鐘家峻，洪楚僑，陳 平，羅吉會(huì)，楊 柳

(中海油(中國(guó))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(chǔ)量研究

鐘家峻，洪楚僑，陳 平，羅吉會(huì)，楊 柳

(中海油(中國(guó))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(chǔ)量的確定至關(guān)重要，是前期平臺(tái)井槽預(yù)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(duì)海上斷塊油田注采井網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，應(yīng)用油藏工程方法推導(dǎo)出井控儲(chǔ)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(chǔ)量經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型，對(duì)海上斷塊油田極限井控儲(chǔ)量進(jìn)行研究。實(shí)例表明，應(yīng)用該方法可以得到南海西部某斷塊油田的極限井控儲(chǔ)量，可為其加密調(diào)整提供依據(jù)。

極限井控儲(chǔ)量；采收率；經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)；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(duì)于海上油田，不僅需要考慮油田整體經(jīng)濟(jì)效益，也需要考慮后期調(diào)整井的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)調(diào)整井單井沒有經(jīng)濟(jì)效益時(shí)，就不能再加密新井，此時(shí)的單井控制儲(chǔ)量即為油田極限井控儲(chǔ)量。

長(zhǎng)期以來，很多學(xué)者[1-8]運(yùn)用油藏工程與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法，對(duì)經(jīng)濟(jì)合理和經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度進(jìn)行研究，很好地指導(dǎo)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(diǎn)，考慮油田整體的經(jīng)濟(jì)效益。而海上油田采用后期調(diào)整井進(jìn)行油田開發(fā)，如果考慮油田整體的經(jīng)濟(jì)效益，勢(shì)必會(huì)讓前期經(jīng)濟(jì)效益好的井去彌補(bǔ)后期沒有經(jīng)濟(jì)效益的調(diào)整井，使得能增加的調(diào)整井井?dāng)?shù)增多，極限井控儲(chǔ)量減小[9-10]。因此，此前的計(jì)算方法已不再適用。應(yīng)用油藏工程方法，推導(dǎo)出海上斷塊油田井控儲(chǔ)量與采收率關(guān)系式，建立單井經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型，從而對(duì)海上油田的極限井控儲(chǔ)量進(jìn)行研究。

1 井控儲(chǔ)量與采收率關(guān)系式

對(duì)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(xué)表達(dá)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(jìn)行開發(fā)。對(duì)于三角形井網(wǎng)，可用注水井和生產(chǎn)井井?dāng)?shù)比(M)、平均每口注水井水驅(qū)控制面積(F)與井控儲(chǔ)量(Nw)來表示三角形注水井網(wǎng)下的3個(gè)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?dāng)?shù)比、平均每口注水井水驅(qū)控制面積以及單井控制儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)量一定時(shí)(井?dāng)?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(fù)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?dāng)?shù)比無窮大時(shí)(M→∞)時(shí)，注入水的波及效率趨近100%(EV→1)。對(duì)式(4)積分，帶入儲(chǔ)量豐度定義，整理得：

(5)

式中：N為油田動(dòng)用儲(chǔ)量，104m3；A為油田含油面積，km2。

對(duì)于具體油田，式(5)中的含油面積、動(dòng)用儲(chǔ)量以及注采井?dāng)?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(chǔ)量趨于0(井?dāng)?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(chǔ)量趨于無窮大時(shí)(井?dāng)?shù)趨于0)，水驅(qū)波及系數(shù)趨于0；在井控儲(chǔ)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?dāng)?shù)比越大，水驅(qū)波及系數(shù)越大?？梢姡降奈锢硪饬x非常明確，這也與油田實(shí)際開發(fā)認(rèn)識(shí)情況相同，進(jìn)一步證明了該關(guān)系式的合理性。

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

2 單井經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的建立

對(duì)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(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)，考慮了資金的時(shí)間價(jià)值，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。內(nèi)部收益率是當(dāng)累計(jì)經(jīng)營(yíng)現(xiàn)金流量(凈現(xiàn)值)為0時(shí)的折現(xiàn)率[13]，其表達(dá)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(shí)間，a；t為生產(chǎn)年限，a。

2.1 單井投資分析

目前，針對(duì)海上油田開發(fā)的投資估算方法較為復(fù)雜[14-15]，涉及因素很多，而油田在開發(fā)投資估算時(shí)又受各種因素的制約，因而單井內(nèi)部收益率計(jì)算相對(duì)復(fù)雜。參照標(biāo)準(zhǔn)《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(jì)參數(shù)、成本及收入構(gòu)成進(jìn)行簡(jiǎn)化，將所有成本簡(jiǎn)化為兩部分，即開發(fā)固定投資(包括勘探投資、平臺(tái)費(fèi)用、鉆完井費(fèi)用以及棄置費(fèi))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(fèi)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(jì)算公式為：

(9)

類比油田實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)單井年產(chǎn)量進(jìn)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(jià)，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(jì)算

在得到單井投資與單井收入計(jì)算模型后，代入內(nèi)部收益率計(jì)算公式(7)，得到單井內(nèi)部收益率計(jì)算模型：

(1+FIRR)-i=0

(11)

目前規(guī)定該油田的基準(zhǔn)內(nèi)部收益率為12%。通過上述方法計(jì)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(chǔ)量，此時(shí)的井控儲(chǔ)量即為極限井控儲(chǔ)量。

