海上斷塊油田極限井控儲量研究

鐘家峻，洪楚僑，陳 平，羅吉會，楊 柳

(中海油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

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海上斷塊油田極限井控儲量研究

鐘家峻，洪楚僑，陳 平，羅吉會，楊 柳

(中海油(中國)有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057)

海上斷塊油田極限井控儲量的確定至關重要，是前期平臺井槽預留、后期油田調整開發方案工作量確定的理論依據。對海上斷塊油田注采井網進行簡化，應用油藏工程方法推導出井控儲量與水驅采收率的關系式，在此基礎上建立海上油田井控儲量經濟評價模型，對海上斷塊油田極限井控儲量進行研究。實例表明，應用該方法可以得到南海西部某斷塊油田的極限井控儲量，可為其加密調整提供依據。

極限井控儲量；采收率；經濟評價；油藏工程；海上斷塊油田

0 引 言

海上油田的開發不同于陸上油田，其開發成本高，開發難度大，往往采用前期基礎井網、后期加密調整井的布井方式開發。對于海上油田，不僅需要考慮油田整體經濟效益，也需要考慮后期調整井的經濟效益。當調整井單井沒有經濟效益時，就不能再加密新井，此時的單井控制儲量即為油田極限井控儲量。

長期以來，很多學者[1-8]運用油藏工程與經濟評價方法，對經濟合理和經濟極限井網密度進行研究，很好地指導了陸地油田開發井網部署和井網調整。這些研究均以井網整體部署為出發點，考慮油田整體的經濟效益。而海上油田采用后期調整井進行油田開發，如果考慮油田整體的經濟效益，勢必會讓前期經濟效益好的井去彌補后期沒有經濟效益的調整井，使得能增加的調整井井數增多，極限井控儲量減小[9-10]。因此，此前的計算方法已不再適用。應用油藏工程方法，推導出海上斷塊油田井控儲量與采收率關系式，建立單井經濟評價模型，從而對海上油田的極限井控儲量進行研究。

1 井控儲量與采收率關系式

對于水驅砂巖油田，水驅采收率等于水驅波及系數與水驅油效率的乘積，其數學表達式為：

ER=EDEV

(1)

式中：ER為水驅采收率，%；ED為極限水驅油效率，%；EV為水驅波及體積系數，%。

海上水驅開發砂巖油田，多采用類似三角形井網進行開發。對于三角形井網，可用注水井和生產井井數比(M)、平均每口注水井水驅控制面積(F)與井控儲量(Nw)來表示三角形注水井網下的3個特征參數[11]。若井距為a，則其理論關系如表1所示。

將表1中三角形井網的注采井數比、平均每口注水井水驅控制面積以及單井控制儲量數據回歸(相關系數R2=0.990 5)，有：

F=2.08M-0.5Nw/Ω0

(2)

式中：F為平均每口注水井水驅控制面積，m2；Nw為單井控制儲量，104m3。

假設油藏為多層分布，具有非均質性，油層厚度分布及注入水波及厚度均勻。在單井控制儲量一定時(井數不變)，單位注水體積變化率(dVB/VB)將隨注水井水驅控制面積(F)減小而增大，呈負相關關系，即：

(3)

式中：VB為單位注水體積，m3；b是與井網完善程度、油藏地質參數有關的系數。

表1 三角形注水井網特征參數

結合式(2)、(3)，除以油藏含油體積，則注入水體積波及系數變化率為：

(4)

式中：EV為注入水波及效率。

由此可知，在注采井數比無窮大時(M→∞)時，注入水的波及效率趨近100%(EV→1)。對式(4)積分，帶入儲量豐度定義，整理得：

(5)

式中：N為油田動用儲量，104m3；A為油田含油面積，km2。

對于具體油田，式(5)中的含油面積、動用儲量以及注采井數比為已知量，令β=-2.08A/(NM0.5)，則式(5)轉化為：

ER=EDe-bβNw

(6)

式(6)適用于三角形注采井網下的水驅砂巖油藏，其公式形式與經典的謝爾卡喬夫公式[1]基本一致。在β值一定的條件下，井控儲量趨于0(井數無窮大)，水驅波及系數趨于1，水驅采收率趨于驅油效率；井控儲量趨于無窮大時(井數趨于0)，水驅波及系數趨于0；在井控儲量一定的條件下，井網完善程度越大、油層物性參數越好、注采井數比越大，水驅波及系數越大?？梢?，公式的物理意義非常明確，這也與油田實際開發認識情況相同，進一步證明了該關系式的合理性。

