巖性氣藏最低經(jīng)濟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.中國石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實驗室，陜西西安 710018）

有效厚度是指達到儲量起算標準的含油氣層系中具有產(chǎn)油（ 氣）能力的那部分儲層厚度[1]。 最低經(jīng)濟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)濟性的判斷指標,也是巖性氣藏容積法儲量評估中圈定含氣面積的經(jīng)濟標準，即只有大于最低經(jīng)濟有效厚度的區(qū)域才能劃入儲量面積， 最低經(jīng)濟有效厚度實質(zhì)上就是巖性氣藏的儲量計算邊界。

對于巖性油氣藏容積法儲量計算中含油（ 氣）面積的圈定，國內(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層一定厚度線作為儲量邊界，有效厚度零線也更多地反映的是地質(zhì)意義上的非有效儲層與有效儲層的分界線。 然儲量計算有其應必須具備的經(jīng)濟條件，即儲量起算標準[1]，它是儲量計算的單井下限日產(chǎn)量，是進行儲量計算的經(jīng)濟條件。 同時，蘇里格氣田生產(chǎn)實踐表明， 統(tǒng)一測井標準解釋的氣井有效厚度與測試日產(chǎn)氣量具有一定的相關性， 由于達到儲量計算的經(jīng)濟條件需要一定厚度值的有效厚度，即最低經(jīng)濟有效厚度。 因此，相對有效厚度零線，最低經(jīng)濟有效厚度在儲量研究中更有意義、更具操作性。

目前針對巖性氣藏儲量計算中最低經(jīng)濟有效厚度如何確定，研究報道很少[2-3]。本文從油田儲量工作實際出發(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)計分析法”對確定儲量最低經(jīng)濟有效厚度進行了探討，方法簡單、實用、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間價值的前提下， 根據(jù)盈虧平衡原理計算出單井的累計銷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)濟可采儲量[2]。

最小回收量體積反推法是國外在儲量評估中常用到的一個方法，根據(jù)已知的單井最小回收量，利用容積法儲量計算公式反推出單井最低經(jīng)濟有效厚度。

下面將根據(jù)最小回收量體積反推法的原理推導最低經(jīng)濟有效厚度的計算公式。 主要分兩個步驟： 第一步，依據(jù)經(jīng)濟學中的盈虧平衡原理，利用單井的投資及操作成本等經(jīng)濟參數(shù)計算出單井回收所有投資及操作成本所需的最小累計生產(chǎn)產(chǎn)量（ 即最小回收量）；第二步，根據(jù)最小回收量，應用容積法儲量計算公式和單井經(jīng)濟采收率反推出最低經(jīng)濟有效厚度。

1.1 最小回收量計算公式推導

1.1.1 前提假設 根據(jù)盈虧平衡原理， 首先要做兩個假設：

假設一： 天然氣的銷售價格不會隨被評價單井天然氣產(chǎn)品的銷售量變化而變化，可以看作一個常數(shù)。這樣就可以認為單井天然氣的銷售收入與銷售量呈線性關系，即：

式中：CIP-單井銷售收入，元；P-天然氣銷售價格，元/103m3；Tax-單位天然氣銷售稅金及附加，元/103m3；Q-單井天然氣銷售量，104m3；Rg-天然氣商品率，f。

假設二： 單井總成本費用是單井投資與操作成本之和， 它與單井天然氣銷售量的關系也可以近似的認為是線性關系，即：

式中：C-單井總成本費用，元；I-單井總投資，元；Co-操作成本，元/103m3。

1.1.2 公式推導 將（ 1）式、（ 2）式在同一坐標圖上表示出來，可以構(gòu)成線性量-本-利分析圖[7]（ 見圖1）。

圖1 線性量-本-利分析圖

圖1 中縱坐標表示銷售收入CIP 與總成本費用C，橫坐標表示天然氣產(chǎn)量Q。 銷售收入線與總成本線在圖中有一個交點Q*，該點表示此時項目銷售收入與總成本費用相等，即需要計算的盈虧平衡點。在該點上單井的累計銷售收入正好等于單井的總成本費用（ 即CIP=C），由此可得到最小回收量的計算公式如下：