3 應(yīng)用實(shí)例

南海西部某一斷塊油田，采用類似三角形井網(wǎng)進(jìn)行注水開發(fā)，含油面積為6.3 km2，動(dòng)用石油地質(zhì)儲(chǔ)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?dāng)?shù)比為1∶2，井控儲(chǔ)量為39.4×104m3，綜合含水達(dá)到40%，目前井控儲(chǔ)量下的預(yù)測(cè)采收率為26.9%。根據(jù)甲、乙、丙、丁 4種水驅(qū)曲線，采用文獻(xiàn)[12]中的方法進(jìn)行水驅(qū)曲線分析，得到此斷塊油田采收率與井控儲(chǔ)量的關(guān)系式如下：

(12)

根據(jù)油田實(shí)際固定開發(fā)投資、操作成本與相關(guān)經(jīng)濟(jì)參數(shù)，油價(jià)分別取3 240、3 700、4 170、4 630 元/t，計(jì)算得到不同井控儲(chǔ)量下調(diào)整井單井所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部收益率(表2)。

表2 不同井?dāng)?shù)對(duì)應(yīng)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(jià)下對(duì)應(yīng)的井?dāng)?shù)，從而得到油田的極限井控儲(chǔ)量和可加密調(diào)整井井?dāng)?shù)(表3)。

表3 不同油價(jià)下極限井控儲(chǔ)量與可加密井?dāng)?shù)

由表3可知：①在目前井控儲(chǔ)量條件下，式(13)預(yù)測(cè)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(jià)的增加，極限井控儲(chǔ)量逐漸降低，在油價(jià)為3 700 元/t時(shí)，極限井控儲(chǔ)量為37.7×104m3，預(yù)測(cè)采收率為28.1%；③當(dāng)油價(jià)為3 700 元/t時(shí)，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(duì)油田進(jìn)行挖潛，且當(dāng)油價(jià)增加的情況下，可增加調(diào)整井?dāng)?shù)量。

4 結(jié) 論

(1) 通過對(duì)海上斷塊油田的注采井網(wǎng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，應(yīng)用油藏工程方法推導(dǎo)出井控儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)，對(duì)開發(fā)投資進(jìn)行簡(jiǎn)化，并建立海上油田極限井控儲(chǔ)量研究經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型。

(3) 通過求取井控儲(chǔ)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(chǔ)量與水驅(qū)采收率的關(guān)系式，進(jìn)而求得不同油價(jià)下的極限井控儲(chǔ)量。

[1] 李道品.低滲透油田高效開發(fā)決策論[M].北京：石油工業(yè)出版社，2003：214-230.

[2] 陶自強(qiáng).利用水驅(qū)曲線計(jì)算合理井網(wǎng)密度[J].新疆石油地質(zhì)，2008，29(6)：740-741.

[3] 黃金山.油田經(jīng)濟(jì)極限井網(wǎng)密度計(jì)算新方法[J].油氣地質(zhì)與采收率，2013，20(3)：53-56.

[4] 劉世良，鄭應(yīng)釗.確定老油田合理井網(wǎng)密度和極限井網(wǎng)密度的新方法[J].新疆石油地質(zhì)，2004，25(3)：310-311.

[5] 周金應(yīng)，萬怡妏.一種計(jì)算高含水后期合理井網(wǎng)密度的新方法[J].特種油氣藏，2008，15(2)：52-55.

[6] 朱圣舉，劉寶良.確定低滲透油藏合理井網(wǎng)密度和極限井網(wǎng)密度的新方法[J].特種油氣藏，1999，6(1)：14-17.

[7] 王峰.低滲透油藏井網(wǎng)加密試驗(yàn)研究[J].特種油氣藏，2006，13(3)：60-62.

[8] 關(guān)富佳，雷小麗.直角三角形小斷塊油藏注采井網(wǎng)模擬優(yōu)化研究[J].特種油氣藏，2013，20(1)：74-76.

[9] 劉秀婷，王勝義，楊軍.多目標(biāo)優(yōu)化法確定油田合理井網(wǎng)密度[J].新疆石油地質(zhì)，2004，25(1)：74-76.

[10] 譚先紅.確定海上油田經(jīng)濟(jì)合理和經(jīng)濟(jì)極限單井控制儲(chǔ)量的方法研究[J].科技管理，2011，1(1)：24-26.

[11] 楊鳳波.注采井?dāng)?shù)比對(duì)水驅(qū)采收率的影響[J].新疆石油地質(zhì)，1998，19(5)：410-413.

[12] 管紀(jì)昂，武若霞，韓東.用生產(chǎn)資料確定謝卡爾喬夫公式參數(shù)的方法[J].西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2003，18(2)：25-27.

[13] 朱玉璽.智能決策與石油儲(chǔ)量評(píng)價(jià)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1999.306-307.

[14] 李宏偉，譚家華.海上油田開發(fā)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)[J].中國(guó)海上油氣：工程，1997，9(3)：48-53.

[15] 文浩，劉德華.淺海油田產(chǎn)能建設(shè)投資與單井技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010，4(3)：103-108.

編輯 姜 嶺

20150309；改回日期：20150615

中國(guó)海洋石油(中國(guó))有限公司科研項(xiàng)目“南海西部海域水淹層動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)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(xué)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(xué)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