杜靜 薄兵
1.中國(guó)石化勘探開(kāi)發(fā)研究院 2.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院
儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率是衡量油氣公司可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)[1-4]。儲(chǔ)采比是截至到某年底的剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量與當(dāng)年年產(chǎn)量的比值。儲(chǔ)采比數(shù)值越大,說(shuō)明按照當(dāng)年產(chǎn)量規(guī)模來(lái)開(kāi)采,還可以穩(wěn)定生產(chǎn)的年數(shù)越長(zhǎng),越能實(shí)現(xiàn)公司的儲(chǔ)量接替和可持續(xù)發(fā)展。儲(chǔ)量替代率是年度增加經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量與年產(chǎn)氣量的比值。由于對(duì)年度增加經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的理解不同,儲(chǔ)量替代率包括廣義儲(chǔ)量替代率和動(dòng)用儲(chǔ)量替代率兩種[5]:
廣義儲(chǔ)量替代率=(年度新增探明經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量+老區(qū)提高采收率增加的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量)/年產(chǎn)量
動(dòng)用儲(chǔ)量替代率=(年度新區(qū)動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量所增加的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量+老區(qū)提高采收率增加的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量)/年產(chǎn)量
兩者對(duì)比起來(lái),廣義儲(chǔ)量替代率中的當(dāng)年新增探明儲(chǔ)量雖然增加了經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量,但不一定當(dāng)年動(dòng)用。動(dòng)用儲(chǔ)量替代率反映的是當(dāng)年產(chǎn)能建設(shè)增加的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量與年產(chǎn)量的關(guān)系,更能實(shí)際反映氣田穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。目前中石化常用的也是動(dòng)用儲(chǔ)量替代率。
儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率是相互關(guān)聯(lián)的,當(dāng)儲(chǔ)量替代率大于100%時(shí),說(shuō)明當(dāng)年新增的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量超過(guò)了由于當(dāng)年產(chǎn)量導(dǎo)致的剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的減少,儲(chǔ)采比數(shù)值比上一年增加;當(dāng)儲(chǔ)量替代率不到100%時(shí),說(shuō)明當(dāng)年新增的經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量無(wú)法彌補(bǔ)由于當(dāng)年產(chǎn)量導(dǎo)致的剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的減少,儲(chǔ)采比數(shù)值較上一年減少。儲(chǔ)量替代率越大,儲(chǔ)采比增加越多。儲(chǔ)量替代率越小,儲(chǔ)采比逐年降低,不利于公司的穩(wěn)產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展。
天然氣作為低碳、清潔的能源品種之一,具有資源量大、產(chǎn)業(yè)化程度高、產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)技術(shù)成熟、供應(yīng)穩(wěn)定的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)我國(guó)天然氣消費(fèi)快速增長(zhǎng),2016年我國(guó)天然氣消費(fèi)量為2 058×108m3。預(yù)計(jì)到2020年,天然氣消費(fèi)占能源消費(fèi)的占比將提高到10%,到2030年,占比將提高到15%左右。天然氣在未來(lái)能源體系中的比重將越來(lái)越大。但在國(guó)內(nèi)天然氣消費(fèi)量持續(xù)高增長(zhǎng)的情況下,國(guó)內(nèi)天然氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)難以滿足需求。研究其儲(chǔ)量替代率和儲(chǔ)采比,對(duì)于如何提高國(guó)內(nèi)天然氣資源保障有重要意義。
