“生產壽命法”評估SEC儲量及其應用

劉志霞 侯 瑋 潘 威 張彥振 王瑞麗

中海石油（中國）有限公司上海分公司

0 引言

按 照 SEC（the U.S.Securities and Exchange Commission，美國證監(jiān)會）準則評估的儲量結果體現了上市油公司的油氣儲量核心資產[1]，石油公司每年需要在紐約證券交易所披露油氣儲量業(yè)績[2-3]，所以其評估結果的可信度和準確性至關重要。對于已經生產油氣田，產量出現明顯遞減趨勢時，SEC儲量評估通常運用動態(tài)法（包括產量遞減法、水驅曲線法等）[4]進行持續(xù)評估和及時修正；對于未開發(fā)油氣田或開發(fā)早期油氣田，產量處于上升期或平穩(wěn)期，未出現遞減趨勢時，可以運用類比法[5]進行評估。

如果油氣田投產初期的產能遞減趨勢尚未建立，如何遵循SEC謹慎理念準確評估油氣田儲量，是儲量評估師需要研究的課題。

對于這類油氣田，可以運用大數據統(tǒng)計區(qū)域范圍內生產井的生產壽命規(guī)律有效評估SEC儲量，這種方法可以避免油氣田開發(fā)初期SEC儲量評估結果過大的風險，提高剩余可采儲量的可信度。

1 “生產壽命法”

“生產壽命”是剩余可采儲量和年產量的比值[6]，是一常見的適用于石油和天然氣資源剩余儲量度量標準。生產壽命與目標井的年產量之積可作為該井的剩余可采儲量。此方法在國際上評估SEC儲量時較常運用。

根據經驗通常采用生產壽命度量方法對油氣田或單井級別儲量進行合理性評估及檢查，尤其對于以容積法為基礎的儲量評估，靜態(tài)的井控含油氣面積[7-8]或井控半徑通常具有不確定性，評估師會根據生產壽命對評估的油藏工程方法及參數進行判斷，基于當前的生產產量，確定油藏參數（井控面積、采收率等）的合理范圍（判斷取值是否太低或太高）。在新油氣田的開發(fā)早期，常以初始產量和本區(qū)域生產壽命作為單井的泄油井控范圍內儲量有多少的評估指南，是非常重要的判斷方法。

2 “生產壽命法”評估SEC儲量路線

一般情況下某個地區(qū)的生產壽命度量有既定的范圍或規(guī)律。例如，在墨西哥灣的水驅石油和天然氣儲層，經過大量油氣井多年的開采實踐規(guī)律分析得到，單井如果不采取任何措施自然生產時，氣井的生產壽命值在2年左右，根據這一規(guī)律，在評估該地區(qū)其他類似氣藏時，生產壽命取值則不宜超過2年，即運用單井年產量乘以生產壽命2年來約束靜態(tài)法計算的可采儲量；如果在評估該地區(qū)氣藏儲量時生產壽命超過這個數值時，則需要給出充分理由。

一般流程是根據某地區(qū)或油氣田區(qū)域生產井的歷史數據進行統(tǒng)計分析，判斷本區(qū)域合理的生產壽命，獲得地區(qū)平均生產壽命，再根據油氣井當前產量換算年產量，年產量與生產壽命乘積則為油氣井井控可采儲量或某油氣藏可采儲量。

根據SEC原則，關注在目前生產條件下的可采儲量預測[9]，對未來的措施應用，則應根據未來的產能和動態(tài)特征再進行新的一輪儲量預測，避免SEC儲量的大幅度變化尤其是大幅度遞減。正因如此，運用措施前的生產壽命預測可采儲量，來檢驗并修正靜態(tài)法—容積法儲量中井控含油氣半徑、儲層有效厚度[10-11]以及采收率[12]等重要參數取值的可靠合理性。其流程如下：