式中：Q*-單井最小回收量，104m3。

1.2 最低經(jīng)濟有效厚度計算公式

1.2.1 容積法儲量計算方法 容積法計算原始天然氣地質(zhì)儲量的公式如下：

式中：G-原始天然氣地質(zhì)儲量，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)儲量關系式如下：

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)濟有效厚度與地質(zhì)參數(shù)的關系式：

式中：hE-最低經(jīng)濟有效厚度，m。

1.2.2 最低經(jīng)濟有效厚度計算公式 將（ 3）式與（ 6）式結(jié)合起來可以得到天然氣單井最低經(jīng)濟有效厚度的計算公式：

式中：hE-最低經(jīng)濟有效厚度，m；I-單井總投資，元；P-天然氣銷售價格，元/103m3；Tax-單位天然氣銷售稅金及附加，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 應用實例

S 氣田為典型的巖性氣藏， 將S 氣田盒8 氣藏相關的經(jīng)濟參數(shù)和地質(zhì)參數(shù)（ 見表1）代入到（ 7）式中，可得到S 氣田盒8 氣藏最低經(jīng)濟有效厚度為3 m。

同時，由于天然氣銷售價格會經(jīng)常波動，不同區(qū)塊完鉆井深的不同會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 氣藏不同銷售價格和不同完鉆井深下最低經(jīng)濟有效厚度查詢圖版（ 見圖2）。 通過圖2 可以便捷的查詢出不同銷售價格和完鉆井深下最低經(jīng)濟有效厚度值，方便實際工作中的應用。

表1 S 氣田最低經(jīng)濟有效厚度計算參數(shù)表

圖2 S 氣田盒8 氣藏最低經(jīng)濟有效厚度查詢圖版

2 試氣統(tǒng)計分析法

2.1 方法介紹

氣井測試結(jié)果表明， 測試層段有效厚度與日產(chǎn)氣量具有一定的相關性， 直接建立研究區(qū)塊單井有效厚度與試氣產(chǎn)量統(tǒng)計關系圖， 在關系曲線上找到與儲量起算標準對應的最低經(jīng)濟有效厚度。 這種方法要求研究區(qū)單層試氣資料豐富。

2.2 應用實例

根據(jù)S 氣田實際生產(chǎn)的經(jīng)濟參數(shù)計算得S 氣田盒8 氣藏儲量起算標準對應的試氣產(chǎn)量為1.0×104m3/d。

圖3 S 氣田盒8 氣藏試氣產(chǎn)量與有效厚度關系圖

圖3 是S 氣田盒8 氣藏試氣產(chǎn)量與有效厚度關系圖，從圖上可以看出試氣產(chǎn)量1.0×104m3/d 所對應的有效厚度值約為3 m， 也就說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（ 儲量起算標準），3 m有效厚度能達到儲量計算所需的經(jīng)濟條件， 因此可將3 m 作為S 氣田儲量計算時的最低經(jīng)濟有效厚度。

3 結(jié)論

（ 1）應用最小回收量體積反推法與試氣統(tǒng)計分析法確定的儲量最低經(jīng)濟有效厚度結(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,說明，對于單層試氣資料豐富的巖性氣藏， 應用這兩種方法確定的最低經(jīng)濟有效厚度是合理可靠的。

（ 2）試氣統(tǒng)計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，計算結(jié)果直觀，可以被廣泛應用在低滲透巖性氣藏研究中，在實際儲量計算中，建議將兩種方法結(jié)合使用、相互驗證。

（ 3）最小回收量體積反推法計算的最低經(jīng)濟有效厚度是一個動態(tài)指標，隨著銷售價格、開發(fā)投資、操作成本的變化及地質(zhì)認識的深入，需要不斷進行調(diào)整。

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