中石化作為國(guó)內(nèi)三大油氣生產(chǎn)商之一,其天然氣發(fā)展有較長(zhǎng)的歷史。1998-2009年,隨著川西中淺層和大牛地氣田的逐步開(kāi)發(fā),中石化天然氣產(chǎn)量穩(wěn)步上升,年均增長(zhǎng)率達(dá)7.7%;2010年以來(lái),隨著普光、元壩等碳酸鹽巖氣田的投入開(kāi)發(fā),大牛地、川西致密氣田水平井壓裂技術(shù)的突破,中石化天然氣進(jìn)入快速發(fā)展階段,產(chǎn)量、儲(chǔ)量都邁上新臺(tái)階。
“十二五”以來(lái),中石化常規(guī)天然氣新增動(dòng)用儲(chǔ)量、鉆井工作量呈增長(zhǎng)趨勢(shì),剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量大幅增加。天然氣儲(chǔ)采比逐年上升,有一定的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)。但儲(chǔ)量替代率自2014年開(kāi)始呈下降趨勢(shì),2016年不足100%。其原因是2016年產(chǎn)能建設(shè)主要為已有區(qū)塊滾動(dòng)擴(kuò)邊和老氣田的綜合調(diào)整,沒(méi)有大氣田投入開(kāi)發(fā),新增經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量減少。
對(duì)中石化各氣田按儲(chǔ)層巖性、滲透性等因素綜合分類可分為5種類型,即低滲致密砂巖氣藏、碳酸鹽巖氣藏、凝析氣藏、中高滲砂巖氣藏和火山巖氣藏。其中,碳酸鹽巖氣藏和低滲致密砂巖氣藏是中石化常規(guī)天然氣的主要?dú)獠仡愋?,產(chǎn)量占比達(dá)84%(見(jiàn)圖1)。
分類統(tǒng)計(jì)2016年不同類型氣藏的儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率,并進(jìn)行對(duì)比分析。其中,碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)采比最高為16.4,其次為中高滲氣藏11.8,低滲致密氣藏和凝析氣藏中等,火山巖氣藏最低為4.0(見(jiàn)表1)。而儲(chǔ)量替代率數(shù)值的高低,不僅和新增經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量有關(guān),還和當(dāng)年產(chǎn)量有關(guān),反映產(chǎn)量和年度增加經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的相對(duì)大小的關(guān)系。按氣藏類型分析儲(chǔ)量替代率,凝析氣藏儲(chǔ)量替代率最高為299%,低滲致密氣藏和火山巖氣藏儲(chǔ)量替代率中等,碳酸鹽巖氣藏儲(chǔ)量替代率較低,中高滲氣藏儲(chǔ)量替代率最低。
表1 不同類型氣藏的儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率現(xiàn)狀氣藏類型產(chǎn)量占比/%儲(chǔ)采比儲(chǔ)量替代率/%中高滲砂巖氣藏111.837低滲致密砂巖氣藏388.390凝析氣藏117.1299碳酸鹽巖氣藏4616.444火山巖氣藏44.062
碳酸鹽巖氣藏主要在普光氣田和元壩海相氣田,儲(chǔ)量規(guī)模大,投產(chǎn)時(shí)間短,儲(chǔ)采比保持較高的水平。但是由于沒(méi)有后續(xù)資源接替,儲(chǔ)量替代率較低。處于穩(wěn)產(chǎn)后期的普光目前較緊迫。剛建成的元壩氣田仍處于穩(wěn)產(chǎn)期,但如果沒(méi)有新增儲(chǔ)量,“十四五”穩(wěn)產(chǎn)將面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。低滲致密砂巖氣藏主要在鄂爾多斯盆地、川西中淺層和川西須家河氣藏等?!笆濉币詠?lái),隨著水平井壓裂技術(shù)的突破,鄂爾多斯盆地和川西中淺層滾動(dòng)評(píng)價(jià)建產(chǎn)一體化,每年保持一定的產(chǎn)建規(guī)模,有一定的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)。
