難動用油氣儲量開采經(jīng)濟界限分析及開采對策
(本文作者:王亮國1,2 1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院;2.中同石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院)
摘要:難動用油氣儲量的開采經(jīng)濟風險性較大,生產(chǎn)過程中的諸多不確定或不可預(yù)測因素都會造成對其開發(fā)虧本,因而導(dǎo)致大量的油氣儲量因為技術(shù)的、經(jīng)濟的原因難以動用。為此,從地質(zhì)、經(jīng)濟、工藝技術(shù)條件等方面對難動用油氣儲量的概念進行界定,并對其進行了分類;結(jié)合實例,采用單井經(jīng)濟基準平衡法分析了難動用油氣儲量開采的經(jīng)濟性和經(jīng)濟下限,評價了氣價與投資對難動用儲量的影響。針對其可動用性,綜合分析了其地質(zhì)與儲層特征,提出了相應(yīng)的技術(shù)措施與對策。該項研究對提高我國難動用油氣儲量的開采具有一定的參考意義。
關(guān)鍵詞:難動用;油氣儲量;經(jīng)濟下限;產(chǎn)量;效益
1 難動用儲量概念與分類
難動用油氣儲量指的是品位低、豐度低,在目前經(jīng)濟、工藝技術(shù)條件下,開發(fā)成本高、經(jīng)濟效益差以及產(chǎn)能規(guī)模與儲量規(guī)模不匹配以至于難以開采或不具有工業(yè)開采價值的地質(zhì)儲量。其顯著特點是:賦存的儲層品質(zhì)差、儲量豐度低;對工藝技術(shù)要求高,其開采成本高,經(jīng)濟效益差;其產(chǎn)能規(guī)模與儲量規(guī)模不匹配;與目前的開采工藝技術(shù)、經(jīng)濟環(huán)境狀況密切相關(guān)。難動用儲量的開發(fā)是一項系統(tǒng)工程,首先要有市場的需求、適度的油氣價格;其次技術(shù)上需要多學(xué)科聯(lián)合協(xié)作,利用先進的工藝技術(shù)方法;同時還需要有先進的經(jīng)營管理模式才能經(jīng)濟有效地開采。
根據(jù)難動用油氣儲量概念,從儲量計算規(guī)范方面可以界定難動用儲量包含以下兩種類型:
1) 探明儲量含油氣面積范圍內(nèi)的不具備工業(yè)開采價值的地質(zhì)儲量,這部分儲量既包含待核銷儲量(經(jīng)勘探開發(fā)資料證實需上報核銷的儲量),又包含表外儲量(目前采油氣技術(shù)達不到工業(yè)化開采要求的儲量)。
2) 待落實儲量,即達不到石油天然氣儲量規(guī)范要求的儲量。
另一方面,由于儲層改造是目前低滲、致密油氣藏最有效的增產(chǎn)技術(shù)措施[1]。因此,從目前儲層改造工藝方面可以界定難動用儲量包括兩種類型,即“工藝儲量”和“非工藝儲量”。其中“工藝儲量”是指存在于開采條件相對較好儲層中的儲量(據(jù)關(guān)福春),該部分儲量經(jīng)過現(xiàn)有儲層改造技術(shù)或改進的儲層改造工藝技術(shù)改造后在一段時間內(nèi)儲量能動用;“非工藝儲量”是指存在于更差儲層條件中的儲量,該類儲量在現(xiàn)有儲層改造技術(shù)下一般不能獲得工業(yè)產(chǎn)能,需要對儲層改造工藝技術(shù)進一步攻關(guān)、創(chuàng)新,在較長時間內(nèi)才能逐步有效地動用。從這個角度講,難動用儲量開發(fā)效果的好壞取決于工藝儲量在難動用儲量中所占的比例。
2 難動用儲量開采的經(jīng)濟界限研究
2.1 難動用儲量的經(jīng)濟界限
一個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,這涉及不同油氣價格條件下油氣井經(jīng)濟極限產(chǎn)量和經(jīng)濟極限儲量的問題。不同的油氣藏地質(zhì)條件或不同儲層品質(zhì)的儲量,油氣井經(jīng)濟極限產(chǎn)量和經(jīng)濟極限儲量顯然不同?,F(xiàn)以國內(nèi)Ⅰ號氣田未動用儲量實際為基礎(chǔ),用單井經(jīng)濟基準平衡法,來對單井難動用儲量開采進行經(jīng)濟下限分析[2]。
單井經(jīng)濟參數(shù)采用:較低氣價0.737 7元/m3,目前氣價0.9523元/m3,預(yù)計近期上漲后氣價1.2元/m3,預(yù)測將來上浮為1.5元/m3。根據(jù)Ⅰ號氣田實際計算單井開發(fā)投資:鉆井成本743萬元,地面工程120萬元,利息26萬元,合計889萬元。
