深層致密凝析氣藏可動用性分析及開發(fā)技術(shù)對策

王樂之，王海霞，戚志林

（1.中國地質(zhì)大學(xué) （北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國石化石油勘探開發(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型的復(fù)雜氣藏，一方面，與常規(guī)氣藏相比，它的開發(fā)過程中伴隨著復(fù)雜的流體相態(tài)變化，而與常規(guī)凝析氣藏相比，由于低滲透率進一步增加了反凝析傷害，開發(fā)特點更復(fù)雜，開發(fā)難度更大。因此，這類氣藏往往因開發(fā)效果差而作為難動用儲量，隨著我國對油氣資源需求的日益強烈，如何盡快實現(xiàn)這類氣藏的有效動用具有非常重要的現(xiàn)實意義［1］。

1 復(fù)雜的地質(zhì)特征及開發(fā)難點

我國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，開發(fā)難度大，效果差［2］。氣藏主要特征及開發(fā)難點表現(xiàn)在以下幾方面。

1）埋藏深，投資大。氣藏埋藏深，主要氣層埋深3500m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40%～50%，相對穩(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）總體開發(fā)經(jīng)濟效益差。由于埋藏深，儲層致密，氣井產(chǎn)量低，造成井控儲量小而投資大，再加上反凝析傷害影響，氣井累積產(chǎn)量低，開發(fā)效果差，在目前經(jīng)濟技術(shù)條件下，開發(fā)經(jīng)濟效益差，無法實現(xiàn)整體有效動用。

2 儲量可動用性分析及評價

研究中發(fā)現(xiàn)，氣藏整體難動用背景下存在有利儲層發(fā)育部位，位于該區(qū)域的井，穩(wěn)定產(chǎn)量相對較高，穩(wěn)產(chǎn)期較長，具有較好的經(jīng)濟效益。說明該類氣藏存在局部優(yōu)質(zhì)儲量，可獲得開發(fā)效益。在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，氣藏實現(xiàn)經(jīng)濟開發(fā)的唯一途徑就是通過可動用性分析，確定氣藏內(nèi)的相對優(yōu)質(zhì)儲量，優(yōu)先對這部分儲量進行開發(fā)，實現(xiàn)較好的經(jīng)濟效益。本次以東濮凹陷儲量動用程度低的B55塊為例，開展了儲量可動用性分析及評價。

2.1 評價思路

可動用性要求投入開發(fā)后必須具有經(jīng)濟效益，其重點就是開展經(jīng)濟性研究。本次采用經(jīng)濟極限儲量法進行評價，其主要技術(shù)原理是對氣藏開發(fā)的投入產(chǎn)出進行測算，通過現(xiàn)金流量表計算內(nèi)部收益率、財務(wù)凈現(xiàn)值、投資回收期等指標，從而確定達到行業(yè)基準值的條件時氣藏可動用的儲量大小，即為氣藏的可動用儲量。該方法就是要確定氣藏的單井控制經(jīng)濟儲量。新鉆井只有達到或超過單井控制經(jīng)濟儲量，才能在一定的年限內(nèi)收回投資及成本，并產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

同時，結(jié)合產(chǎn)量指標和經(jīng)濟界限指標對儲量進行可動用性分類，既要考慮儲層本身品質(zhì)引起的儲量品質(zhì)差異，也要考慮在現(xiàn)有儲層改造技術(shù)的前提下可以達到的產(chǎn)量，需要把地質(zhì)參數(shù)與產(chǎn)能參數(shù)、經(jīng)濟指標參數(shù)結(jié)合起來，尋找現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)濟條件下具有開發(fā)效益的優(yōu)質(zhì)儲量。

2.2 經(jīng)濟界限研究

經(jīng)濟界限采用現(xiàn)金流法評價。

2.2.1 評價參數(shù)

1）開發(fā)投資。包括鉆井及地面建設(shè)投資，按油田實際鉆井成本和該區(qū)塊氣井投產(chǎn)實際費用平均值測算。

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

3）銷售收入。銷售收入＝商品量×商品率×價格。天然氣、凝析油價格按照油田實際銷售價格測算，天然氣商品率90%，凝析油商品率95%。

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

2.2.2 單井經(jīng)濟極限控制儲量

2.2.2.1 評價方法

對單井進行經(jīng)濟評價，測算其投入與產(chǎn)出。首先要判斷單井經(jīng)濟極限可采儲量是否存在，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，則達到投資回收期那一年的累積產(chǎn)量就是單井經(jīng)濟可采儲量。若不滿足該條件，則這口井開發(fā)無效益，其經(jīng)濟可采儲量不存在。財務(wù)凈現(xiàn)值（FNPV）和內(nèi)部收益率（FIRR）關(guān)系式見式（1）。

