蔣曙鴻，劉彥成，王 朋，康麗俠，劉 峰

（1.中海油研究總院，北京 100028；2.中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100022；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠，寧夏銀川 750006；4.西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065）

目前，我國(guó)能源產(chǎn)量遠(yuǎn)趕不上消費(fèi)需求量，導(dǎo)致一次能源中石油和天然氣對(duì)外依存度不斷攀升，成為制約我國(guó)能源安全和戰(zhàn)略安全的重要瓶頸。加之，近10年來，在常規(guī)大油氣田發(fā)現(xiàn)規(guī)模和個(gè)數(shù)持續(xù)下降、勘探開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)不斷突破的大背景下，非常規(guī)油氣的勘探開發(fā)和生產(chǎn)實(shí)踐得以快速推進(jìn)，非常規(guī)油氣資源也逐步成為我國(guó)油氣生產(chǎn)的重要組成部分。致密氣是當(dāng)今石油工業(yè)的一個(gè)新領(lǐng)域，據(jù)中國(guó)石油2012 年估計(jì)，中國(guó)致密氣總資源量約為16×1012m3，是接替常規(guī)油氣能源的重要力量，是實(shí)現(xiàn)中國(guó)能源革命的突破點(diǎn)。特別是，鄂爾多斯盆地勘探開發(fā)潛力巨大[1-3]，致密氣總資源量約為10.37×1012m3，可采資源量約為4×1012m3。為此，對(duì)于上市油田公司來說，加強(qiáng)對(duì)這部分油氣儲(chǔ)量的客觀評(píng)價(jià)顯得十分重要。

油氣儲(chǔ)量既是上市公司的重要戰(zhàn)略資源，也是制定油田公司未來發(fā)展規(guī)劃和勘探部署的重要參考指標(biāo)[4]。SEC 準(zhǔn)則評(píng)估的證實(shí)儲(chǔ)量是指基于評(píng)估基準(zhǔn)日之后和目前技術(shù)手段可以采出的剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。證實(shí)儲(chǔ)量包括證實(shí)已開發(fā)儲(chǔ)量（PDP）和證實(shí)未開發(fā)儲(chǔ)量（PUD）兩部分，其中證實(shí)已開發(fā)儲(chǔ)量又包括證實(shí)已開發(fā)在生產(chǎn)儲(chǔ)量（PD）和證實(shí)已開發(fā)未生產(chǎn)儲(chǔ)量（包括關(guān)停井（SI）和管外儲(chǔ)量（BP）兩部分）。其中在生產(chǎn)儲(chǔ)量（PD）是指評(píng)估基準(zhǔn)日之前已經(jīng)投入正式開發(fā)的儲(chǔ)量；證實(shí)已開發(fā)未生產(chǎn)儲(chǔ)量（關(guān)停井（SI）和管外儲(chǔ)量（BP））一般指評(píng)估基準(zhǔn)日之前已經(jīng)完鉆、但尚未投入生產(chǎn)的儲(chǔ)量或者由于機(jī)械原因關(guān)停待維修的儲(chǔ)量；其中關(guān)鍵在于這部分儲(chǔ)量大部分投資費(fèi)用已經(jīng)發(fā)生，后續(xù)投入開發(fā)只需少量的完井、補(bǔ)孔、維修或增產(chǎn)措施費(fèi)用。相反，證實(shí)未開發(fā)儲(chǔ)量一般需要較大的投資費(fèi)用并且與現(xiàn)有生產(chǎn)層存在連續(xù)性的地質(zhì)條件，才可以納入證實(shí)儲(chǔ)量；之所以是未開發(fā)，是相對(duì)于評(píng)估基準(zhǔn)日來說的，即評(píng)估基準(zhǔn)日前尚未完鉆，目前這部分的儲(chǔ)量評(píng)估方法主要有類比法、概率法、容積法和動(dòng)態(tài)法[5，6]。

