55塊單井經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)量計(jì)算結(jié)果表

2.3 可動(dòng)用儲(chǔ)量分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)建立

2.3.1 儲(chǔ)能系數(shù)的引入

根據(jù)氣藏多項(xiàng)參數(shù)的擬合試驗(yàn)，氣層產(chǎn)能與單一的儲(chǔ)層參數(shù)如滲透率、孔隙度等相關(guān)關(guān)系均不佳，說(shuō)明該氣藏天然氣流動(dòng)的復(fù)雜性。但研究發(fā)現(xiàn)，氣井產(chǎn)能與為儲(chǔ)能系數(shù)相關(guān)性較好。儲(chǔ)能系數(shù)是儲(chǔ)層有效孔隙度、有效厚度和含氣飽和度的乘積，有效孔隙度反映了儲(chǔ)層有效儲(chǔ)氣空間的大小，含氣飽和度反映了有效儲(chǔ)集空間內(nèi)開(kāi)采對(duì)象的富集程度，有效厚度則反映了一定區(qū)域內(nèi)的儲(chǔ)量豐度［3］。從B55塊的實(shí)踐上看，這三者的乘積綜合反映了該區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層的品質(zhì)，即反映了可開(kāi)采動(dòng)用的儲(chǔ)量的品質(zhì)。

2.3.2 產(chǎn)能與儲(chǔ)能系數(shù)關(guān)系評(píng)價(jià)

優(yōu)選生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)、具備一定的累計(jì)產(chǎn)量的產(chǎn)層，統(tǒng)計(jì)各產(chǎn)層的儲(chǔ)能系數(shù)，建立儲(chǔ)能系數(shù)與產(chǎn)能的關(guān)系曲線，可以看出，B55塊氣層的儲(chǔ)能系數(shù)與累計(jì)產(chǎn)量具有較好的相關(guān)性（圖1）。經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析后得到回歸公式（3）。

2.3.3 可動(dòng)用儲(chǔ)量與儲(chǔ)能系數(shù)的關(guān)系評(píng)價(jià)

對(duì)于直井，B55塊直井在當(dāng)前氣價(jià)下單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量（經(jīng)濟(jì)極限累產(chǎn)量）為1670×104m3，由圖1推算對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能系數(shù)為1.20，即某井或某一區(qū)域儲(chǔ)能系數(shù)達(dá)到1.20以上，鉆直井開(kāi)發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益，該井或該區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)量為可動(dòng)用儲(chǔ)量。

而對(duì)于水平井，在當(dāng)前氣價(jià)下單井經(jīng)濟(jì)極限可采儲(chǔ)量需達(dá)到2827×104m3，計(jì)算經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)能系數(shù)為1.44，即某一單層儲(chǔ)能系數(shù)須達(dá)到1.44，單獨(dú)作為水平井的目標(biāo)層才具有經(jīng)濟(jì)效益。

2.3.4 儲(chǔ)量分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)儲(chǔ)能系數(shù)界限，可以將B55塊儲(chǔ)量劃分為3類(lèi)（圖1）。

Ⅰ類(lèi)可動(dòng)用：?jiǎn)螌觾?chǔ)能系數(shù)達(dá)到1.44，在目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下可單獨(dú)作為水平井的目標(biāo)層的儲(chǔ)量。

Ⅱ類(lèi)可動(dòng)用：B55塊含氣范圍內(nèi)疊合儲(chǔ)能系數(shù)大于1.20的儲(chǔ)量分布區(qū)，現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，對(duì)于直井開(kāi)發(fā)具有經(jīng)濟(jì)效益的儲(chǔ)量為Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)量。

Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)量（暫不可動(dòng)用儲(chǔ)量）：疊合儲(chǔ)能系數(shù)小于1.20，在目前市場(chǎng)平均價(jià)格下，開(kāi)發(fā)不具備經(jīng)濟(jì)效益的儲(chǔ)量。這部分儲(chǔ)量需要依靠技術(shù)進(jìn)步、降低成本或氣價(jià)上漲才有開(kāi)發(fā)動(dòng)用價(jià)值。

其中，Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)儲(chǔ)量為目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下的可動(dòng)用儲(chǔ)量。

圖1 B55塊可動(dòng)用儲(chǔ)量分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)圖

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果

分砂組、分層系、全井編制儲(chǔ)能系數(shù)等值線圖，評(píng)價(jià)B55塊可動(dòng)用儲(chǔ)量。

按小層和砂組分析（圖2），每個(gè)砂組的儲(chǔ)能系數(shù)都沒(méi)有達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)能系數(shù)1.20。進(jìn)一步按亞段分層系進(jìn)行分析，僅在沙三中的B58井區(qū)和B16井區(qū)有少量范圍儲(chǔ)能系數(shù)達(dá)到1.20以上，說(shuō)明各砂組乃至亞段均不具有單獨(dú)開(kāi)發(fā)的開(kāi)采價(jià)值，須作為一套開(kāi)發(fā)層系開(kāi)發(fā)，增加井控氣層數(shù)和儲(chǔ)量，才可達(dá)到經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值。

圖2 B55塊儲(chǔ)能系數(shù)某砂組等值線圖

在氣藏全井儲(chǔ)能系數(shù)等值圖上，依據(jù)評(píng)價(jià)的經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)能系數(shù)圈定出可動(dòng)用儲(chǔ)量的分布范圍（圖3），并依據(jù)氣藏總有效厚度等值圖評(píng)價(jià)氣藏的可動(dòng)用儲(chǔ)量。評(píng)價(jià)認(rèn)為，目前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下，B55塊不存在Ⅰ類(lèi)可動(dòng)用儲(chǔ)量分布。