（1）直接進行儲量評估

①根據經驗和油氣井生產歷史大數據統(tǒng)計分析，判定地區(qū)合理的生產壽命（k）；

②根據目標井的月產量（Pm），折算年均產能P=12Pm；

③采用生產壽命，估算可采儲量（QR）（設定生產壽命期間穩(wěn)產），

可采儲量估算公式為：

式中QR表示可采儲量，108m3；k表示生產壽命，年；P表示年均產能，108m3。

④根據生產壽命計算的可采儲量（QR）范圍，根據初產情況給予一定的穩(wěn)產期或無穩(wěn)產期，進行基準日后的實際儲量評估（圖1、2）。

圖1 生產壽命計算剩余可采儲量模型圖

圖2 儲量評估計算剩余可采儲量模型圖

根據公式（1）計算的儲量，符合某地區(qū)大部分生產井的生產規(guī)律，以此結果來進行SEC儲量評估，避免出現評估結果偏大情況。

（2）生產壽命計算的可采儲量約束井控地質儲量和采收率

①根據生產壽命計算的可采儲量（QR），判斷并修正容積法中的含油氣面積（或井控半徑）及采收率的合理取值，即

式中QR表示可采儲量，天然氣為108m3，原油為104m3；Qo：原始地質儲量，天然氣為108m3，原油為104m3；E表示儲量采收率；r：井控半徑，m；h：儲層有效厚度，m；ω表示單儲系數（油氣層單位體積中所含的地質儲量），天然氣為108m3/（km2m），原油為 104m3/（km2m）。

以上參數中，單儲系數（ω）和儲層有效厚度（h），對于一個油氣藏，根據儲層參數和分析化驗論證確定[13]，在SEC儲量評估其井控地質儲量時，一般情況下采用的數值與SPE[14]（Society of Petrolum Engineers,美國石油工程師協會）儲量采用的數值基本一致；SEC儲量評估重點是確定油氣井的合理井控面積及合理采收率。

根據公式（2）計算的儲量，應與公式（1）儲量差別不大，則合理的井控面積和合理的采收率受生產壽命的約束。對于油藏和氣藏其井控范圍在同等儲層地質條件下取值不同，通常情況下氣藏的井控范圍大于油藏井控范圍；不同井型的井控范圍也不相同，水平井大于定向井的井控范圍。

②剩余可采儲量評估

根據以上論述確定的合理井控面積計算原始地質儲量，通過合理的采收率（類比法）確定可采儲量后，再類比相似油氣藏已生產的遞減率[15]，評估剩余可采儲量。

上市儲量評估人員運用此方法評價上市儲量時，應充分考慮油氣藏開發(fā)存在的風險，尤其對于天然氣生產井，后期經常會出現水淹情況，在評估證實儲量（P1）方案中，對于氣藏開發(fā)中水淹的不確定性，通常采用相對謹慎的做法，即采用較小的生產壽命，如生產井未加任何措施時的生產壽命，同時調整容積法計算靜態(tài)儲量的泄油氣面積和采收率，使得計算的儲量不會與生產壽命計算的儲量相差較大。

3 應用分析

此方法在某盆地3個氣田投產初期上市儲量評估時應用效果較好。

根據老油氣田21口油氣井的生產情況，統(tǒng)計分析生產井的生產壽命。分兩種情況：①如果對生產井不實施任何措施時，生產井平均單井生產壽命6 a，大部分井5～6 a（圖3）；②若實施了措施，其平均單井生產壽命9.6 a?？紤]在未來氣藏水淹、措施計劃不明確或計劃投資不落實的情況下，按照SEC原則，通常采用不加措施的生產壽命，即6 a。

