开发中期煤层气田上市储量评估方法——以柿庄南区块为例.pdf

June.2023CHINACOALBEDMETHANE2023年6 月Vol.20No.3第2 0 卷第3期中国煤层气开发中期煤层气田上市储量评估方法以柿庄南区块为例徐最陆小霞？李晨？郭明强刘恩奇3（1.中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津律30 0 457;2中海油研究总院有限责任公司，北京100028;3.中联煤层气有限责任公司，北京100016)摘要：国内煤层气田上市储量评估多以区块为评估单元，采用动态法评估，历次评估结果之间相差较大。通过分析柿庄南区块煤层气生产特征及产能主控因素，总结典型井生产规律及关键参数，在此基础上，提出了以单井为评估单元，动态法与体积法相结合的精细评估思路与方法，实践应用表明该方法成功解决了开发中期煤层气田储层物性及生产特征差异大的问题，确保了评估结果的合理性。关键词：上市储量动态法体积法增产措施Evaluation Method of Listed Reserves for Coalbed MethaneFields in the Middle Development Stage-Based on the Shizhuang South Block as an ExampleXU Zui,LU Xiaoxia,LI Chen,GUO Mingqiang,LIU Enqi(1.Engineering Technology Company,CNOOC Energy Technology&Services Limited,Tianjin 300457;2.CN00C Research Institute Ltd.,Beijing 100028;3.China United Coalbed Methane Co.Ltd.,Beijing 100016)Abstract:The listed reserves evaluation of coalbed methane fields normally takes blocks as the evalua-tion unit and adopts the dynamic evaluation method,while there are usually significant differences in mul-tiple evaluations.By analyzing the production characteristics and main factors controlling the productivityof coalbed methane in Shizhuang South Block,summarizing the production rules and key parameters oftypical wells,this Article proposes a detailed evaluation idea and method using a single well as an evalua-tion unit,combining dynamic method and volumetric method.Practical application shows that this meth-od successfully solves the problem of huge differences in the reservoir physical properties and productioncharacteristics of coalbed methane fields in the middle development period,ensuring the rationality of theevaluation results.Keywords:Listed reserves;dynamic method;volume methods;stimulation measures作者简介徐最，工程师，硕士，现从事非常规油气勘探开发及储量评估等工作。37第3 期开发中期煤层气市储量评估方法上市储量是建立符合市场要求的储量实物和资产价值帐户，它与国家储量、内部储量一起组成公司储量管理“三条线”，主要服务于市场信息披露及公司经营业绩分析，指导公司勘探开发。