周焱斌，凌浩川，張 弛，潘 杰，張吉磊

(中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459)

0 引 言

在SEC規(guī)則下，上市石油公司每年都需要對本公司油田剩余可采儲量進行評估和披露[1-3]，評估方法主要分為靜態(tài)法和動態(tài)法[4-6]。對已開發(fā)較長時間的油田而言，SEC儲量評估推薦使用動態(tài)法，包括遞減法、水驅(qū)曲線法和數(shù)值模擬法。目前，國內(nèi)文獻對SEC規(guī)則下的儲量評估方法的研究和探討主要集中在指數(shù)遞減法[7-9]，就渤海油田目前而言，指數(shù)遞減法仍是主要的評估方法。隨著越來越多的油田進入高含水期，油田自然遞減逐步減緩，應(yīng)用指數(shù)遞減法恒定遞減率進行遞減分析，與油田生產(chǎn)實際不符。以渤海Q油田為例，對水驅(qū)曲線法評估原理和要點進行研究，對比分析了SEC規(guī)則下指數(shù)遞減法和水驅(qū)曲線法的評估結(jié)果差異，并結(jié)合油田生產(chǎn)實際，對評估方法進行合理性論證，確定了更適合高含水油田上市儲量的評估方法，為渤海乃至國內(nèi)高含水油田上市儲量的合理評估提供借鑒。

1 指數(shù)遞減法評估

目前，渤海80%以上油田應(yīng)用指數(shù)遞減法進行上市儲量評估，而且多數(shù)高含水油田依然沿用該方法進行評估。指數(shù)遞減法是利用實際生產(chǎn)歷史資料的生產(chǎn)規(guī)律和開發(fā)趨勢，通過對過去生產(chǎn)動態(tài)趨勢的外推進行儲量評估和產(chǎn)量預(yù)測的評估方法。遞減曲線分析一般是基于產(chǎn)量-時間半對數(shù)關(guān)系曲線圖版上進行外推。要準(zhǔn)確地應(yīng)用指數(shù)遞減法，產(chǎn)油量必須隨時間變化具有明確的遞減趨勢，同時必須將合理的歷史資料點作為預(yù)測未來產(chǎn)量的依據(jù)[10-11]。在確定遞減率時，應(yīng)以近期正常生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)為主要依據(jù)。

產(chǎn)量遞減有指數(shù)遞減、雙曲遞減和調(diào)和遞減3種類型[12]。其數(shù)學(xué)表達式如下：

Q=Qi(1+nDit)-1/n

(1)

式中：Q為時間t時的月產(chǎn)量，m3/月；Qi為初始月產(chǎn)量，m3/月；t為從Qi算起的生產(chǎn)時間，月；Di為初始遞減率；n為遞減指數(shù)，變化范圍為0

應(yīng)用指數(shù)遞減法預(yù)測產(chǎn)量時，決定產(chǎn)油量的關(guān)鍵因素是產(chǎn)量初值和遞減率[13]，因此，合理的儲量評估必須采用準(zhǔn)確的產(chǎn)油量初值和遞減率。

以渤海Q油田N區(qū)為例，區(qū)塊目前油井開井?dāng)?shù)為38口，水井開井?dāng)?shù)為18口，日產(chǎn)油量為808 m3/d，日產(chǎn)液量為8 978 m3/d，綜合含水率為91%，近幾年生產(chǎn)井?dāng)?shù)穩(wěn)定，產(chǎn)油量呈現(xiàn)明顯的遞減趨勢(遞減率為11.83%)。根據(jù)遞減法的評估要點，確定油田2018年產(chǎn)油量初值和遞減率，進行產(chǎn)油量指數(shù)遞減預(yù)測，產(chǎn)量預(yù)測見表1。由表1可知，截至2035年，預(yù)測總產(chǎn)量達214.37×104m3。評估基準(zhǔn)日為2017年12月31日，預(yù)測從2018年1月1日開始。

表1 渤海Q油田N區(qū)指數(shù)遞減法分年產(chǎn)量預(yù)測

2 水驅(qū)曲線法評估

水驅(qū)曲線法是人工注水開發(fā)或天然水驅(qū)開發(fā)油田的可采儲量和生產(chǎn)指標(biāo)預(yù)測的評估方法[14-15]。

國外上市儲量評估中常用的是水油比與累計產(chǎn)油量的半對數(shù)關(guān)系，其數(shù)學(xué)表達式為：

lgWOR=a+bNp

(2)

