APP下载

“生产寿命法”评估SEC储量及其应用

2021-12-23刘志霞张彦振王瑞丽

天然气勘探与开发 2021年4期
关键词:气藏采收率油气田

刘志霞 侯 玮 潘 威 张彦振 王瑞丽

中海石油(中国)有限公司上海分公司

0 引言

按 照 SEC(the U.S.Securities and Exchange Commission,美国证监会)准则评估的储量结果体现了上市油公司的油气储量核心资产[1],石油公司每年需要在纽约证券交易所披露油气储量业绩[2-3],所以其评估结果的可信度和准确性至关重要。对于已经生产油气田,产量出现明显递减趋势时,SEC储量评估通常运用动态法(包括产量递减法、水驱曲线法等)[4]进行持续评估和及时修正;对于未开发油气田或开发早期油气田,产量处于上升期或平稳期,未出现递减趋势时,可以运用类比法[5]进行评估。

如果油气田投产初期的产能递减趋势尚未建立,如何遵循SEC谨慎理念准确评估油气田储量,是储量评估师需要研究的课题。

对于这类油气田,可以运用大数据统计区域范围内生产井的生产寿命规律有效评估SEC储量,这种方法可以避免油气田开发初期SEC储量评估结果过大的风险,提高剩余可采储量的可信度。

1 “生产寿命法”

“生产寿命”是剩余可采储量和年产量的比值[6],是一常见的适用于石油和天然气资源剩余储量度量标准。生产寿命与目标井的年产量之积可作为该井的剩余可采储量。此方法在国际上评估SEC储量时较常运用。

根据经验通常采用生产寿命度量方法对油气田或单井级别储量进行合理性评估及检查,尤其对于以容积法为基础的储量评估,静态的井控含油气面积[7-8]或井控半径通常具有不确定性,评估师会根据生产寿命对评估的油藏工程方法及参数进行判断,基于当前的生产产量,确定油藏参数(井控面积、采收率等)的合理范围(判断取值是否太低或太高)。在新油气田的开发早期,常以初始产量和本区域生产寿命作为单井的泄油井控范围内储量有多少的评估指南,是非常重要的判断方法。

2 “生产寿命法”评估SEC储量路线

一般情况下某个地区的生产寿命度量有既定的范围或规律。例如,在墨西哥湾的水驱石油和天然气储层,经过大量油气井多年的开采实践规律分析得到,单井如果不采取任何措施自然生产时,气井的生产寿命值在2年左右,根据这一规律,在评估该地区其他类似气藏时,生产寿命取值则不宜超过2年,即运用单井年产量乘以生产寿命2年来约束静态法计算的可采储量;如果在评估该地区气藏储量时生产寿命超过这个数值时,则需要给出充分理由。

一般流程是根据某地区或油气田区域生产井的历史数据进行统计分析,判断本区域合理的生产寿命,获得地区平均生产寿命,再根据油气井当前产量换算年产量,年产量与生产寿命乘积则为油气井井控可采储量或某油气藏可采储量。

根据SEC原则,关注在目前生产条件下的可采储量预测[9],对未来的措施应用,则应根据未来的产能和动态特征再进行新的一轮储量预测,避免SEC储量的大幅度变化尤其是大幅度递减。正因如此,运用措施前的生产寿命预测可采储量,来检验并修正静态法—容积法储量中井控含油气半径、储层有效厚度[10-11]以及采收率[12]等重要参数取值的可靠合理性。其流程如下:

(1)直接进行储量评估

①根据经验和油气井生产历史大数据统计分析,判定地区合理的生产寿命(k);

②根据目标井的月产量(Pm),折算年均产能P=12Pm;

③采用生产寿命,估算可采储量(QR)(设定生产寿命期间稳产),

可采储量估算公式为:

式中QR表示可采储量,108m3;k表示生产寿命,年;P表示年均产能,108m3。

④根据生产寿命计算的可采储量(QR)范围,根据初产情况给予一定的稳产期或无稳产期,进行基准日后的实际储量评估(图1、2)。

图1 生产寿命计算剩余可采储量模型图

图2 储量评估计算剩余可采储量模型图

根据公式(1)计算的储量,符合某地区大部分生产井的生产规律,以此结果来进行SEC储量评估,避免出现评估结果偏大情况。

(2)生产寿命计算的可采储量约束井控地质储量和采收率

①根据生产寿命计算的可采储量(QR),判断并修正容积法中的含油气面积(或井控半径)及采收率的合理取值,即

式中QR表示可采储量,天然气为108m3,原油为104m3;Qo:原始地质储量,天然气为108m3,原油为104m3;E表示储量采收率;r:井控半径,m;h:储层有效厚度,m;ω表示单储系数(油气层单位体积中所含的地质储量),天然气为108m3/(km2m),原油为 104m3/(km2m)。

以上参数中,单储系数(ω)和储层有效厚度(h),对于一个油气藏,根据储层参数和分析化验论证确定[13],在SEC储量评估其井控地质储量时,一般情况下采用的数值与SPE[14](Society of Petrolum Engineers,美国石油工程师协会)储量采用的数值基本一致;SEC储量评估重点是确定油气井的合理井控面积及合理采收率。

根据公式(2)计算的储量,应与公式(1)储量差别不大,则合理的井控面积和合理的采收率受生产寿命的约束。对于油藏和气藏其井控范围在同等储层地质条件下取值不同,通常情况下气藏的井控范围大于油藏井控范围;不同井型的井控范围也不相同,水平井大于定向井的井控范围。