国内上市储量评估主要采用SEC准则，其基于“项目商业几率（纵向）”和“项目开采不确定性（横向）”将剩余经济可采储量分为证实储量P1、概算储量P2和可能储量P3，上市储量主要评估证实剩余经济可采储量P1目前国内煤层气上市储量评估多以区块为评估单元，采用动态法评估，未考虑单井地质条件与生产特征差异。1区块概况山西柿庄南区块位于沁水盆地东南部，隶属山西省晋城市沁水县（图1）。区内发育山西组3号煤层和太原组15号煤层两个主力煤层，目前主要开采山西组3号煤层。柿庄南区块2 0 11年进入开发阶段，2 0 14年开发方案实施完成，2 0 2 1年开始实施调整方案。大部分煤层气井已进人稳产或递减阶段，少量新井和生产情况不佳的老井仍处于排水或上产阶段。此外，由于生产时间较长，部分井产量和压力下降明显，产水上升，措施井比例逐渐增加。长临治汾市市柿庄南区块高平陵川沁水晋城市阳城泽州省山西省运城沁水盆地市南河南图1柿庄南区块位置2煤层气地质条件柿庄南区块整体为NW倾向的单斜构造，东部地层产状平缓，断层不甚发育。3号煤层埋深普遍小于10 0 0 m，煤层厚度平均约6 m，一般含夹研13层，单层夹研厚度一般小于0.3m，夹岩性多为泥岩或粉砂质泥岩。煤层顶板一般为砂质泥岩或粉砂岩，常有薄层炭质泥岩或泥岩；底板多为黑色泥岩、砂质泥岩、粉砂岩，局部细粒砂岩。3号煤层显微组分以镜质组为主，其次为惰质组；镜质体反射率2.5%3.4%，属于高阶煤。煤层含气量8.0 16 m/t，含气饱和度55%95%，属于欠饱和气藏。储层压力1.8 6.5MPa，临界解吸压力1.8 4.3MPa，临储比0.3 0.9。煤体结构以碎裂煤为主，煤层渗透率平均约0.5mD。3上市储量评估流程与方法为了体现储层物性和生产特征的差异性，确保评估结果合理，本次煤层气上市储量评估以单井为评估单元。生产时间较长、处于递减阶段的井采用动态法评估，并分类总结典型井关键参数取值范围；处于稳产阶段的井，类比典型井稳产年限以及递减率，采用动态法评估；处于上产阶段或尚未见气以及尚未投产的井，采用体积法评估，反推产量剖面，关键参数类比典型井；措施井根据措施效果调整预测剖面；最后采用净现值法开展经济评价。储量级别采用井控法确定，以达产井为中心，外推一倍开发井距为证实储量P1；外推两倍开发井距为概算储量P2；外推三倍开发井距为可能储量P3。通过干扰试井证实柿庄南区块合理开发井距为30 0 m。储量级别可升可降，任何可能影响储量投人开采的因素都属考虑之列，级别升降次数没有限制；按规则认为是概算储量级的，如果应用“合理确定性原则”的资料可以认定为证实级储量。3.1动态法动态法是采用的历史资料与其隐含的趋势来评估未来储量，其评估要点是确定相对稳定递减趋势区间、某一评估时点的初产值以及合理的递减方式和递减率。生产时间较长，动态资料较多的情况下，一般采用动态法评估。处于递减阶段的井，剔除产量异常数据，选择相对稳定递减段，采用指数递减方式预测其技术可采储量（图2）；处于稳产阶段的井，延长其稳产年限后，采用指数递减方式预测其技术可采储量，其稳产年限及递减率通过类比典型井获取（图3）。在单井动态评估的基础上，分析煤层气产量主控因素，根据主控因素开展储层分类研究，再结合38第3 期中国煤层气10000010000(P/eW)/鲁100010010866H65286273257536813YY+55555666图2递减阶段井产量预测10000010000(P/ew)/鲁100010010666665一22576833855566图3稳产阶段井产量预测17.0016.0015.00(/)/专号本14.0013.0012.00高产11.00中产10.00低产9.008.00050010001500200025003000产气量/(m/d)图4产气量与含气量关系1.000.950.900.854A0.80大A0.754A0.70高产0.65中产0.600.55低产0.50050010001500200025003000产气量/(m/d)图5产气量与含气饱和度关系实际生产情况，优选出具有代表性的煤层气井，总结关键参数取值范围。