式中：WOR為水油比；Np為累計產(chǎn)油量，104m3；a、b為水驅(qū)曲線常數(shù)。

對于預(yù)測的某一年，式(2)可表達為式(3),利用曲線相交法求解式(3)，即可獲得SEC標(biāo)準(zhǔn)下上市儲量評估的年度產(chǎn)油量[16-17]：

(3)

式中：Lwell為油井年產(chǎn)液量，104m3/a；m為開井?dāng)?shù)，口；Qo為當(dāng)年年產(chǎn)油量，104m3/a；Np1為上年度累計產(chǎn)油量，104m3/a。

穩(wěn)定水驅(qū)油田的水油比隨累計產(chǎn)油量變化趨勢在半對數(shù)坐標(biāo)系中表現(xiàn)為一條直線，此直線趨勢進行外推預(yù)測，并根據(jù)極限含水率確定極限水油比，即可得出該油田的最終可采儲量。

2.1 水油比趨勢預(yù)測

水油比的預(yù)測重點是根據(jù)生產(chǎn)歷史確定水油比趨勢的選擇。目前國內(nèi)已有文獻討論過水油比直線段的確定方法[18]，但在上市儲量評估過程中，除了要考慮水驅(qū)直線段選擇的合理性之外，更加強調(diào)所選擇水驅(qū)直線段的可靠性和確定性[19]，預(yù)測節(jié)點前的生產(chǎn)動態(tài)趨勢不可忽視，這符合SEC上市儲量管理的“合理確定性”原則。如圖1所示，早期水油比趨勢較陡，表現(xiàn)為水油比趨勢1，而隨含水升高，水油比趨勢逐漸變緩，近幾年水油比表現(xiàn)為趨勢2所示。盡管水油比趨勢1更為保守，但考慮到目前油田已進入高含水階段，水油比趨勢1與高含水條件下水油比趨勢不符，因此，選擇更加符合實際的水油比趨勢2進行預(yù)測。

圖1 水油比趨勢預(yù)測

2.2 平均單井產(chǎn)液量預(yù)測

生產(chǎn)壓差一定時，隨著含水率的上升，生產(chǎn)井產(chǎn)液量逐漸上升，因此，在上市儲量評估過程中需要考慮合理的產(chǎn)液量上升對可采儲量的影響。但是，為了保證評估結(jié)果的保守性和可靠性，在沒有綜合調(diào)整等大幅提升產(chǎn)液量規(guī)模時，評估過程中的產(chǎn)液量基于目前實際液量。同時，由于上市公司基本上每年都要進行儲量評估和披露，因此，油田的逐步提液生產(chǎn)在歷年上市儲量評估中均有體現(xiàn)(單井液量變化)，確保了上市儲量評估的“合理確定性”原則。

2.3 有效開井?dāng)?shù)預(yù)測

油田或區(qū)塊產(chǎn)液量的計算采用的是單井合計的方法，因此，合理的有效開井?dāng)?shù)是準(zhǔn)確預(yù)測油田或區(qū)塊產(chǎn)液量規(guī)模的關(guān)鍵。渤海油田開發(fā)實踐表明，影響有效開井?dāng)?shù)的因素有新增調(diào)整井、油井轉(zhuǎn)注、低效關(guān)停等[20]。為使預(yù)測結(jié)果更加合理可信，在對未來生產(chǎn)井進行預(yù)測時，采用數(shù)值模擬法進行預(yù)測，生產(chǎn)井?dāng)?shù)與數(shù)值模擬法中結(jié)果保持一致(數(shù)值模擬法中低于單井極限產(chǎn)油量或高于極限含水率油井關(guān)井)。

2.4 產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果

基于以上規(guī)則要點，完成Q油田N區(qū)水驅(qū)曲線法對上市儲量的評估。截至2035年，水驅(qū)曲線法評估剩余技術(shù)可采儲量為236.97×104m3，歷年水油比、產(chǎn)油量和遞減率預(yù)測如表2所示。