式中：FNPV為財務(wù)凈現(xiàn)值，萬元；CI為現(xiàn)金流入量，萬元；CO為現(xiàn)金流出量，萬元；（CI－CO）t為第t年的凈現(xiàn)金流量，萬元；N為計算期，年；FIRR為內(nèi)部收益率，%。

根據(jù)計算的單井經(jīng)濟可采儲量，按氣田標定的平均采收率，可計算出單井經(jīng)濟極限控制儲量G井，見式（2）。

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

2.2.2.2 計算結(jié)果

按照平均井深和凝析油含量，B55塊氣藏單井經(jīng)濟極限可采儲量和單井控制經(jīng)濟儲量計算結(jié)果，見表1。

表1 B55塊單井經(jīng)濟極限儲量計算結(jié)果表

2.3 可動用儲量分類標準建立

2.3.1 儲能系數(shù)的引入

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

2.3.2 產(chǎn)能與儲能系數(shù)關(guān)系評價

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

2.3.3 可動用儲量與儲能系數(shù)的關(guān)系評價

對于直井，B55塊直井在當前氣價下單井經(jīng)濟極限可采儲量（經(jīng)濟極限累產(chǎn)量）為1670×104m3，由圖1推算對應(yīng)的儲能系數(shù)為1.20，即某井或某一區(qū)域儲能系數(shù)達到1.20以上，鉆直井開發(fā)具有經(jīng)濟效益，該井或該區(qū)域內(nèi)儲量為可動用儲量。

而對于水平井，在當前氣價下單井經(jīng)濟極限可采儲量需達到2827×104m3，計算經(jīng)濟極限儲能系數(shù)為1.44，即某一單層儲能系數(shù)須達到1.44，單獨作為水平井的目標層才具有經(jīng)濟效益。

2.3.4 儲量分類標準

根據(jù)儲能系數(shù)界限，可以將B55塊儲量劃分為3類（圖1）。

Ⅰ類可動用：單層儲能系數(shù)達到1.44，在目前技術(shù)經(jīng)濟條件下可單獨作為水平井的目標層的儲量。

Ⅱ類可動用：B55塊含氣范圍內(nèi)疊合儲能系數(shù)大于1.20的儲量分布區(qū)，現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟條件下，對于直井開發(fā)具有經(jīng)濟效益的儲量為Ⅱ類儲量。

Ⅲ類儲量（暫不可動用儲量）：疊合儲能系數(shù)小于1.20，在目前市場平均價格下，開發(fā)不具備經(jīng)濟效益的儲量。這部分儲量需要依靠技術(shù)進步、降低成本或氣價上漲才有開發(fā)動用價值。

其中，Ⅰ類、Ⅱ類儲量為目前技術(shù)經(jīng)濟條件下的可動用儲量。

圖1 B55塊可動用儲量分類標準圖

2.4 評價結(jié)果

分砂組、分層系、全井編制儲能系數(shù)等值線圖，評價B55塊可動用儲量。

按小層和砂組分析（圖2），每個砂組的儲能系數(shù)都沒有達到經(jīng)濟極限儲能系數(shù)1.20。進一步按亞段分層系進行分析，僅在沙三中的B58井區(qū)和B16井區(qū)有少量范圍儲能系數(shù)達到1.20以上，說明各砂組乃至亞段均不具有單獨開發(fā)的開采價值，須作為一套開發(fā)層系開發(fā)，增加井控氣層數(shù)和儲量，才可達到經(jīng)濟開發(fā)價值。

圖2 B55塊儲能系數(shù)某砂組等值線圖

在氣藏全井儲能系數(shù)等值圖上，依據(jù)評價的經(jīng)濟極限儲能系數(shù)圈定出可動用儲量的分布范圍（圖3），并依據(jù)氣藏總有效厚度等值圖評價氣藏的可動用儲量。評價認為，目前技術(shù)經(jīng)濟條件下，B55塊不存在Ⅰ類可動用儲量分布。