中高滲砂巖氣藏主要在渤海灣盆地,氣藏儲(chǔ)量規(guī)模小,開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng),目前多處于開(kāi)發(fā)后期,滾動(dòng)擴(kuò)邊、老區(qū)調(diào)整潛力小,因此儲(chǔ)量替代率較低。火山巖氣藏主要為松南營(yíng)城組氣藏,2007年投入開(kāi)發(fā)至今,目前已到穩(wěn)產(chǎn)末期,近兩年開(kāi)展精細(xì)挖潛,編制調(diào)整井方案,動(dòng)用了部分難動(dòng)用儲(chǔ)量,穩(wěn)產(chǎn)期可延長(zhǎng)4年。但氣藏整體儲(chǔ)量規(guī)模小,儲(chǔ)量接替潛力小。凝析氣藏主要分布在雅克拉氣田、海上氣田和渤海灣盆地,其中雅克拉氣田年產(chǎn)量占凝析氣藏的50%以上。2016年凝析氣藏新增經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量主要在河南寶浪氣田和海上氣田。
參照地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DZ/T 0217-2005《石油天然氣儲(chǔ)量計(jì)算規(guī)范》,對(duì)中石化各氣藏進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì):大型氣藏可采儲(chǔ)量為(250~2 500)×108m3,中型氣藏可采儲(chǔ)量為(25~250)×108m3,小型氣藏可采儲(chǔ)量為(2.5~25)×108m3,特小型氣藏可采儲(chǔ)量小于2.5×108m3。
1.2.1 氣藏從大到小,儲(chǔ)采比呈下降趨勢(shì)
對(duì)中石化各氣田按大中小型氣藏分類統(tǒng)計(jì)分析,氣藏從大型到特小型,儲(chǔ)采比從14.5降到3.7(見(jiàn)表2)。中石化大型氣田主要分布在普光氣田、大牛地氣田、元壩海相和川西新場(chǎng)氣田。大型氣田剩余經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量規(guī)模大,儲(chǔ)采比較高。中型氣藏主要分布在西北雅克拉、東北松南、西南中江、洛帶、馬井以及江漢建南、杭錦旗等氣田。中型氣藏儲(chǔ)采比為5.8。小型氣藏和特小型氣藏主要分布在勝利、中原、西北和西南,儲(chǔ)采比分別為5.4和3.7。
表2 大中小型氣藏的儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率現(xiàn)狀氣藏級(jí)別產(chǎn)量占比/%儲(chǔ)采比儲(chǔ)量替代率/%大型6814.5 84中型195.8 192小型125.4 186特小型13.7 0
1.2.2 中、小型氣藏儲(chǔ)量替代率最高,特小型氣藏儲(chǔ)量替代率為0
中型氣藏當(dāng)年新增經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量最多,主要在海上氣田和杭錦旗氣田。其次為大型氣藏,在元壩海相氣田和大牛地氣田。小型氣藏分布零散,主要在河南寶浪氣田、海上氣田和塔河9區(qū)奧陶系氣藏等。特小型氣藏多為中高滲砂巖氣藏,目前處于開(kāi)發(fā)后期,在當(dāng)今氣價(jià)下沒(méi)有新增經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量。
根據(jù)氣田開(kāi)發(fā)特點(diǎn)可分為4個(gè)生產(chǎn)階段:試采期(上產(chǎn)期)、穩(wěn)產(chǎn)期、遞減初期和遞減后期(低壓低產(chǎn)期),見(jiàn)圖2。將中石化氣田(藏)按生產(chǎn)階段劃分,目前處于穩(wěn)產(chǎn)期的氣田主要有普光、元壩、中江、松南營(yíng)城組、海上氣田等,儲(chǔ)采比為14.3,儲(chǔ)量替代率為100%(見(jiàn)表3);處于遞減初期的氣田主要有大牛地、雅克拉、新場(chǎng)沙溪廟組、馬井、什邡蓬萊鎮(zhèn)組、天外天C等氣藏,儲(chǔ)采比為9.3,儲(chǔ)量替代率為46%;處于遞減后期的氣田主要為渤海灣盆地、塔河、平湖和滇黔桂等,開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、儲(chǔ)量規(guī)模小,儲(chǔ)采比為5.2,儲(chǔ)量替代率僅為19%;處于試采期的主要有四川須家河組、馬路背、杭錦旗等氣田,儲(chǔ)采比為2.1,儲(chǔ)量替代率為80%。
表3 不同生產(chǎn)階段氣藏的儲(chǔ)采比和儲(chǔ)量替代率現(xiàn)狀氣藏級(jí)別產(chǎn)量占比/%儲(chǔ)采比儲(chǔ)量替代率/%穩(wěn)產(chǎn)期2014.3 100遞減初期339.3 46遞減后期45.219試采期32.1 80
由此可見(jiàn),大型、中型的碳酸鹽巖氣藏和致密低滲氣藏的儲(chǔ)量接替能力較高,這些氣田目前處于穩(wěn)產(chǎn)期或遞減初期,是中石化的主力氣田,對(duì)中石化天然氣儲(chǔ)采比、儲(chǔ)量替代率的大小起著決定性的作用。中小型的中高滲砂巖氣藏、凝析氣藏,儲(chǔ)量規(guī)模小,開(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng),大多處于遞減后期,壓力和產(chǎn)量均低,其可持續(xù)發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn)。