煤层气产量与地质条件相关1.201.101.000.900.800.70000.600.50高产0.40中产0.30低产0.201050010001500200025003000产气量/(m/d)图6产气量与临储比关系1.000.900.800.700.600.50高产0.400.30低产中产0.200.100.00050010001500200025003000产气量/(m/d)图7产气量与渗透率关系性研究图版显示：产量 50 0 m/d时，含气量12.0m/t，含气饱和度 7 0%，临储比 0.5，渗透率 10 0 0 m/d时，含气量 13.0 m/t，含气饱和度 7 5%，临储比 0.6，渗透率0.6mD(图5 7)。柿庄南区块煤层气产量主控因素为煤层含气量、含气饱和度、临储比以及渗透率等。建立潜能指数评价指标，根据潜能指数大小划分储层类型。潜能指数=含气量含气饱和度临储比渗透率压力梯度。I类区潜能指数大于1.5，资源丰度大于1.2 10 m/km；类区潜能指数介于0.7 1.5，资源丰度介于0.8 1.2 10 m/km；类区潜能指数小于0.7，资源丰度小于0.8 10 mkm(表1)。优选出工程质量好、排采制度合理、生产连续的代表井，总结其关键参数取值范围，作为类比依据。类区典型井上产时间小于半年，稳产气量大于10 0 0 m/d，稳产时间57 年，递减率2 5%30%，单井技术可采储量大于50 0 万m；类区为末期产量。单井最终技术卓公式为：产量；T为稳产年限；D。为递减阶段递减率；Qr为初始产量；De为上产阶段递减率；Q。为稳产期（2）煤层气井生产曲线如图8 所示，图中Q；地质储量，即得到采收率。的井，采用动态法预测技术可采储量，再除以井控量递减法确定，优选生产时间较长，递减规律明显基含气量采用参数井取心测试结果。采收率通过产夹研起扣厚度为0.0 50.1m。视密度和空气干燥夹砾后的净厚度，根据居煤层气储量估算规范，取实际井距半为井控面积边界。煤层厚度为扣除煤层边界和区块边果界等名开干发井距的，井距为30 0 m300m并控面积边应包括断层庄南区块井型井网为正方形单井控制面积依据及井网井距确定：柿无量纲。量,m/t;R,为采收率度,m;D为视密度，t/mCad为空气干燥基含气h为煤层厚A为单井控制面积，km;其中39开发中期煤层气市储量评估方法第3期典型井上产时间0.51年，稳产气量50 01000m/d，稳产时间35年，递减率2 5%30%，单井技术可采储量介于30 0 50 0 万m；类区典型井上产时间大于1年，稳产气量0 500m/d，稳产时间2 3年，递减率2 0%2 5%，单井技术可采储量1.51000572530500类0.7 1.50.51500 1000352530300500类105002320 25300备注：潜能指数=含气量含气饱和度临储比渗透率压力梯度3.2体积法尚未投产或投产早期阶段，动态资料较少，递减规律不明显，一般采用体积法评估。体积法评估煤层气上市储量主要分为两个步骤：计算单井技术可采储量（TRR）；反推“上产稳产递减”三段式产气剖面。（1）煤层气单井最终技术可采储量计算公式为：TRR=0.01AhDCadR,TRR=Cum+TRR1+TRR2+TRR3式中：Cum为历史累产，10*m；T R R 1为A1段累产，10*m；T R R 2 为A2段累产，10*m；TRR3为A3段累产，10*m。TRR、Q,已知；Q为假定较低值；Del、D e 2、产量CumIA1IA2A3QQDe2TRR1!TRR2TRR3CUMTT时间图8煤层气井单井剩余技术可采储量预测示意图T通过类比典型井获得；反推求取Qp，即可得到单井产量剖面3.3增产措施评估随着煤层气采出程度增加，低产井也越来越多，分析主要低产原因包括：（1）受构造或水文等地质因素影响，产水量大；（2）生产时间较长，储量压力较低，气体无法采出；（3）工程或排采因素导致的储层伤害，渗透率降低。针对不同低产原因，目前主要的增产措施有：捞煤泥、氮气压力扰动、二次压裂以及负压抽采等。氮气压力扰动和负压抽采是目前实施效果较好的两种措施，其中氮气压力扰动是指用低排量注氮扰动煤层，疏通煤粉堵塞通道，改善渗流效果，同时配合井下压力扰动抽采，促进解吸；负压抽采通过安装单井增压机或阀组增压机，提高储层与井筒间生产压差，使更多的煤层气产出。两种措施均能提高当前气井产量，增加采气速度，缩短开采年限，此外负压抽采通过降低废弃压力，提高最终采收率。