石油儲量升級效益評價方法研究

胡 燕

中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 102206

加強儲量評價升級、提高升級率是彌補老區(qū)產量遞減、維持產量基本穩(wěn)定的有效途徑[1-3]。制約預測儲量和控制儲量升級的主要因素包括儲量是否落實、產能是否達標、技術是否配套和經濟是否有效[4-6]。目前，評價預測儲量、控制儲量升級經濟有效性的方法有兩大類：第一類是折現(xiàn)現(xiàn)金流評價模型計算財務指標[7]，即在產能方案設計的基礎上，結合投資、成本參數(shù)，計算凈現(xiàn)值或內部收益率；第二類采用折現(xiàn)現(xiàn)金流評價模型計算界限指標，例如日產油經濟界限、最小儲量規(guī)模、成本經濟界限、投資經濟界限等[8-18]。這兩類方法均是計算區(qū)塊整體的財務指標或者區(qū)塊內多口井的平均界限指標，預測儲量、控制儲量試油、試采等資料相對較少，同一區(qū)塊儲量規(guī)模的多種可能[19-21]，對應多種開發(fā)設計方案，不確定性大、工作量大、適用性差。

為此，本文主要研究了單井經濟初產界限和單井經濟可采儲量界限計算方法在不同油藏類型區(qū)塊中的應用。該方法的優(yōu)勢在于：一是利用單井指標可逐步識別區(qū)塊的“甜點”及潛力規(guī)模，避免區(qū)塊的整體經濟無效性而否定其升級潛力；二是區(qū)塊的產量、投資、成本等參數(shù)是多口井的綜合水平賦值，單井的參數(shù)賦值較區(qū)塊的參數(shù)賦值方法更加準確；三是可從大量區(qū)塊中快速篩選出具有經濟效益的井區(qū)。

1 主要影響因素

單井經濟界限是根據(jù)盈虧平衡原理采用折現(xiàn)現(xiàn)金流法計算財務凈現(xiàn)值(NPV)等于零時的最低單井初產與經濟可采儲量[22]。折現(xiàn)現(xiàn)金流法與產量預測指標及投資直接相關。

1.1 無因次產量(系數(shù))

由于預測儲量和控制儲量的區(qū)塊資料限制，產量模型可采取不同油藏類型無因次產量模式預測[23]。將同地區(qū)、同開發(fā)方式井按單井累產規(guī)模分級，計算同一規(guī)模類型下的平均年產油量，將年產油量除以第1年產量，得到“無因次產量系數(shù)”模型。以中國石化某油田低滲致密油藏為例，2012—2015年新鉆井在不同累產規(guī)模下，無因次產量具有基本一致的遞減規(guī)律，即前3年遞減率平均為40%，第4年起平均遞減率為19%。在需要評價大量待升級區(qū)塊的經濟效益時，無因次產量模型在開發(fā)概念設計中更具有可操作性。

經比較發(fā)現(xiàn)，采用月產量模型較年產量模型評價更加精細，更能反映單井初產變動規(guī)律。以某油田某井為例，第1年產量1 129 t，計算初產3.1 t/d；但在月產量模型下，第1個月產量104 t，計算初產為3.5 t/d。為提高單井初產界限結果的準確度，本文采用月產量模式計算無因次產量曲線。

通過對中國石化重點地區(qū)已開發(fā)油藏單井產量的統(tǒng)計，建立了主要油藏類型的無因次月產量模型(圖1)。給定單井初產后，可計算設計出評價期內分月度的產量模型。

圖1 中國石化主要油藏類型月度無因次產量變化模型

1.2 單井鉆井“基本投資”

待升級儲量多數(shù)是多輪篩選后剩下的低品位儲量，根據(jù)已發(fā)生的區(qū)塊鉆井投資取值，會遇到效益不過關的瓶頸，可按照市場化原則，優(yōu)選工程成本低的隊伍。鉆完井投資受鉆井深度、鉆完井隊伍、直接材料、人工成本等影響，不同地區(qū)不同油藏類型單井投資取值差異較大。本文通過擬合油藏埋深與單井鉆井投資的關系，對標出不同地區(qū)單井鉆井投資的先進水平，并以此作為應達到的水平，稱作“基本投資”。

以中國石化特低滲透油藏直井為例，渤海灣盆地濟陽坳陷(井深小于2 000 m)、鄂爾多斯南部(井深小于2 000 m)的單井鉆井投資較低，這代表了基本水平。在相同井深條件下，考慮鉆井技術對復雜地質地表條件的適應性，松遼盆地南部、渤海灣盆地東濮凹陷的類似區(qū)塊應參照基本投資，較實際已發(fā)生投資可降低30%左右(圖2)。

