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(guān)重要，是前期平臺井槽預留、后期油田調(diào)整開發(fā)方案工作量確定的理論依據(jù)。對海上斷塊油田注采井網(wǎng)進行簡化，應用油藏工程方法推導出井控儲量與水驅(qū)采收率的關(guān)系式，在此基礎(chǔ)上建立海上油田井控儲量經(jīng)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(diào)整提供依據(jù)。

極限井控儲量；采收率；經(jīng)濟評價；油藏工程；海上斷塊油田

0 引 言

海上油田的開發(fā)不同于陸上油田，其開發(fā)成本高，開發(fā)難度大，往往采用前期基礎(chǔ)井網(wǎng)、后期加密調(diào)整井的布井方式開發(fā)。對于海上油田，不僅需要考慮油田整體經(jīng)濟效益，也需要考慮后期調(diào)整井的經(jīng)濟效益。當調(diào)整井單井沒有經(jīng)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(jīng)濟評價方法，對經(jīng)濟合理和經(jīng)濟極限井網(wǎng)密度進行研究，很好地指導了陸地油田開發(fā)井網(wǎng)部署和井網(wǎng)調(diào)整。這些研究均以井網(wǎng)整體部署為出發(fā)點，考慮油田整體的經(jīng)濟效益。而海上油田采用后期調(diào)整井進行油田開發(fā)，如果考慮油田整體的經(jīng)濟效益，勢必會讓前期經(jīng)濟效益好的井去彌補后期沒有經(jīng)濟效益的調(diào)整井，使得能增加的調(diào)整井井數(shù)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(guān)系式，建立單井經(jīng)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(guān)系式

對于水驅(qū)砂巖油田，水驅(qū)采收率等于水驅(qū)波及系數(shù)與水驅(qū)油效率的乘積，其數(shù)學表達式為：

ER=EDEV

(1)

式中：ER為水驅(qū)采收率，%；ED為極限水驅(qū)油效率，%；EV為水驅(qū)波及體積系數(shù)，%。

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

將表1中三角形井網(wǎng)的注采井數(shù)比、平均每口注水井水驅(qū)控制面積以及單井控制儲量數(shù)據(jù)回歸(相關(guān)系數(shù)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(qū)控制面積，m2；Nw為單井控制儲量，104m3。

假設(shè)油藏為多層分布，具有非均質(zhì)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(shù)不變)，單位注水體積變化率(dVB/VB)將隨注水井水驅(qū)控制面積(F)減小而增大，呈負相關(guān)關(guān)系，即：

(3)

式中：VB為單位注水體積，m3；b是與井網(wǎng)完善程度、油藏地質(zhì)參數(shù)有關(guān)的系數(shù)。

表1 三角形注水井網(wǎng)特征參數(shù)

結(jié)合式(2)、(3)，除以油藏含油體積，則注入水體積波及系數(shù)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(shù)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(shù)比為已知量，令β=-2.08A/(NM0.5)，則式(5)轉(zhuǎn)化為：

ER=EDe-bβNw

(6)

式(6)適用于三角形注采井網(wǎng)下的水驅(qū)砂巖油藏，其公式形式與經(jīng)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(shù)無窮大)，水驅(qū)波及系數(shù)趨于1，水驅(qū)采收率趨于驅(qū)油效率；井控儲量趨于無窮大時(井數(shù)趨于0)，水驅(qū)波及系數(shù)趨于0；在井控儲量一定的條件下，井網(wǎng)完善程度越大、油層物性參數(shù)越好、注采井數(shù)比越大，水驅(qū)波及系數(shù)越大。可見，公式的物理意義非常明確，這也與油田實際開發(fā)認識情況相同，進一步證明了該關(guān)系式的合理性。

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

2 單井經(jīng)濟評價模型的建立

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

(7)

式中：FIRR為內(nèi)部收益率，%；CI為該期油田開發(fā)收入，元；CO為該期油田投資，元；i為油井生產(chǎn)時間，a；t為生產(chǎn)年限，a。

2.1 單井投資分析

目前，針對海上油田開發(fā)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(fā)投資估算時又受各種因素的制約，因而單井內(nèi)部收益率計算相對復雜。參照標準《海上油田總體開發(fā)方案編制技術(shù)》(Q/HS 0002-2011)，將海上油氣田的開發(fā)相關(guān)經(jīng)濟參數(shù)、成本及收入構(gòu)成進行簡化，將所有成本簡化為兩部分，即開發(fā)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(jù)研究思路將兩部分成本平均到單井，考慮生產(chǎn)年限，則單井投資關(guān)系式為：

(8)

式中：Ikf為單井前期開發(fā)固定投資(將開發(fā)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(chǎn)原油為基礎(chǔ)的，單井的采油量即為此調(diào)整井的增油量，計算公式為：

(9)

類比油田實際生產(chǎn)情況，對單井年產(chǎn)量進行排產(chǎn)，則單井收入關(guān)系式為：

CI=PsqiV(1-Rx)

(10)

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

2.3 內(nèi)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(nèi)部收益率計算公式(7)，得到單井內(nèi)部收益率計算模型：

(1+FIRR)-i=0

(11)

目前規(guī)定該油田的基準內(nèi)部收益率為12%。通過上述方法計算出調(diào)整井單井內(nèi)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(wǎng)進行注水開發(fā)，含油面積為6.3 km2，動用石油地質(zhì)儲量為828.4×104m3，油田經(jīng)過2期調(diào)整，已布井21口，其中采油井14口，注水井7口，注采井數(shù)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(jù)甲、乙、丙、丁 4種水驅(qū)曲線，采用文獻[12]中的方法進行水驅(qū)曲線分析，得到此斷塊油田采收率與井控儲量的關(guān)系式如下：

(12)

根據(jù)油田實際固定開發(fā)投資、操作成本與相關(guān)經(jīng)濟參數(shù)，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(diào)整井單井所對應的內(nèi)部收益率(表2)。

表2 不同井數(shù)對應的內(nèi)部收益率

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

表3 不同油價下極限井控儲量與可加密井數(shù)

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(jù)剩余油分布情況，油田在剩余油富集區(qū)可增加1口調(diào)整井對油田進行挖潛，且當油價增加的情況下，可增加調(diào)整井數(shù)量。

4 結(jié) 論

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

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

(3) 通過求取井控儲量與采收率關(guān)系式中的參數(shù)，得到南海西部某斷塊油田井控儲量與水驅(qū)采收率的關(guān)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(tài)評價技術(shù)及開發(fā)潛力研究”(YXKY-2014-ZJ-01)

鐘家峻(1986-)，男，助理工程師，2010年畢業(yè)于西南石油大學石油工程專業(yè)，2014年畢業(yè)于該校油氣田開發(fā)專業(yè)，獲碩士學位，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)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