利用經(jīng)濟評價軟件(或自編程序)對氣井邊際產(chǎn)量和經(jīng)濟極限可采儲量進行求解,條件是內(nèi)部收益率為12%或凈現(xiàn)值為0。當單井初期產(chǎn)量大于等于邊際值,且15a累積產(chǎn)量大于等于經(jīng)濟可采儲量時,則在此類儲量區(qū)域內(nèi)打井生產(chǎn)經(jīng)濟上可行,否則要進一步提升氣價或縮減開采投資才能盈利。
Ⅰ號氣田J3s21氣藏氣井平均穩(wěn)產(chǎn)期3a,老井產(chǎn)量遞減率13%。在目前氣價(0.9523元/m3)下儲量動用的技術(shù)界限值是:單井穩(wěn)定期產(chǎn)量應(yīng)大于等于0.63×104m3/d,單井廢棄前累計產(chǎn)量應(yīng)大于等于2149×104m3,單井控制地質(zhì)儲量應(yīng)大于等于0.42×108m3。隨著氣價上升單井技術(shù)界限指標變小,當氣價由0.7377元/m3上漲到0.9523元/m3時單井技術(shù)界限指標縮減23%(表1)。
根據(jù)上面研究計算的Ⅰ號氣田3個不同埋深氣藏J3s21(2300m)、J3s23(2450m)、J3s31(2600m)氣價與單井邊際產(chǎn)量值的關(guān)系,通過歸納分析,可知隨著氣價上漲單井產(chǎn)量界限值呈冪指數(shù)遞減,當氣價小于1.5元/m3時單井產(chǎn)量界限值遞減較快;當氣價大于等于1.5元/m3時趨于平穩(wěn)(見圖1),說明氣價對難動用儲量的動用影響較大。
2.2 生產(chǎn)井經(jīng)濟極限產(chǎn)量的確定
油氣井投產(chǎn)后,會以一定產(chǎn)量穩(wěn)定生產(chǎn)一段時間,隨后產(chǎn)量開始出現(xiàn)遞減,產(chǎn)量持續(xù)下降直到廢棄。當油氣井產(chǎn)量衰竭到某一值時,其產(chǎn)出量儀夠維持油氣井直接操作成本,低于這個值再繼續(xù)生產(chǎn),就會發(fā)生經(jīng)濟虧損,這一產(chǎn)量就是油氣井的經(jīng)濟極限產(chǎn)量(廢棄產(chǎn)量)。確定未動用油氣井的經(jīng)濟極限產(chǎn)量采用的是盈虧平衡[3],即:
經(jīng)濟極限產(chǎn)量×油氣銷售價≥油氣井直接操作成本+稅費
選用Ⅰ號氣田實際生產(chǎn)中發(fā)生的平均成本計算經(jīng)濟極限產(chǎn)量,氣井直接操作成本見表2。經(jīng)計算,氣井的經(jīng)濟極限產(chǎn)量(廢棄產(chǎn)量)為1369m3/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)評價期。
2.3 儲量動用界限與氣價、投資分析
氣價對提高難動用儲量動用率是非常明最的。以Ⅰ號氣田為例,當在目前氣價0.9523元/m3條件下,Ⅰ+Ⅱ類可動用儲量為36.50×108m3;當氣價上升為1.2元/m3時,難動用Ⅲ類儲量巾有43.23×108m3變?yōu)榭蓜佑?氣價上升為1.5元/m3時,難動用Ⅲ類儲量中又增加有38.25×108m3變?yōu)榭蓜佑谩?/div>
儲量動用的技術(shù)界限值(邊際值)不但與油氣價敏感,而且與投資成本也密切相關(guān)。在一定的范同內(nèi)適當降低生產(chǎn)投資費用,利于難動用儲量開發(fā)經(jīng)濟效益的提高。表3為研究選用的Ⅰ號氣田儲量動用界限與生產(chǎn)投資變化關(guān)系表,由表3可算出投資降低20%時,儲量動用邊際值降低20%~22%。而當氣價由0.9523元/m3上浮至1.143元/m3(也上浮20%時),儲量動用邊際值降低16%~17%,相比之下儲量動用的技術(shù)界限值與投資成本更敏感。因此,在分析難動用儲量的可動用性時是應(yīng)該油氣價格和投資兩方面的經(jīng)濟因素都要考慮。
3 難動用儲量開采的途徑
不同地質(zhì)條件,不同油氣藏類型,其難動用儲量的開采技術(shù)對策是不同的。難動用儲量實際是開發(fā)中的技術(shù)上難動用,且經(jīng)濟評價為低效益或暫無效益的儲量。在實際中,為了盤活這筆巨大的資源潛力,要通過不斷的實踐與研究,采取最合適的技術(shù)系列提高難動用儲量的動用率。在反復(fù)的生產(chǎn)實踐中,需要采取并制訂出如下開發(fā)技術(shù)對策。
3.1 有利儲層預(yù)測技術(shù)
精確預(yù)測有利儲層技術(shù)成為識別油氣層和弄清油氣富集區(qū)的關(guān)鍵,油公司應(yīng)開展多輪次儲層描述與研究,通過深入開展影響儲層儲滲性的地質(zhì)因素(沉積微相、成巖作用和構(gòu)造特征)綜合研究,結(jié)合測井和地震精細解釋與橫向預(yù)測技術(shù),建立起有效的儲層預(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)難動用儲量的勘探和開發(fā)[4]。