圖2 中國石化特低滲透油藏直井鉆井投資估算模型

“基本投資”模型為相同或類似地區(qū)不同公司單井鉆井投資的降低空間提供依據(jù)。再以中國石化鄂爾多斯盆地某油田水平井為例，其鉆井投資逐年降低，從2012年平均2 500萬元降到2014年的1 700萬元。其中，在2 000 m井深下，基本投資1 350萬元，但是中石油在相鄰地區(qū)同井深平均為940萬元。因此，中國石化仍高于中石油水平，有進一步降低投資的空間。

2 計算方法

2.1 方法原理

待升級預測儲量和控制儲量區(qū)塊采用折現(xiàn)現(xiàn)金流法評價，一般需要設計大量具體區(qū)塊的油氣藏產量剖面，結合經濟參數(shù)計算財務凈現(xiàn)值或者內部收益率。但是，預測儲量和控制儲量試油、試采資料有限，需要對應設計多個開發(fā)方案[24-26]。

本文采用經濟界限法，計算目標區(qū)塊井深對應基本投資及相應評價參數(shù)(如油價、成本等)下的單井初產界限指標，直接與區(qū)塊試油產量比較。如果試油井中有一口井初產滿足界限值，則可判定該區(qū)塊有可升級儲量。該方法可實現(xiàn)對大量區(qū)塊的效益性進行初步篩選。經濟界限法是利用盈虧平衡原理計算財務凈現(xiàn)值等于零時的最低單井初產或最小經濟可采儲量規(guī)模。其中，產量剖面應用無因次產量曲線，結合勘探開發(fā)經濟參數(shù)，可快速求解大量目標區(qū)塊的經濟界限指標。若該區(qū)塊所有試油井和試采井均達不到單井初產界限，說明該區(qū)塊整體不可升級。

構建公式(1)和公式(2)所示的單井經濟界限現(xiàn)金流模型。

(1)

(2)

2.2 計算流程

單井經濟界限計算分為3個步驟(圖3)：第一步，根據(jù)評價區(qū)塊油藏類型，參照圖1形成無因次產量系數(shù)；第二步，賦值經濟參數(shù)，包括單井鉆井投資、地面投資、油價、噸油操作成本、相關費用、噸油稅金等；第三步，構建單井經濟界限計算模型?；诘谝徊胶偷诙降幕A參數(shù)，應用公式(1)和公式(2)分別計算單井初產界限和單井經濟可采儲量界限。其中，現(xiàn)金流入模型與無因次產量系數(shù)、單井初產相關；現(xiàn)金流出模型與投資、成本、費用、稅金相關。

圖3 單井經濟界限計算流程

3 應用案例

截至2017年底，中國石化某地區(qū)特低滲透油藏保有預測儲量5.2×108t及113個區(qū)塊，以此為例篩選與效益相關的儲量規(guī)模大小和區(qū)塊數(shù)量。

根據(jù)上述方法，構建中國石化某地區(qū)特低滲透無因次產量曲線模型(圖4)。借鑒圖2中單井鉆井投資水平賦值中國石化該地區(qū)特低滲透不同井深下的投資；油價取40，50，60，70，80美元/桶，折算噸油價格分別為2 014，2 518，3 021，3 525，4 028元；噸油操作成本、相關費用取近3年類比區(qū)塊均值，若無類比區(qū)塊，取同地區(qū)特低滲透油藏類型的3年均值。

圖4 中國石化某地區(qū)特低滲透油藏類型月度無因次產量變化模型

將無因次產量系數(shù)和經濟參數(shù)代入公式(1)求取單井初產界限，代入公式(2)求取單井經濟可采儲量界限，計算結果見圖5。

在基本投資、不同油價下，采用單井初產界限曲線(圖5)篩選試油初產大于界限值的區(qū)塊(圖6)。經評價，40，50，60，70，80 美元/桶下，與效益相關的潛力儲量分別為0.5，0.8，1.2，1.6，1.7 億噸。

圖5 中國石化某地區(qū)特低滲透油藏不同油價下單井經濟界限計算結果

圖6 某地區(qū)特低滲透油藏預測儲量區(qū)塊試油初產與單井初產界限比較

4 結論

(1)本文所述方法以盈虧平衡原理為基礎，研究中國石化主要油藏類型的無因次產量曲線，形成最優(yōu)化條件下的鉆井基本投資模型，構建了基于無因次產量系數(shù)的單井經濟界限計算方法。針對預測儲量和控制儲量升級，本方法具有普遍適用性，滿足評價保有和新增預測儲量和控制儲量升級潛力規(guī)模的需要，也可支撐不同階段勘探開發(fā)項目評價。

(2)本文提供的中國石化不同油藏類型無因次產量曲線和基本投資曲線供研究者參考。在實際操作中，隨著新區(qū)塊發(fā)現(xiàn)和歷史數(shù)據(jù)的不斷變化，產量曲線和投資預測賦值可能與本文有所不同，導致計算結果存在差異，需要針對具體油氣藏結合區(qū)塊實際進行優(yōu)化調整。