“十二五”是中石化常規(guī)天然氣快速上產(chǎn)階段,天然氣產(chǎn)量從2010年到2015年平均增長(zhǎng)率為139%。天然氣新建(增)產(chǎn)能中,新區(qū)新建產(chǎn)能占比呈上升趨勢(shì),平均保持在80%以上。說(shuō)明以往天然氣產(chǎn)量的增長(zhǎng)主要靠新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)。但隨著目前未開(kāi)發(fā)儲(chǔ)量開(kāi)采對(duì)象日益復(fù)雜、優(yōu)質(zhì)資源減少,主要靠新區(qū)產(chǎn)建來(lái)實(shí)現(xiàn)天然氣產(chǎn)量大幅增長(zhǎng)面臨挑戰(zhàn)。
自“十二五”以來(lái),中石化天然氣勘探領(lǐng)域已由陸上轉(zhuǎn)向海域,從常規(guī)中高滲砂巖氣藏轉(zhuǎn)向碳酸鹽巖氣藏、致密氣和頁(yè)巖氣等。其中,陸上勘探目標(biāo)逐漸由淺層轉(zhuǎn)向深層、超深層,由大型構(gòu)造油氣藏轉(zhuǎn)向小型復(fù)雜隱蔽性油氣藏;海域勘探由淺海轉(zhuǎn)向深海、超深海域[6-7]。資源劣質(zhì)化趨勢(shì)明顯,勘探難度日益增大,整體新增儲(chǔ)量規(guī)模日益減少。2016年常規(guī)天然氣新增探明儲(chǔ)量最少。
截至2016年底,中石化提交的探明未動(dòng)用儲(chǔ)量和控制儲(chǔ)量規(guī)模大,但優(yōu)質(zhì)資源較少。探明未動(dòng)用儲(chǔ)量主要分布在海域、川西中淺層、川東北、川西深層和大牛地,初步評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量占比僅為7%??刂苾?chǔ)量主要分布在杭錦旗、元壩、川西須家河、川西氣田,初步評(píng)價(jià)經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量占比僅8%。在目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下,能夠投入建產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)量規(guī)模小,不能支撐未來(lái)天然氣的持續(xù)快速上產(chǎn)。
近年來(lái),習(xí)近平總書(shū)記多次召開(kāi)會(huì)議,就能源安全問(wèn)題進(jìn)行專題討論,作出要進(jìn)一步提升勘探開(kāi)發(fā)力度,保障能源安全的重要批示。為全面貫徹落實(shí)習(xí)近平總書(shū)記重要批示指示精神,中石化做了“兩個(gè)三年、兩個(gè)十年”戰(zhàn)略部署,開(kāi)展了七年行動(dòng)計(jì)劃研究,均要求常規(guī)天然氣儲(chǔ)采比、儲(chǔ)量替代率保持較高的水平。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),保持天然氣長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展,對(duì)中石化常規(guī)天然氣勘探開(kāi)發(fā)策略提出以下建議。
勘探發(fā)現(xiàn)新增儲(chǔ)量是增加經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量、提高儲(chǔ)采比的重要手段。目前,中石化天然氣資源勘探程度較低,增儲(chǔ)潛力仍然很大。其中,海相碳酸鹽巖氣藏是未來(lái)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)略突破的主要領(lǐng)域[8]。雖然目前已發(fā)現(xiàn)普光、元壩、彭州等大氣田,但中石化海相碳酸鹽巖領(lǐng)域的勘探程度仍然較低,探明程度更低,仍處于不斷發(fā)現(xiàn)大型氣田的勘探初期。
建議國(guó)家層面高度重視海相碳酸鹽巖氣藏的勘探投入,加強(qiáng)規(guī)劃和政策引導(dǎo),推進(jìn)體制改革和科技創(chuàng)新,針對(duì)有戰(zhàn)略意義的新區(qū)帶設(shè)立國(guó)家風(fēng)險(xiǎn)勘探基金,加快形成戰(zhàn)略資源接替區(qū),夯實(shí)國(guó)內(nèi)保障基礎(chǔ)。企業(yè)層面應(yīng)側(cè)重海相碳酸鹽巖氣藏的投資規(guī)模,積極拓展新區(qū)帶、新層系。同時(shí),加大勘探技術(shù)攻關(guān)力度,努力提高勘探成功率,有效降低油氣發(fā)現(xiàn)成本。通過(guò)國(guó)家、企業(yè)兩個(gè)層面共同努力,保障海相碳酸鹽巖氣藏的勘探投資力度,不斷增加探明儲(chǔ)量規(guī)模,實(shí)現(xiàn)天然氣的可持續(xù)發(fā)展。