3.2 儲層改造工藝技術(shù)
難動用儲量主要是由于其品質(zhì)較差、自然產(chǎn)能較低,必須經(jīng)過有效的儲層改造才能獲得工業(yè)產(chǎn)能。大量的實踐證明,經(jīng)儲層改造后,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)模開采墨。
3.3 多層合采提高單井儲量控制程度
對于發(fā)育多套含油氣儲集體,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量控制程度。如美國懷俄明州Jonah氣田Lance致密砂巖儲層,單砂體一般儲層改造后產(chǎn)量(0.1~0.3)×104m3/d,沒有工業(yè)開采價值。該氣田把Lance儲層縱向上多套砂體分別壓開,進行合采,平均單井產(chǎn)量提高到4.2×104m3/d,盤活了一個低品質(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)特點攻關(guān)解決難動用儲量的開采技術(shù)問題,并已取得了初步成效。當然,多層合采存在不同滲透率的油氣層相互干擾的問題,需要進行油氣藏工程攻關(guān)予以解決。
3.4 與優(yōu)質(zhì)儲量套采提高儲量動用程度
油氣田中常常是可動用儲量與難動用儲量存在于油氣田不同部位中,單獨開采可動用儲量經(jīng)濟效益較好,而單獨開采難動用儲量則要賠本。若研究分析細致,布局合理,完全可以把可動用儲量與難動用儲量一起動用起來。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儲量品位整體較優(yōu),已成為開發(fā)的主力氣層。而J3s21和J3s23儲量品位整體較差,多為難動用儲量,單獨生產(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儲層利用J3s22和J3s24儲層同一套井網(wǎng),進行合采。這樣在有效益的情況下動用了難動用儲量,盤活了儲量資源。
3.5 水平井開采難采儲量
水平井開采技術(shù)也是提高單井產(chǎn)能和儲量控制程度的有效開采技術(shù)。水平井由于其泄流范隔大,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,為難動用儲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)在難動用儲量氣藏開采中應(yīng)用也較普遍[7]。隨著優(yōu)質(zhì)儲量氣藏進入開發(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)儲量的條件下,老井轉(zhuǎn)層到難動用儲量氣層生產(chǎn)已勢在必行。
4 結(jié)束語
國內(nèi)難動用油氣儲量制約著油氣產(chǎn)量的提高,制約著油氣資源的開發(fā)利用。開發(fā)難動用儲量,單靠油氣價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,解決制約難動用儲量開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),提高單井產(chǎn)量,形成針對難動用儲量開發(fā)的有效的技術(shù)手段,以促使難動用儲量的及時動用。
難動用儲量開采經(jīng)濟風險性較大,生產(chǎn)過程中存在諸多不確定或不可預(yù)測的因素都會造成難動用儲量開發(fā)虧本。對此,生產(chǎn)實施部門要降低投資成本,進而降低單井極限產(chǎn)量,提高開采效益。國家應(yīng)優(yōu)化難動用儲量開采投資環(huán)境或給予難動用儲量開采的優(yōu)惠經(jīng)濟政策,為其開發(fā)提供強有力的政策、經(jīng)濟、技術(shù)支撐,為難動用儲量的開發(fā)提供可靠的保障。
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(本文作者:王亮國1,2 1.成都理工大學(xué)能源學(xué)院;2.中同石化西南油氣分公司勘探開發(fā)研究院)
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