②剩余可采储量评估

根据以上论述确定的合理井控面积计算原始地质储量,通过合理的采收率(类比法)确定可采储量后,再类比相似油气藏已生产的递减率[15],评估剩余可采储量。

上市储量评估人员运用此方法评价上市储量时,应充分考虑油气藏开发存在的风险,尤其对于天然气生产井,后期经常会出现水淹情况,在评估证实储量(P1)方案中,对于气藏开发中水淹的不确定性,通常采用相对谨慎的做法,即采用较小的生产寿命,如生产井未加任何措施时的生产寿命,同时调整容积法计算静态储量的泄油气面积和采收率,使得计算的储量不会与生产寿命计算的储量相差较大。

3 应用分析

此方法在某盆地3个气田投产初期上市储量评估时应用效果较好。

根据老油气田21口油气井的生产情况,统计分析生产井的生产寿命。分两种情况:①如果对生产井不实施任何措施时,生产井平均单井生产寿命6 a,大部分井5~6 a(图3);②若实施了措施,其平均单井生产寿命9.6 a。考虑在未来气藏水淹、措施计划不明确或计划投资不落实的情况下,按照SEC原则,通常采用不加措施的生产寿命,即6 a。

图3 某盆地油气田生产寿命统计图(不加任何措施)

按照上述分析的生产寿命对A、B、C 3个气田多个油气藏进行储量评估。即运用生产寿命和初始产量估算其可采储量,约束容积法地质储量中井控半径和采收率的取值。

A气田的H5气藏,储量由X、Y、Z3口井控制(图4),其中X、Y为水平井正在生产,均于某年2月投产,Z井计划后期上返生产H5气层。本气藏投产当年年底进行储量评估时,2口水平井产量均未出现递减,采用容积法估算其井控地质储量,类比法确定采收率,其井控半径和采收率均受“生产寿命法”估算的可采储量约束。

图4 A气田H5气藏含气面积及3口生产井井位图

根据本区油气田的平均生产寿命6 a和X井、Y井的初期产量,分别估算各井井控可采储量。X井投产初期产量较好,日产气20 104m3左右,至年底产量较稳定,初期年产气量约为0.72 108m3(按照一年360 d生产期),其6 a寿命期井控可采储量为4.32 108m3;Y井初期日产气13 104m3,至当年底产量递减较快,日产气为8 104m3,投产至当年年底平均日产量约为10 104m3,初期年产气量约为0.36 108m3,其6 a寿命期中井控可采储量为2.16 108m3。

根据两井生产情况,可推断X井井控地质储量应大于Y井,反推运用容积法计算两口井地质储量时,X井井控面积应该比Y井大。国际上通常根据经验,对于天然气水平井采用640 acre(1 acre =0.004 047 km2)井控面积,对于定向井采用320 acre(图5),具体操作时要视初期产量和生产寿命而定。所以如果确定X井井控面积为640 acre,那么Y井井控面积则应该比640 acre小,暂且确定为320 acre(与定向井相同),井控面积需在气水界面以上的含气面积内[16],然后根据容积法计算的地质储量以及本区采收率,评估可采储量。为了保障SEC储量结果的可信度和可靠性[17],开发初期容积法计算的可采储量不应该大于无措施寿命率计算的可采储量(表1)。此可采储量约束了井控面积(或井控半径)同时也约束了采收率。假如Y水平井给出与X井相同井控面积,其采收率取值则需要小于X井,最终要与无措施寿命率估算的可采储量匹配,否则SEC评估结果会存在偏大风险。对于计划后期上返的定向井Z井,根据经验确定井控面积为320 acre,Z井的储层物性好于Y井,其井控面积按照经验320 acre确定,初始产量类比Y井的产量,其他静态参数均按照单井参数。最后综合3口井的井控可采储量对H5气藏SEC储量进行合理评估。

表1 A气田H5气藏SEC储量评估毛储量计算表

图5 定向井及水平井井控面积示意图

随着开采程度进行,如果后期采取措施,是可以增加可采储量的,也是油气田全生产寿命周期的评估方法[18],但是 SEC原则要求的是高置信度[19-20],在现阶段未开发或开发初期采用无措施生产寿命比较可靠。

4 结论

1)“生产寿命法”是一种有效SEC储量评估方法。根据大数据统计,分析整个地区的生产寿命规律并判断未实施措施的生产井的平均生产寿命,根据地区的平均生产寿命以及目标油气井初期年产量,对剩余可采储量直接进行评估,或对其运用容积法计算的井控地质储量参数及采收率进行控制约束,评估SEC储量,使得评估结果具有较高的置信度。

2)该方法通常运用于未开发或者处于开发早期的油气田,产量递减趋势不明显时,可合理评估剩余可采储量。

3)本次运用该方法于3个油气田的储量评估,效果较好,得到国际SEC储量评估资质专家的认可。此方法在国际上SEC储量评估时应用较多,在国内储量评估运用较少,方法可推广应用。

猜你喜欢

气藏采收率油气田
气田开发中“气藏整体治水”技术理念的形成、发展及理论内涵
工业物联网技术在油气田智能巡检中的应用
智能油气田生产管理系统
油气田勘探与开发国际会议
页岩油藏提高采收率技术及展望
非均布导流下页岩气藏压裂水平井产量模拟
Q井区标定采收率及计算可采储量研究与应用
致密砂岩气藏开发工程技术研究
油气田开发方案申请对外合作项目的关键点解析