“十二五”以來(lái),致密氣藏的規(guī)模動(dòng)用和產(chǎn)量持續(xù)增加為中石化持續(xù)上產(chǎn)發(fā)揮了重要作用,今后仍將是主力開(kāi)發(fā)氣藏類型之一。目前,中石化提交致密氣藏探明未動(dòng)用儲(chǔ)量占常規(guī)天然氣的65%,儲(chǔ)量規(guī)模大。但由于其儲(chǔ)層低滲致密、非均質(zhì)性強(qiáng),含水飽和度高、氣水關(guān)系復(fù)雜,裂縫和“甜點(diǎn)”控產(chǎn)、單井產(chǎn)能差異大等特點(diǎn),在目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下,大部分儲(chǔ)量不能有效開(kāi)發(fā)。如何將這部分儲(chǔ)量動(dòng)用起來(lái),是天然氣可持續(xù)發(fā)展面臨的難題之一。為此提出以下幾點(diǎn)建議:①建議國(guó)家考慮致密氣開(kāi)發(fā)特點(diǎn)、市場(chǎng)價(jià)格及成本變化等因素,在補(bǔ)貼、稅費(fèi)和金融等方面給予政策支持,營(yíng)造良好外部環(huán)境,推動(dòng)致密氣快速發(fā)展??山梃b美國(guó)致密氣藏開(kāi)發(fā)的相關(guān)政策,如取消價(jià)格管制、“高成本氣”稅款減除、無(wú)息和低息投資貸款等[9];②加強(qiáng)科技攻關(guān),國(guó)家、企業(yè)設(shè)立專項(xiàng)資金支持致密氣重點(diǎn)問(wèn)題和關(guān)鍵技術(shù)研發(fā),例如致密低滲砂巖氣藏提高采收率技術(shù)研究和致密砂巖含水氣藏有效開(kāi)發(fā)技術(shù)研究等;③積極推進(jìn)區(qū)塊流轉(zhuǎn),引進(jìn)先進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)和管理模式,盡快釋放一部分低效儲(chǔ)量,提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度。
在目前的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件下,90%以上的未動(dòng)用儲(chǔ)量無(wú)法有效動(dòng)用。暫無(wú)效益儲(chǔ)量普遍具有規(guī)模相對(duì)較小、儲(chǔ)層物性差、單井產(chǎn)量低的特點(diǎn),這部分儲(chǔ)量有待于工程工藝技術(shù)的進(jìn)步、成本的降低和氣價(jià)的提高逐步開(kāi)發(fā)動(dòng)用??刹扇∪缦麓胧孩偌訌?qiáng)未動(dòng)用儲(chǔ)量動(dòng)用界限研究,研究盈虧平衡氣價(jià)、盈虧單井成本、單井極限經(jīng)濟(jì)日產(chǎn)氣與可動(dòng)用儲(chǔ)量之間的關(guān)系;②加強(qiáng)未動(dòng)用區(qū)塊評(píng)價(jià)優(yōu)選方法研究,在基本評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐值幕A(chǔ)上進(jìn)行分類評(píng)價(jià)、篩選排隊(duì)、風(fēng)險(xiǎn)分析、經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),優(yōu)先動(dòng)用條件稍好、風(fēng)險(xiǎn)較小的未動(dòng)用區(qū)塊;③積極推進(jìn)區(qū)塊流轉(zhuǎn),引進(jìn)先進(jìn)開(kāi)發(fā)技術(shù)和管理模式,盡快釋放一部分低效、無(wú)效儲(chǔ)量。
目前已投產(chǎn)的大型、中型碳酸鹽巖氣田和致密低滲氣田大多數(shù)正處于穩(wěn)產(chǎn)期,是短、中期天然氣產(chǎn)量的主體。如何保證已投產(chǎn)大氣田各指標(biāo)達(dá)到方案設(shè)計(jì),長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)、減緩遞減是重要任務(wù)。具體措施如下:①完善氣田開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)體系,定期分析氣藏生產(chǎn)動(dòng)態(tài)特征,科學(xué)合理配產(chǎn)[10],防止或控制水侵;②開(kāi)展老氣田精細(xì)氣藏描述,研究老氣田開(kāi)發(fā)潛力,采集高精度三維地震資料,或?qū)系卣鹳Y料進(jìn)行重新精細(xì)處理,重建地質(zhì)模型,研究?jī)?chǔ)層的連通關(guān)系和動(dòng)用程度,掌握剩余氣分布特點(diǎn)和潛力;③編制主力氣田老區(qū)調(diào)整方案,盡可能提高儲(chǔ)量動(dòng)用程度,提升整體開(kāi)發(fā)水平;④對(duì)井口壓力臨近外輸壓力的氣田,編制增壓方案,對(duì)井口壓力降低較多、即將降到外輸壓力的氣田,論證增壓的可行性和實(shí)施時(shí)機(jī),適時(shí)實(shí)施單井或氣田增壓措施。