巖性氣藏最低經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研究院，陜西西安 710018；2.低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，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油（ 氣）能力的那部分儲層厚度[1]。 最低經濟有效厚度是指回收單井產生所有投資及成本的單井最低有效厚度[2-3]，它是單井經濟性的判斷指標,也是巖性氣藏容積法儲量評估中圈定含氣面積的經濟標準，即只有大于最低經濟有效厚度的區域才能劃入儲量面積， 最低經濟有效厚度實質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濟條件，即儲量起算標準[1]，它是儲量計算的單井下限日產量，是進行儲量計算的經濟條件。 同時，蘇里格氣田生產實踐表明， 統一測井標準解釋的氣井有效厚度與測試日產氣量具有一定的相關性， 由于達到儲量計算的經濟條件需要一定厚度值的有效厚度，即最低經濟有效厚度。 因此，相對有效厚度零線，最低經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，以蘇里格氣田為依托，采用“ 最小回收量體積反推法”與“ 試氣統計分析法”對確定儲量最低經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生所有投資及成本的最低產量，也叫做最低經濟可采儲量[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濟有效厚度。

下面將根據最小回收量體積反推法的原理推導最低經濟有效厚度的計算公式。 主要分兩個步驟： 第一步，依據經濟學中的盈虧平衡原理，利用單井的投資及操作成本等經濟參數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產量（ 即最小回收量）；第二步，根據最小回收量，應用容積法儲量計算公式和單井經濟采收率反推出最低經濟有效厚度。

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品的銷售量變化而變化，可以看作一個常數。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儲量的公式如下：

式中：G-原始天然氣地質儲量，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。

單井最小回收量與單井控制地質儲量關系式如下：

式中：ER-天然氣采收率，f。

根據（ 4）式與（ 5）式可推出最低經濟有效厚度與地質參數的關系式：

式中：hE-最低經濟有效厚度，m。

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

式中：hE-最低經濟有效厚度，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。

1.3 應用實例

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

同時，由于天然氣銷售價格會經常波動，不同區塊完鉆井深的不同會造成單井總投資不同，因此根據（ 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濟有效厚度值，方便實際工作中的應用。

表1 S 氣田最低經濟有效厚度計算參數表

圖2 S 氣田盒8 氣藏最低經濟有效厚度查詢圖版

2 試氣統計分析法

2.1 方法介紹

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

2.2 應用實例

根據S 氣田實際生產的經濟參數計算得S 氣田盒8 氣藏儲量起算標準對應的試氣產量為1.0×104m3/d。

圖3 S 氣田盒8 氣藏試氣產量與有效厚度關系圖

圖3 是S 氣田盒8 氣藏試氣產量與有效厚度關系圖，從圖上可以看出試氣產量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濟條件， 因此可將3 m 作為S 氣田儲量計算時的最低經濟有效厚度。

3 結論

（ 1）應用最小回收量體積反推法與試氣統計分析法確定的儲量最低經濟有效厚度結果非常接近， 且與蘇里格氣田多年生產研究結果相符,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濟有效厚度是合理可靠的。

（ 2）試氣統計分析法能否使用和結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和地質資料少，計算結果直觀，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，建議將兩種方法結合使用、相互驗證。

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

［ 1］ 石油天然氣儲量計算規范（ DZ/T 0217-2005）［ S］.北京：中華人民共和國國土資源部，2005.

［ 2］ 羅波，趙敏，徐濤，等.最低經濟有效厚度計算方法在SEC證實儲量評估中的應用［ J］.化工管理，2013，（ 8）：20-21.

［ 3］ 袁自學.SEC 證實儲量經濟性確定及價值評估方法［ C］.中國石油天然氣股份有限公司勘探與生產分公司編. 美國SEC 準則油氣儲量評估論文集［ M］.北京：石油工業出版，2012：439-453.

［ 4］ 楊通佑，等.石油及天然氣儲量計算方法［ M］.北京：石油工業出版，1998：29-63.

［ 5］ 古鴻軍，李文厚.斷塊油田石油地質儲量計算主要參數的選取方法［ J］.內蒙古石油化工，2006，（ 6）：20-22.

［ 6］ 宋秋銀，洪祥珍，張永旺，等.巖性氣藏儲量參數計算方法的研究［ J］.天然氣勘探與開發，2004，（ 6）：50-53.