评估时，措施初期采用体积法计算最终可采储量，再反推产量剖面；新的递减趋势出现后，采用动态法评估，同时体积法作为补充，相互验证(图9)。史鸣剑）责任编辑40第3期中国煤层气安装增压机产水量一产气量图9增产措施评估方法示意图3.4净产量评估经济评价采用净现值法，根据预测产量和气价，计算每年收人总额，减去操作成本、投资和相关税项，得到年度净现金流，当累计税前净现金流最大时（年度税前净现金流小于零之前），累计预测产量即为剩余经济可采储量。主要经济参数包括气价、补贴、操作成本、开发投资、商品率、弃置费及税率等。参数取值需要注意以下几点：（1）气价采用报告期末之前12 个月的每个月第一个交易日的算术平均价格，不考虑上浮以及未来合同气价；（2）煤层气补贴包括国家补贴和地方补贴，需折算到产量上面；（3）操作成本以评估基准日的下一年度的操作费预算为基础，需扣除一些不经常发生或者在以后年度不可能发生的费用；（4）开发投资以年度预算为基础，需劈分到单井；（5）商品率等于销量与井口产量比值，自用量不计算在内；（6）煤层气增值税100%返还，资源税税率1%4丝结论（1）开发中后期煤层气田井数多，开发效果差异大，以单井为评估单元是精细化评估的必然要求，同时综合使用多种评估方法，相互验证。（2）将地质条件与生产特征相结合，分区分类优选典型井，总结关键参数取值范围，确保评估结果更加合理。（3）增产措施评估应建立在气田以往经验总结的基础上，措施见效初期，采取保守评估原则，谨慎调整原递减趋势。参考文献1贾承造，等美国SEC油气储量评估方法M.北京：石油工业出版社，2 0 0 4.2王永祥，张君峰，等译。油气储量评估方法（第二版）【M北京：石油工业出版社，2 0 12.3SPE,WPC,AAPG,SPEE&SEG.Petroleum Re-sources Management System（Ju n e 2 0 18）R .SPE-180937-WP,2018.4SPEE.Guidelines for the practical evaluation of underde-veloped reserves in resource plays R.SPEE,2010.5胡允栋，萧德铭，王永祥按SEC标准进行油气证实储量评估的基本原则J石油学报，2 0 0 4，2 5(2):19-20.6张玲，魏萍，肖席珍.SEC储量评估特点及影响因素J石油与天然气地质，2 0 11，32（2）：33-34.7法贵方，衣艳静，刘娅昭，等基于PRMS准则的煤层气资源/储量划分与评估【J石油实验地质，2015,37(5):665-670.8伊伟，熊先，曹毅民，等SEC储量动态评估方法在煤层气田中的应用J煤田地质与勘探，2019,47(3)：10 5-10 8.9赵文智，毕海滨，论储量评估中的单元划分J.石油与天然气地质，2 0 0 7，2 8（3）：30 9-314.10王树华，魏萍SEC储量动态评估与分析J.油气地质与采收率，2 0 12，19（2）：9 3-9 4.11周焱斌，王晖，张运来，等上市储量评估中指数递减法合理递减率的选取J特种油气藏，2018,25(6):120-125.12李冰SEC标准确定容积法储量计算参数J.石油实验地质，2 0 14，36（3）：38 1-38 4.13张海波煤层气储量评估及选区评价J延安大学学报（自然科学版），2 0 17，36（3）：53-57.14李明宅，孙晗森煤层气采收率预测技术J.天然气工业，2 0 0 8，2 8（3）：2 5-2 9.15 曹毅民，丁蓉，赵启阳，等煤层气可采储量计算方法的评价与应用J天然气工业，2 0 18，38(S1):50-56.16张聪，李梦溪，王立龙，等。沁水盆地南部樊庄区块煤层气井增产措施与实践J天然气工业，2011,31(11):2629.17涂志民，李鹏，吕娜，等韩城矿区煤层气生产特征及地质主控因素分析J煤炭工程，2 0 1850(4):126-131.18张付新SEC剩余经济可采储量影响因素分析J油气地质与采收率，2 0 13，2 0（3）：9 3-9 4.19黄学斌，魏萍，郭鸣黎，等SEC储量成本指标计算方法探讨J石油实验地质，2 0 14，36（4）：506-510.20张伦友，彭宽军。石油天然气储量价值评估方法研究J天然气勘探与开发，2 0 0 5，2 8（3）：6 9-7 2.