圖3 某盆地油氣田生產壽命統(tǒng)計圖（不加任何措施）

按照上述分析的生產壽命對A、B、C 3個氣田多個油氣藏進行儲量評估。即運用生產壽命和初始產量估算其可采儲量，約束容積法地質儲量中井控半徑和采收率的取值。

A氣田的H5氣藏，儲量由X、Y、Z3口井控制（圖4），其中X、Y為水平井正在生產，均于某年2月投產，Z井計劃后期上返生產H5氣層。本氣藏投產當年年底進行儲量評估時，2口水平井產量均未出現遞減，采用容積法估算其井控地質儲量，類比法確定采收率，其井控半徑和采收率均受“生產壽命法”估算的可采儲量約束。

圖4 A氣田H5氣藏含氣面積及3口生產井井位圖

根據本區(qū)油氣田的平均生產壽命6 a和X井、Y井的初期產量，分別估算各井井控可采儲量。X井投產初期產量較好，日產氣20 104m3左右，至年底產量較穩(wěn)定，初期年產氣量約為0.72 108m3（按照一年360 d生產期），其6 a壽命期井控可采儲量為4.32 108m3；Y井初期日產氣13 104m3，至當年底產量遞減較快，日產氣為8 104m3，投產至當年年底平均日產量約為10 104m3，初期年產氣量約為0.36 108m3，其6 a壽命期中井控可采儲量為2.16 108m3。

根據兩井生產情況，可推斷X井井控地質儲量應大于Y井，反推運用容積法計算兩口井地質儲量時，X井井控面積應該比Y井大。國際上通常根據經驗，對于天然氣水平井采用640 acre（1 acre =0.004 047 km2）井控面積，對于定向井采用320 acre（圖5），具體操作時要視初期產量和生產壽命而定。所以如果確定X井井控面積為640 acre，那么Y井井控面積則應該比640 acre小，暫且確定為320 acre（與定向井相同），井控面積需在氣水界面以上的含氣面積內[16]，然后根據容積法計算的地質儲量以及本區(qū)采收率，評估可采儲量。為了保障SEC儲量結果的可信度和可靠性[17]，開發(fā)初期容積法計算的可采儲量不應該大于無措施壽命率計算的可采儲量（表1）。此可采儲量約束了井控面積（或井控半徑）同時也約束了采收率。假如Y水平井給出與X井相同井控面積，其采收率取值則需要小于X井，最終要與無措施壽命率估算的可采儲量匹配，否則SEC評估結果會存在偏大風險。對于計劃后期上返的定向井Z井，根據經驗確定井控面積為320 acre，Z井的儲層物性好于Y井，其井控面積按照經驗320 acre確定，初始產量類比Y井的產量，其他靜態(tài)參數均按照單井參數。最后綜合3口井的井控可采儲量對H5氣藏SEC儲量進行合理評估。

表1 A氣田H5氣藏SEC儲量評估毛儲量計算表

圖5 定向井及水平井井控面積示意圖

隨著開采程度進行，如果后期采取措施，是可以增加可采儲量的，也是油氣田全生產壽命周期的評估方法[18]，但是 SEC原則要求的是高置信度[19-20]，在現階段未開發(fā)或開發(fā)初期采用無措施生產壽命比較可靠。

4 結論

1）“生產壽命法”是一種有效SEC儲量評估方法。根據大數據統(tǒng)計，分析整個地區(qū)的生產壽命規(guī)律并判斷未實施措施的生產井的平均生產壽命，根據地區(qū)的平均生產壽命以及目標油氣井初期年產量，對剩余可采儲量直接進行評估，或對其運用容積法計算的井控地質儲量參數及采收率進行控制約束，評估SEC儲量，使得評估結果具有較高的置信度。

2）該方法通常運用于未開發(fā)或者處于開發(fā)早期的油氣田，產量遞減趨勢不明顯時，可合理評估剩余可采儲量。

3）本次運用該方法于3個油氣田的儲量評估，效果較好，得到國際SEC儲量評估資質專家的認可。此方法在國際上SEC儲量評估時應用較多，在國內儲量評估運用較少，方法可推廣應用。