臨興氣田是典型的致密砂巖氣藏，采取整體部署、分批實(shí)施、先期試驗(yàn)和深化認(rèn)識(shí)的開發(fā)理念，于2016年試驗(yàn)性投入開發(fā)，2019 年正式開始SEC 儲(chǔ)量評(píng)估，目前投產(chǎn)井達(dá)300 多口，隨著開發(fā)井的快速見產(chǎn)，目前臨興致密氣田的上市儲(chǔ)量評(píng)估主要采用確定法和概率法相結(jié)合，即對(duì)于遞減規(guī)律明顯的證實(shí)已開發(fā)在生產(chǎn)儲(chǔ)量（PD）采用確定法（動(dòng)態(tài)遞減法）預(yù)測(cè)、對(duì)于未投產(chǎn)的關(guān)停井（SI）、管外（BP）和未開發(fā)儲(chǔ)量（UD）則立足于油田已投產(chǎn)井的EUR 為樣本點(diǎn)的概率法預(yù)測(cè)。因此科學(xué)、合理、準(zhǔn)確地建立投產(chǎn)井的遞減模型和剖析遞減參數(shù)是SEC 儲(chǔ)量評(píng)估的關(guān)鍵。

1 臨興致密氣儲(chǔ)量評(píng)估方法

臨興氣田位于鄂爾多斯盆地東緣，是典型的致密砂巖氣藏，該區(qū)塊目前尚處于大規(guī)模開發(fā)的早期，產(chǎn)量仍然處于上產(chǎn)階段，對(duì)致密氣的滲流規(guī)律認(rèn)知程度不夠，尚無一種方法可全程擬合投產(chǎn)井的單井動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)。

1.1 確定法（動(dòng)態(tài)）評(píng)估SEC 儲(chǔ)量

整體來看，影響SEC 確定法（動(dòng)態(tài)遞減法）儲(chǔ)量評(píng)估的因素很多，包括開發(fā)方式、生產(chǎn)井型、排采制度、壓裂效果、關(guān)停時(shí)間和開發(fā)階段的差異等等，最終影響到評(píng)價(jià)單元/單井的初始產(chǎn)量和遞減率的選取[4，5]。為了客觀科學(xué)地評(píng)估SEC 動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量，本文針對(duì)致密氣井滲流機(jī)理、遞減類型和遞減模型等三方面難題展開系統(tǒng)研究，建立確定法中的動(dòng)態(tài)遞減評(píng)估模型，進(jìn)行SEC 儲(chǔ)量預(yù)測(cè)。

1.1.1 致密氣滲流機(jī)理 致密氣的開發(fā)一般都需要對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂，首先采出的均為裂縫系統(tǒng)內(nèi)的流體，因此，投產(chǎn)初期時(shí)，致密氣井早期產(chǎn)氣量較高，但裂縫系統(tǒng)的儲(chǔ)集能力是有限的，隨著開發(fā)時(shí)間的推移和裂縫系統(tǒng)內(nèi)致密氣體的快速采出，裂縫系統(tǒng)的主導(dǎo)作用逐步下降，基質(zhì)與裂縫的雙重主導(dǎo)作用凸顯，具體體現(xiàn)是氣井產(chǎn)量迅速遞減；隨著氣井產(chǎn)氣量的下降，基質(zhì)與裂縫的供給能力逐漸趨于平衡。根據(jù)致密氣井的滲流理論特征[7]，致密氣井的生產(chǎn)流動(dòng)階段可以劃分為兩個(gè)階段：即早期裂縫內(nèi)線性流動(dòng)和中后期裂縫與基質(zhì)耦合流動(dòng)階段。從流動(dòng)階段識(shí)別圖版（見圖1）中可以看出不同滲流階段的遞減規(guī)律。

圖1 致密氣井流動(dòng)階段識(shí)別圖版

1.1.2 致密氣井遞減類型 遞減類型的研究，首先要立足于評(píng)估單元的劃分，而評(píng)估單元的劃分不僅是以地質(zhì)條件為基礎(chǔ)，同時(shí)還要兼顧生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、開發(fā)模式和開發(fā)階段。合理的評(píng)估單元能夠較為清晰的反映出遞減規(guī)律，否則很難做出客觀準(zhǔn)確的遞減模型，進(jìn)而影響產(chǎn)量預(yù)測(cè)和動(dòng)態(tài)儲(chǔ)量評(píng)估的準(zhǔn)確性[6]。臨興區(qū)于2016年試驗(yàn)性開發(fā)，早期投產(chǎn)的井目前已進(jìn)入遞減階段，而近年新部署的開發(fā)井則處于上產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)階段，這些井混在一起時(shí)容易掩蓋氣田遞減規(guī)律，使遞減規(guī)律的研究變得十分復(fù)雜。因此，在致密氣井遞減類型的研究時(shí)，首先要進(jìn)行單元?jiǎng)澐?，同時(shí)考慮投產(chǎn)時(shí)間（壓裂批次）、開發(fā)階段（上產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、遞減）和生產(chǎn)井型的區(qū)別來建立單元將會(huì)更有利于認(rèn)識(shí)氣田遞減類型（見圖2）。從圖2 可以看出如果新、老井混合遞減規(guī)律波動(dòng)較大。