表2 渤海Q油田N區(qū)水驅(qū)曲線法未來產(chǎn)量預(yù)測

3 水驅(qū)曲線法評估的合理性分析

以上SEC規(guī)則下的2種不同方法的上市儲量評估過程表明，指數(shù)遞減法和水驅(qū)曲線法由于評估原理和要點不同，導(dǎo)致評估結(jié)果差異較大。以2012年年底基準(zhǔn)日為例，對水驅(qū)曲線法的評估結(jié)果同指數(shù)遞減評估結(jié)果、實際水油比和實際產(chǎn)量進行對比分析。

3.1 水油比趨勢驗證

選取2010至2012年的水油比作為預(yù)測的趨勢，如圖2中粉色直線段所示，同時，將研究區(qū)2013年至今的實際水油比-累計產(chǎn)油曲線在圖中繪出。對比發(fā)現(xiàn)，在2012年年底基準(zhǔn)日上所選取的水油比預(yù)測趨勢與實際歷年的水油比變化符合率較高，這也決定了根據(jù)該水油比趨勢預(yù)測的產(chǎn)量與實際歷年產(chǎn)量較為接近。

圖2 渤海Q油田N區(qū)水驅(qū)曲線法水油比預(yù)測趨勢與實際水油比

3.2 實際產(chǎn)油量驗證

通過以上指數(shù)遞減法和水驅(qū)曲線法的評估過程，將2種方法的2012年年底基準(zhǔn)日產(chǎn)量預(yù)測結(jié)果同研究區(qū)實際歷年產(chǎn)量繪制在如圖3所示圖版中。對比表明，指數(shù)遞減法采用恒定的遞減率(15.83%)進行預(yù)測，評估結(jié)果保守，評估的歷年產(chǎn)量均在實際產(chǎn)量之下(2013年至今)；而水驅(qū)曲線法考慮到高含水期遞減減緩的開發(fā)規(guī)律，預(yù)測的產(chǎn)量與實際產(chǎn)量符合率更高，2013至2017年累計產(chǎn)量誤差為6.2%(指數(shù)遞減法誤差為21.3%)。因此，水驅(qū)曲線法較指數(shù)遞減法具有更高的合理性和準(zhǔn)確性，推薦利用水驅(qū)曲線法評估上市儲量。

3.3 實例應(yīng)用效果

渤海Q油田一直采用指數(shù)遞減法進行上市儲量評估。自2018年二季度上市儲量自評估開始，在綜合考慮2種動態(tài)評估方法的可靠性和合理性基礎(chǔ)上，渤海以Q油田為改革試點，首次采用水驅(qū)曲線法進行上市儲量評估，這一合理的評估方法轉(zhuǎn)變，使油田上市凈儲量較指數(shù)遞減法評估結(jié)果增加126.88×104t(增加16.5%)，實現(xiàn)了上市儲量的“正增長”，保證了公司資產(chǎn)的保值增值。

圖3 渤海Q油田N區(qū)指數(shù)遞減法和水驅(qū)曲線法預(yù)測產(chǎn)量與實際產(chǎn)量

4 結(jié)論及建議

(1) 對水驅(qū)曲線法評估上市儲量基本原理和評估要點進行分析，水驅(qū)曲線法綜合考慮了水油比趨勢、平均單井液量和有效開井?dāng)?shù)等多種油田生產(chǎn)動態(tài)因素。

(2) 結(jié)合渤海Q油田上市儲量評估結(jié)果，水驅(qū)曲線法評估高含水油田上市儲量更加合理、可靠，其產(chǎn)量遞減隨含水升高逐漸減小，更符合油田實際生產(chǎn)規(guī)律，評估結(jié)果更接近油田實際產(chǎn)量，累計產(chǎn)量誤差6.2%，遠小于指數(shù)遞減法評估誤差(21.3%)。

(3) 將水驅(qū)曲線法首次應(yīng)用于渤海Q油田，油田上市凈儲量增加126.88×104t(增加16.5%)，符合油田上市儲量的“正增長”原則。

(4) 建議高含水油田進行水驅(qū)曲線法評估的合理性研究，適時將水驅(qū)曲線法在更多高含水油田上市儲量評估中推廣應(yīng)用。