岩性气藏最低经济有效厚度确定方法探讨

2015-08-10桂小军张园春李连霞戚林河

石油化工应用 2015年9期

方芳，桂小军，周虎，张园春，李连霞，戚林河

（ 1.中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西西安 710018；2.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710018）

有效厚度是指达到储量起算标准的含油气层系中具有产油（气）能力的那部分储层厚度[1]。最低经济有效厚度是指回收单井产生所有投资及成本的单井最低有效厚度[2-3]，它是单井经济性的判断指标,也是岩性气藏容积法储量评估中圈定含气面积的经济标准，即只有大于最低经济有效厚度的区域才能划入储量面积，最低经济有效厚度实质上就是岩性气藏的储量计算边界。

对于岩性油气藏容积法储量计算中含油（气）面积的圈定，国内曾有许多供以借鉴的做法[4-6]，通常是采用有效厚度零线或渗透储层一定厚度线作为储量边界，有效厚度零线也更多地反映的是地质意义上的非有效储层与有效储层的分界线。然储量计算有其应必须具备的经济条件，即储量起算标准[1]，它是储量计算的单井下限日产量，是进行储量计算的经济条件。同时，苏里格气田生产实践表明，统一测井标准解释的气井有效厚度与测试日产气量具有一定的相关性，由于达到储量计算的经济条件需要一定厚度值的有效厚度，即最低经济有效厚度。因此，相对有效厚度零线，最低经济有效厚度在储量研究中更有意义、更具操作性。

目前针对岩性气藏储量计算中最低经济有效厚度如何确定，研究报道很少[2-3]。本文从油田储量工作实际出发，以苏里格气田为依托，采用“ 最小回收量体积反推法”与“ 试气统计分析法”对确定储量最低经济有效厚度进行了探讨，方法简单、实用、效果好。

1 最小回收量体积反推法

单井最小回收量（ payout recovery），就是在不考虑资金时间价值的前提下，根据盈亏平衡原理计算出单井的累计销售收入能够正好回收单井产生所有投资及成本的最低产量，也叫做最低经济可采储量[2]。

最小回收量体积反推法是国外在储量评估中常用到的一个方法，根据已知的单井最小回收量，利用容积法储量计算公式反推出单井最低经济有效厚度。

下面将根据最小回收量体积反推法的原理推导最低经济有效厚度的计算公式。主要分两个步骤：第一步，依据经济学中的盈亏平衡原理，利用单井的投资及操作成本等经济参数计算出单井回收所有投资及操作成本所需的最小累计生产产量（即最小回收量）；第二步，根据最小回收量，应用容积法储量计算公式和单井经济采收率反推出最低经济有效厚度。

1.1 最小回收量计算公式推导

1.1.1 前提假设根据盈亏平衡原理，首先要做两个假设：

假设一：天然气的销售价格不会随被评价单井天然气产品的销售量变化而变化，可以看作一个常数。这样就可以认为单井天然气的销售收入与销售量呈线性关系，即：

式中：CIP-单井销售收入，元；P-天然气销售价格，元/103m3；Tax-单位天然气销售税金及附加，元/103m3；Q-单井天然气销售量，104m3；Rg-天然气商品率，f。

假设二：单井总成本费用是单井投资与操作成本之和，它与单井天然气销售量的关系也可以近似的认为是线性关系，即：

式中：C-单井总成本费用，元；I-单井总投资，元；Co-操作成本，元/103m3。

1.1.2 公式推导将（ 1）式、（ 2）式在同一坐标图上表示出来，可以构成线性量-本-利分析图[7]（见图1）。

图1 线性量-本-利分析图

图1 中纵坐标表示销售收入CIP 与总成本费用C，横坐标表示天然气产量Q。销售收入线与总成本线在图中有一个交点Q*，该点表示此时项目销售收入与总成本费用相等，即需要计算的盈亏平衡点。在该点上单井的累计销售收入正好等于单井的总成本费用（即CIP=C），由此可得到最小回收量的计算公式如下：

式中：Q*-单井最小回收量，104m3。

1.2 最低经济有效厚度计算公式

1.2.1 容积法储量计算方法容积法计算原始天然气地质储量的公式如下：

式中：G-原始天然气地质储量，108m3；A-面积，km2；h-平均有效厚度，m；Ф-平均孔隙度，f；Sg-平均原始含气饱和度，f；Bgi-平均地层天然气体积系数。

单井最小回收量与单井控制地质储量关系式如下：

式中：ER-天然气采收率，f。

根据（ 4）式与（ 5）式可推出最低经济有效厚度与地质参数的关系式：

式中：hE-最低经济有效厚度，m。

1.2.2 最低经济有效厚度计算公式将（ 3）式与（ 6）式结合起来可以得到天然气单井最低经济有效厚度的计算公式：

式中：hE-最低经济有效厚度，m；I-单井总投资，元；P-天然气销售价格，元/103m3；Tax-单位天然气销售税金及附加，元/103m3；Co-操作成本，元/103m3；Rg-天然气商品率，f；ER-天然气采收率，f；A-单井控制面积，km2；φ-平均孔隙度，f；Sg-平均原始含气饱和度，f；Bgi-平均地层天然气体积系数。

1.3 应用实例

S 气田为典型的岩性气藏，将S 气田盒8 气藏相关的经济参数和地质参数（见表1）代入到（ 7）式中，可得到S 气田盒8 气藏最低经济有效厚度为3 m。

同时，由于天然气销售价格会经常波动，不同区块完钻井深的不同会造成单井总投资不同，因此根据（ 7）式，可以绘制出S 气田盒8 气藏不同销售价格和不同完钻井深下最低经济有效厚度查询图版（见图2）。通过图2 可以便捷的查询出不同销售价格和完钻井深下最低经济有效厚度值，方便实际工作中的应用。

表1 S 气田最低经济有效厚度计算参数表

图2 S 气田盒8 气藏最低经济有效厚度查询图版

2 试气统计分析法

2.1 方法介绍

气井测试结果表明，测试层段有效厚度与日产气量具有一定的相关性，直接建立研究区块单井有效厚度与试气产量统计关系图，在关系曲线上找到与储量起算标准对应的最低经济有效厚度。这种方法要求研究区单层试气资料丰富。

2.2 应用实例

根据S 气田实际生产的经济参数计算得S 气田盒8 气藏储量起算标准对应的试气产量为1.0×104m3/d。

图3 S 气田盒8 气藏试气产量与有效厚度关系图

图3 是S 气田盒8 气藏试气产量与有效厚度关系图，从图上可以看出试气产量1.0×104m3/d 所对应的有效厚度值约为3 m，也就说3 m 以上的有效厚度基本可确保试气产量大于1.0×104m3/d（储量起算标准），3 m有效厚度能达到储量计算所需的经济条件，因此可将3 m 作为S 气田储量计算时的最低经济有效厚度。