巖性氣藏最低經(jīng)濟(jì)有效厚度確定方法探討

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。

1 最小回收量體積反推法

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 最小回收量計(jì)算公式推導(dǎo)

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 最低經(jīng)濟(jì)有效厚度計(jì)算公式

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)。

1.3 應(yīng)用實(shí)例

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

2 試氣統(tǒng)計(jì)分析法

2.1 方法介紹

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。

2.2 應(yīng)用實(shí)例

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。

3 結(jié)論

（ 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.