圖2 臨興新井、老井混合遞減規(guī)律

基于上述認(rèn)識(shí)，將投產(chǎn)時(shí)間和投產(chǎn)井型細(xì)分，一方面，便于認(rèn)識(shí)氣田遞減規(guī)律。另一方面，也可以降低不同儲(chǔ)量的評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)（見圖3）。從圖3 可以看出，同一井型前6 個(gè)月的遞減規(guī)律和6 個(gè)月后的遞減規(guī)律不同，不同井型的定向井和水平井遞減趨勢(shì)不同。如果開發(fā)早期把新、老井放在一起評(píng)估，新井較多時(shí)采用新井的遞減率必然會(huì)悲觀評(píng)估老井的儲(chǔ)量；如果開發(fā)中后期把新、老井放一起評(píng)估時(shí)，老井較多采用老井的遞減率必然高估新井的儲(chǔ)量，從而造成評(píng)估結(jié)果的不準(zhǔn)確；同理，不同井型初值的差異也會(huì)造成評(píng)估結(jié)果的差異，所以，動(dòng)態(tài)法遞減法評(píng)估SEC 儲(chǔ)量的關(guān)鍵在于評(píng)估單元的劃分。

圖3 致密氣井細(xì)分后的遞減規(guī)律

1.1.3 致密氣井遞減模型 目前，油氣田產(chǎn)量遞減規(guī)律主要有指數(shù)遞減、雙曲線遞減、調(diào)和遞減和線性遞減4 種類型。不論選擇哪種遞減規(guī)律建立遞減模型，關(guān)鍵在于遞減規(guī)律要與生產(chǎn)動(dòng)態(tài)高度吻合，因此在實(shí)際建模過程中模型選擇不是唯一的，同一條遞減曲線、不同遞減階段也可以采取分段式遞減。根據(jù)臨興致密氣田目前的生產(chǎn)特點(diǎn)和流動(dòng)階段劃分，選擇3 段式遞減規(guī)律，即早期的指數(shù)遞減（見圖4），中后期的雙曲遞減和晚期的指數(shù)遞減（見圖5）（5%的臨界值，即雙曲遞減率低于5%時(shí)不再是雙曲遞減規(guī)律，而是變?yōu)橹笖?shù)遞減規(guī)律）。

圖4 致密氣井初期指數(shù)遞減規(guī)律

圖5 致密氣井中后期雙曲遞減規(guī)律

根據(jù)以上遞減規(guī)律建立臨興致密氣田3 段式遞減模型，計(jì)算的定向井單井平均可采儲(chǔ)量為0.15×108m3，計(jì)算的水平井單井平均可采儲(chǔ)量為0.24×108m3。

1.2 概率法（統(tǒng)計(jì)）評(píng)估SEC 儲(chǔ)量

概率法是一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，對(duì)于新鉆井較少的油氣藏儲(chǔ)量評(píng)估是一種較好的方法，在西方使用十分普遍，但一般不能單獨(dú)使用，常與確定法相結(jié)合使用。在國(guó)內(nèi)概率法的應(yīng)用相對(duì)較少，主要在估算地質(zhì)資源量時(shí)使用。近年來，隨著非常規(guī)油氣儲(chǔ)量的開發(fā)，國(guó)外在上市儲(chǔ)量評(píng)估中經(jīng)常用到概率法。

特別是，在石油評(píng)估工程師協(xié)會(huì)SPE 專論3：非常規(guī)油氣區(qū)帶未開發(fā)最終可采量評(píng)估指南中指出非常規(guī)區(qū)帶的4 個(gè)特征：（1）單井估算最終可采量（EUR）的統(tǒng)計(jì)分布具有可重復(fù)性；（2）用鄰井推測(cè)未鉆井區(qū)域的生產(chǎn)特征不具有可靠性；（3）存在區(qū)域性的連續(xù)油氣系統(tǒng)；（4）游離烴不因流體動(dòng)力學(xué)的作用而聚集成藏。