Ⅱ類可動用儲量主要分布在B55塊構(gòu)造的腰部B70井—B16井一帶，儲量大小占整個氣藏落實儲量的44%。

Ⅲ類儲量分布在構(gòu)造的頂部和低部位，占整個氣藏落實儲量的56%，說明一半以上的儲量目前都暫不具備經(jīng)濟開發(fā)的條件。

圖3 B55塊總疊合儲能系數(shù)等值線圖

3 開發(fā)技術(shù)對策

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

3.1 對優(yōu)質(zhì)儲量鉆水平井，優(yōu)化完井及分段壓裂技術(shù)提高井控儲量

對于Ⅰ、Ⅱ儲量分布集中區(qū)，推薦采用單井控制儲量大、產(chǎn)能較高的水平井來進行調(diào)整挖潛。應(yīng)用水平井開發(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，評價可知，B55塊水平井目標層經(jīng)濟極限儲能系數(shù)為1.44，由于B55塊儲量品質(zhì)差，不存在I類可動用儲量分布，無可單獨作為水平井目標層的儲量。因此，B55塊要鉆水平井進行開發(fā)，除水平段目標層外，還需要上部直井段鉆遇一定的氣層有效厚度，才能達到經(jīng)濟極限的井控儲量，所以水平井部井原則上不能在上部層系部署，應(yīng)盡量優(yōu)選中下部儲能系數(shù)大的層設(shè)計水平井。

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

3.2 通過局部部署側(cè)鉆水平井提高儲量動用程度

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

3.3 通過大型壓裂和重復(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］，對于低滲致密凝析儲層，實施壓裂不僅可以有效增加泄氣半徑，進而提高了儲量動用程度，也可以起到壓降漏斗變緩，改善滲流條件的目的。對于目前生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的部分氣井由于早期壓裂規(guī)模小，壓裂縫長較短，產(chǎn)出狀況與地質(zhì)儲量較不匹配的問題，可以考慮采用大型加砂壓裂技術(shù)、多層壓裂技術(shù)等進行重復(fù)壓裂，以提高裂縫長度，改造儲層，提高開發(fā)效果。

3.4 加強深層致密凝析氣藏開采工程技術(shù)攻關(guān)

B55塊目前不可動用的Ⅲ類儲量占整個氣藏的一半以上。對于這部分儲量，除爭取市場高價格外，還應(yīng)大力開展凝析氣藏開采技術(shù)攻關(guān)，通過技術(shù)進步，增加產(chǎn)能，降低開發(fā)成本，使這部分儲量能夠早日得到動用，最終實現(xiàn)整個區(qū)塊乃至這類氣藏的有效開采。

4 結(jié)論

1）B55塊儲量品質(zhì)差，難以整體動用，但局部存在相對優(yōu)質(zhì)儲量分布區(qū)，可優(yōu)先動用。

2）B55塊僅存在Ⅱ類可動用儲量，占氣藏總儲量的44%，主要分布在構(gòu)造腰部的B70井～B16井一帶。

3）對可動用儲量分布區(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)提高儲量動用程度及單井產(chǎn)能，實現(xiàn)有效開發(fā)。

4）為達到經(jīng)濟極限井控儲量及增加儲量控制程度，水平井應(yīng)盡量優(yōu)選氣藏中下部的有利層進行設(shè)計部署。

［1］李士倫，孫雷，杜建芬，等.低滲致密氣藏、凝析氣藏開發(fā)難點與對策［J］.新疆石油地質(zhì)，2004，25（2）：156-159.

［2］王樂之，王志祥.東濮凹陷深層低滲凝析氣藏類型判別研究［J］.斷塊油氣田，2006，13（5）：28-30.

［3］李少華.儲能系數(shù)在低滲透油藏開發(fā)中的應(yīng)用［J］.低滲透油氣田，1999，4（3）：31-33.

［4］曾雨辰，陳波，杜愛龍，等.白廟平1水平井多級分段重復(fù)壓裂實踐［J］.石油鉆采工藝，2011，33（6）：79-82.

［5］熊昕東，王世澤，劉汝敏，等.致密砂巖氣藏儲量難動用影響因素及開發(fā)對策［J］.西南石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2008，30（4）：77-80.