實際油田進行水驅采收率與井控儲量關系式中相關參數(ED與b)的求取時，可根據文獻[12]中的方法。

2 單井經濟評價模型的建立

對于海洋油田開發，內部收益率是反映油田開發獲利能力的動態評價指標，考慮了資金的時間價值，具有很強的實用性。內部收益率是當累計經營現金流量(凈現值)為0時的折現率[13]，其表達式為：

(7)

式中：FIRR為內部收益率，%；CI為該期油田開發收入，元；CO為該期油田投資，元；i為油井生產時間，a；t為生產年限，a。

2.1 單井投資分析

目前，針對海上油田開發的投資估算方法較為復雜[14-15]，涉及因素很多，而油田在開發投資估算時又受各種因素的制約，因而單井內部收益率計算相對復雜。參照標準《海上油田總體開發方案編制技術》(Q/HS 0002-2011)，將海上油氣田的開發相關經濟參數、成本及收入構成進行簡化，將所有成本簡化為兩部分，即開發固定投資(包括勘探投資、平臺費用、鉆完井費用以及棄置費)和操作成本、操作成本上漲率。根據研究思路將兩部分成本平均到單井，考慮生產年限，則單井投資關系式為：

(8)

式中：Ikf為單井前期開發固定投資(將開發固定投資平均到單井)，元；B為單井操作成本(平均單井年操作費用)，元；F為操作成本上漲率，%。

2.2 單井收入分析

單井的收入是通過變賣該井所產原油為基礎的，單井的采油量即為此調整井的增油量，計算公式為：

(9)

類比油田實際生產情況，對單井年產量進行排產，則單井收入關系式為：

CI=PsqiV(1-Rx)

(10)

式中：Ps為油價，元/t；qi為單井歷年產量，t；V為原油商品率；Rx為綜合稅率。

2.3 內部收益率計算

在得到單井投資與單井收入計算模型后，代入內部收益率計算公式(7)，得到單井內部收益率計算模型：

(1+FIRR)-i=0

(11)

目前規定該油田的基準內部收益率為12%。通過上述方法計算出調整井單井內部收益率不小于12%(或相近)的井控儲量，此時的井控儲量即為極限井控儲量。

3 應用實例

南海西部某一斷塊油田，采用類似三角形井網進行注水開發，含油面積為6.3 km2，動用石油地質儲量為828.4×104m3，油田經過2期調整，已布井21口，其中采油井14口，注水井7口，注采井數比為1∶2，井控儲量為39.4×104m3，綜合含水達到40%，目前井控儲量下的預測采收率為26.9%。根據甲、乙、丙、丁 4種水驅曲線，采用文獻[12]中的方法進行水驅曲線分析，得到此斷塊油田采收率與井控儲量的關系式如下：

(12)

根據油田實際固定開發投資、操作成本與相關經濟參數，油價分別取3 240、3 700、4 170、4 630 元/t，計算得到不同井控儲量下調整井單井所對應的內部收益率(表2)。

表2 不同井數對應的內部收益率

以內部收益率不小于12%為界限，得到不同油價下對應的井數，從而得到油田的極限井控儲量和可加密調整井井數(表3)。

表3 不同油價下極限井控儲量與可加密井數

由表3可知：①在目前井控儲量條件下，式(13)預測的采收率為27.2%，與油田26.9%的采收率誤差僅為1.1%；②隨著油價的增加，極限井控儲量逐漸降低，在油價為3 700 元/t時，極限井控儲量為37.7×104m3，預測采收率為28.1%；③當油價為3 700 元/t時，根據剩余油分布情況，油田在剩余油富集區可增加1口調整井對油田進行挖潛，且當油價增加的情況下，可增加調整井數量。

4 結 論

(1) 通過對海上斷塊油田的注采井網進行簡化，應用油藏工程方法推導出井控儲量與水驅采收率的關系式。

(2) 參考海上油田總體開發方案編制標準，對開發投資進行簡化，并建立海上油田極限井控儲量研究經濟評價模型。

(3) 通過求取井控儲量與采收率關系式中的參數，得到南海西部某斷塊油田井控儲量與水驅采收率的關系式，進而求得不同油價下的極限井控儲量。

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編輯 姜 嶺

20150309；改回日期：20150615

中國海洋石油(中國)有限公司科研項目“南海西部海域水淹層動態評價技術及開發潛力研究”(YXKY-2014-ZJ-01)

鐘家峻(1986-)，男，助理工程師，2010年畢業于西南石油大學石油工程專業，2014年畢業于該校油氣田開發專業，獲碩士學位，現從事油氣田開發工程方面的科研工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.04.035

TE341

A

1006-6535(2015)04-0133-04