1.2.1 概率法模型的建立 鄂爾多斯臨興致密氣區(qū)多年的開發(fā)實(shí)踐證明該區(qū)域的致密氣具備上述四大特點(diǎn)，這也為該區(qū)域未開發(fā)的儲(chǔ)量利用概率法評(píng)估奠定了基礎(chǔ)，概率法是一種純統(tǒng)計(jì)方法，使用時(shí)需要滿足以下假設(shè)：（1）確定法計(jì)算的EUR 具有代表性，可以作為概率法計(jì)算的樣本點(diǎn)。這主要是致密氣投產(chǎn)后的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)表現(xiàn)為明顯的三段式，即初期遞減快、中期減緩的遞減規(guī)律，可以利用超雙曲遞減規(guī)律預(yù)測(cè)單井EUR。（2）研究區(qū)域內(nèi)儲(chǔ)層特征相近，且各井的壓裂方式相似。（3）EUR 的概率分布在類比井組中可重復(fù)。

SPEE 在其專論3[8]推薦的最小樣本量依據(jù)生產(chǎn)井的EUR 或峰值產(chǎn)量的概率分析結(jié)果來確定。P10/P90常用來反映儲(chǔ)層的非均質(zhì)性系數(shù)和評(píng)估單元的不確定性?？勺冃韵禂?shù)低的項(xiàng)目P10/P90 介于2～5，高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目的P10/P90 可能會(huì)超過25。P10/P90 越高，項(xiàng)目開發(fā)存在的不確定性越大。

1.2.2 概率法評(píng)估未開發(fā)井儲(chǔ)量 根據(jù)臨興區(qū)的統(tǒng)計(jì)學(xué)特征，投產(chǎn)的90 口生產(chǎn)井有18 口在高產(chǎn)區(qū)，屬于甜點(diǎn)區(qū)，且壓裂效果較好，12 口屬于中產(chǎn)區(qū)，壓裂效果一般，另外18 口在投產(chǎn)初期產(chǎn)能較低，壓裂效果較差，屬于低產(chǎn)區(qū)。將上述井分成3 組分別對(duì)其EUR 進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)分析。同時(shí)，結(jié)合這些井投產(chǎn)初期的概率分布規(guī)律相近，因此推斷按照目前的壓裂水平和開發(fā)技術(shù)，未來在該區(qū)域新部署井的EUR 概率分布也與前期投產(chǎn)井的EUR 概率分布相似?；谏鲜龇治?，在Crystal.Ball統(tǒng)計(jì)分析軟件中建立統(tǒng)計(jì)分布模型，預(yù)測(cè)未來開發(fā)方案中部署井的EUR 概率分布圖，然后每口井同時(shí)進(jìn)行20 000 次蒙特卡洛模擬，就可得到區(qū)塊內(nèi)未開發(fā)單井的EUR 上市儲(chǔ)量評(píng)估結(jié)果。

根據(jù)蒙特卡洛模擬建立臨興致密氣田概率模型，計(jì)算P90 的定向井單井平均可采儲(chǔ)量為0.13×108m3，計(jì)算P50 的定向井單井平均可采儲(chǔ)量為0.16×108m3，計(jì)算P10 的定向井單井平均可采儲(chǔ)量為0.18×108m3；計(jì)算P90 的水平井單井平均可采儲(chǔ)量為0.22×108m3，計(jì)算P50 的水平井單井平均可采儲(chǔ)量為0.25×108m3，計(jì)算P10 的水平井單井平均可采儲(chǔ)量為0.30×108m3。

2 結(jié)論及建議

（1）影響SEC 確定法（動(dòng)態(tài)遞減法）儲(chǔ)量評(píng)估的因素很多，動(dòng)態(tài)評(píng)估結(jié)果應(yīng)該與靜態(tài)評(píng)估方法互相驗(yàn)證。一般來說，確定法中的靜態(tài)法評(píng)估結(jié)果高于動(dòng)態(tài)法評(píng)估結(jié)果。

（2）概率法是一種風(fēng)險(xiǎn)分析方法，對(duì)于新鉆井較少的油氣藏儲(chǔ)量評(píng)估是一種較好的方法。

（3）隨著致密氣開發(fā)項(xiàng)目的推進(jìn)，生產(chǎn)井?dāng)?shù)的不斷增加、壓裂工藝的成熟，概率法與確定法的評(píng)估結(jié)果將趨于一致。