Ⅱ類(lèi)可動(dòng)用儲(chǔ)量主要分布在B55塊構(gòu)造的腰部B70井—B16井一帶，儲(chǔ)量大小占整個(gè)氣藏落實(shí)儲(chǔ)量的44%。

Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)量分布在構(gòu)造的頂部和低部位，占整個(gè)氣藏落實(shí)儲(chǔ)量的56%，說(shuō)明一半以上的儲(chǔ)量目前都暫不具備經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)的條件。

圖3 B55塊總疊合儲(chǔ)能系數(shù)等值線圖

3 開(kāi)發(fā)技術(shù)對(duì)策

針對(duì)B55塊儲(chǔ)量分布以及儲(chǔ)量品質(zhì)的差異性，需要采取不同的增加儲(chǔ)量動(dòng)用技術(shù)對(duì)策和措施。

3.1 對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量鉆水平井，優(yōu)化完井及分段壓裂技術(shù)提高井控儲(chǔ)量

對(duì)于Ⅰ、Ⅱ儲(chǔ)量分布集中區(qū)，推薦采用單井控制儲(chǔ)量大、產(chǎn)能較高的水平井來(lái)進(jìn)行調(diào)整挖潛。應(yīng)用水平井開(kāi)發(fā)，除可增加產(chǎn)能外，還由于它增加了井筒泄流面積從而降低了單位面積上的壓降，能起到減緩近井地層反凝析的作用。

但是，評(píng)價(jià)可知，B55塊水平井目標(biāo)層經(jīng)濟(jì)極限儲(chǔ)能系數(shù)為1.44，由于B55塊儲(chǔ)量品質(zhì)差，不存在I類(lèi)可動(dòng)用儲(chǔ)量分布，無(wú)可單獨(dú)作為水平井目標(biāo)層的儲(chǔ)量。因此，B55塊要鉆水平井進(jìn)行開(kāi)發(fā)，除水平段目標(biāo)層外，還需要上部直井段鉆遇一定的氣層有效厚度，才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限的井控儲(chǔ)量，所以水平井部井原則上不能在上部層系部署，應(yīng)盡量?jī)?yōu)選中下部?jī)?chǔ)能系數(shù)大的層設(shè)計(jì)水平井。

在完井與壓裂改造方面，可針對(duì)具體情況，采用近年來(lái)突飛猛進(jìn)的水平井套管橋塞分段壓裂或采用裸眼完井，進(jìn)行封隔器滑套分段壓裂，大幅度改善儲(chǔ)層滲流條件，最大限度地增加單井控制儲(chǔ)量，并提高開(kāi)發(fā)效果［4］。

3.2 通過(guò)局部部署側(cè)鉆水平井提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度

B55塊目前老井利用率低，部分老井采出程度低，剩余氣儲(chǔ)量大，地質(zhì)情況認(rèn)識(shí)較為清楚，側(cè)鉆井風(fēng)險(xiǎn)小。在具有一定剩余儲(chǔ)量的部位利用老井或報(bào)廢井側(cè)鉆水平井挖潛，既可以起到增加動(dòng)用儲(chǔ)量、提高產(chǎn)能的效果，又可以有效減少鉆井投資。

3.3 通過(guò)大型壓裂和重復(fù)壓裂增大供氣半徑

目前工藝技術(shù)不斷進(jìn)步，大型加砂壓裂技術(shù)、多層壓裂技術(shù)、水平井分段壓裂技術(shù)、重復(fù)壓裂技術(shù)都日趨成熟［5］，對(duì)于低滲致密凝析儲(chǔ)層，實(shí)施壓裂不僅可以有效增加泄氣半徑，進(jìn)而提高了儲(chǔ)量動(dòng)用程度，也可以起到壓降漏斗變緩，改善滲流條件的目的。對(duì)于目前生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的部分氣井由于早期壓裂規(guī)模小，壓裂縫長(zhǎng)較短，產(chǎn)出狀況與地質(zhì)儲(chǔ)量較不匹配的問(wèn)題，可以考慮采用大型加砂壓裂技術(shù)、多層壓裂技術(shù)等進(jìn)行重復(fù)壓裂，以提高裂縫長(zhǎng)度，改造儲(chǔ)層，提高開(kāi)發(fā)效果。

3.4 加強(qiáng)深層致密凝析氣藏開(kāi)采工程技術(shù)攻關(guān)

B55塊目前不可動(dòng)用的Ⅲ類(lèi)儲(chǔ)量占整個(gè)氣藏的一半以上。對(duì)于這部分儲(chǔ)量，除爭(zhēng)取市場(chǎng)高價(jià)格外，還應(yīng)大力開(kāi)展凝析氣藏開(kāi)采技術(shù)攻關(guān)，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，增加產(chǎn)能，降低開(kāi)發(fā)成本，使這部分儲(chǔ)量能夠早日得到動(dòng)用，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)塊乃至這類(lèi)氣藏的有效開(kāi)采。

4 結(jié)論

1）B55塊儲(chǔ)量品質(zhì)差，難以整體動(dòng)用，但局部存在相對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量分布區(qū)，可優(yōu)先動(dòng)用。

2）B55塊僅存在Ⅱ類(lèi)可動(dòng)用儲(chǔ)量，占?xì)獠乜們?chǔ)量的44%，主要分布在構(gòu)造腰部的B70井～B16井一帶。

3）對(duì)可動(dòng)用儲(chǔ)量分布區(qū)，推薦采用水平井或利用低效老井側(cè)鉆水平井，優(yōu)化完井及分段壓裂技術(shù)提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度及單井產(chǎn)能，實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)。

4）為達(dá)到經(jīng)濟(jì)極限井控儲(chǔ)量及增加儲(chǔ)量控制程度，水平井應(yīng)盡量?jī)?yōu)選氣藏中下部的有利層進(jìn)行設(shè)計(jì)部署。

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