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非常规油气资源经济性评价方法与案例

普世科石油机械
2017-02-17
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文丨黄旭楠1, 2;董大忠1, 2, 3; 王玉满1, 2; 张 黎1; 高世葵4; 管全中1,2; 张晨晨1,2; 朱艳芳5

(1. 中国石油勘探开发研究院; 2. 中国石油集团科学技术研究院;3.国家能源页岩气研发(实验) 中心;4. 中国地质大学( 北京);5.北京塔里木石油酒店)

引言

油气资源评价不仅要评价常规的油气资源, 也要评价包括致密油、 致密砂岩气、 页岩气及煤层气等在内的非常规油气资源。油气资源经济评价是油气资源评价主要内容的延伸, 是油气资源评价的重要环节。经济评价的关键是要回答“ 所评价出的油气资源是否具有经济性”,“ 开发是否有经济价值”。特别是近年来, 全球非常规油气资源勘探开发取得了重大突破, 我国对非常规油气资源的勘探开发高度重视。然而, 非常规油气资源是现今还无法用常规的方法和技术手段进行有效、 规模经济性勘探开发的资源。

如何获得有经济价值的非常规油气资源, 在经济评价研究中显得尤其重要。它的主要任务是对于预测的油气资源, 评价在勘探开发过程中, 是否有先进适用的技术, 是否开发能带来经济效益, 进而优选出有经济价值的资源区带及层系, 为非常规油气勘探开发战略部署提供依据。

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1 概述

1.1 研究现状

投资 项 目 经 济 评 价 起 源 于20 世 纪30 年 代 的美国, 在第二次世界大战以后, 这种方法发展迅速,扩大到很多领域, 发展至今, 大致经历了3个阶段,第一阶段的经济评价相当于财务可行性评价, 是微观效益分析期; 第二阶段的经济评价是在传统的财务评价的基础上了引入社会效益评价, 是宏观效益分析期; 第三阶 段 的 经 济 评 价 是 在 社 会、 环 境 评 估方面发展的基 础 上, 形 成 项 目 的 综 合 评 价, 是 多 目标效益分 析 期。 勘 探 经 济 评 价 是 从 20 世 纪 60年代末发 展 起 来, 已 经 建 立 了 一 套 较 为 成 熟 的 方法, 有3个特点: 其 一, 将 项 目 作 为 经 济 评 价 对 象;其二, 勘探开发一体化评价; 其三, 采取常规经济评价与风险评估 相 结 合 的 方 法。 这 些 方 法 已 成 为 勘探工作中必要的手段。

目前, 油气资源经济评价主要以常规油气资源的为多, 对于致密油、 致密砂岩气、 页岩气及煤层气等非常规油 气 资 源 的 经 济 评 价 还 较 少。 在 评价方法上, 还是主要采用现金流法。这对常规油气资源的经济评 价 适 应 性 较 好, 对 新 类 型、 新 领 域 仅用常规的现金流法不能完全满足经济评价的需求,需要研究适用、 有效的评价方法。非常规油气资源不能采用常规 的 技 术 及 手 段 进 行 勘 探 开 发, 所 以,采用常规的“ 储量计算→模拟开发方案→开发生产现金流计 算” 的 评 价 模 式, 其 结 果 的 不 确 定 性 大。在这种情况下, 本文针对性的研究了非常规资源的经济评价方法。

1.2 资源经济评价进展

通过对非常规油气资源的经济评价方法研究,在应用现金流方法的基础上, 本文提出了经济指标评价法( 后文又称为资源经济性评价)。它是通过建立经济指标评价法的逻辑结构( 评价指标、 要素和评价等级)、 建立指标要素评价标准、 进行指标要素评价和定性评价资源区经济价值等环节实现资源经济性评价。

指标评价方法重点是分析与经济相关的地质条件因素, 如储层物性的孔隙度和渗透率, 直接影响单位体积中的资源量, 并影响最终采收率, 单井生产能力和经济价值, 又如, 空间分布主要取决于厚度和面积, 对于非常规油气资源厚度越大, 开采成本越低,越能取得规模效益。分析与经济相关的地面条件因素, 在沙漠、 平原、 沼泽、 丘陵及山地等开发利用, 直接的影响是投资和成本, 间接的影响社会和环境效果。分析与经济相关的工程技术因素, 如水平井技术、 压裂技术的提高, 直接对非常规油气资源勘探开发带来效益。在此基础上, 结合现金流的效益分析方法, 确 定 有 经 济 效 益 的 指 标 界 限。进 而, 采 用 对比、 统计和专家评定方法进行评价, 定性评价资源区经济价值, 并优选有经济价值的评价区。

2 资源经济性评价方法

2.1 经济性评价原则

科 学 的 指 标 体 系 是 反 映 评 价 效 果 好 坏 的 计 量器, 也是体现评价质量的重要因素, 虽然非常规油气资源类型不同, 有时目的亦不同, 但是, 资源经济评价指标体系 都 应 该 建 立 在 同 一 个 逻 辑 框 架 的 基 础上, 并且把与经济相关的因素, 如投入、 产出、 效果和影响, 有机地结合起来。

资源经济评价要遵循经济性、 目的性和对比性3个基本原则。其中, 经济性原则, 也就是要求评价指标能反 映 资 源 区 的 经 济 价 值。 在 市 场 经 济 条 件下, 非常规油气勘探工作已不再是单纯的技术工作,而是具有明显风险性的投资工作, 经济评价工作的性质和意义与过去相比也已发生明显变化。所以,非常规油气 经 济 评 价 应 考 虑 的 因 素 应 包 括 地 质 因素、 地 面 因 素、 勘 探 效 果、 经 济 因 素 及 财 务 指 标 等。如价格上升, 会促进非常规油气勘探业务的开展, 可快速投入勘探和开发; 价格下降, 油气勘探业务就会萎缩, 资源条件差的高风险资源区的勘探就可能会终止。价格对油气勘探投资的经济效果起着决定性的作用, 是各种因素中最敏感的因素。目的性原则,评价方法要体现资源评价的特点, 要以资源量为基础, 而不是通常经济评价中以产量为基础, 目的就是为寻求有价值的新的能源, 满足经济发展的需求, 从宏观上评 价 每 个 探 区 勘 探 的 经 济 价 值。 可 比 性 原则, 从资源评价我们需要能有效的选区、 选带和选层上看, 经济评价的结果就需要有可比性, 评价方法就需要建统一的指标标准。

2.2 评价指标体系

2.2.1 经济评价指标

经济评价指标可以划分为单要素指标( 后文称为要素, 为经济评价指标体系的主体) 和多要素指标( 后文称为指标, 由若干个评价要素组成), 考虑到资源经济评价的特点, 有些要素需要划分为要素细目进行评价, 因此, 当评价指标存在要素细目时, 指标就被分为3个层次( 表1)。

2.2.2 指标体系构成

非常规油气资源的类型不同, 开发利用的方法也各异, 所以, 文中在建立经济评价指标体系中, 力求指标相同, 要 素 和 细 目 寻 求 资 源 类 型 特 点 而 定。如在页岩气评价中, 评价指标确定后, 根据每一个评价指标的内容和属性, 又可将其分解为指标要素, 对其进行定量评价( 图1) 。

2.2.3 指标评价标准

为了有效赋予指标要素的经济含义, 非常规资源评价对致密油、 致密气、 页岩气及煤层气等指标要素赋予评价等级和参考标准。其中, 要素评价划分为好( >90)、 中( 90~60)、 差( <60) 3 个 等 级; 经 济性分析按价格分为高、 中、 低3个档次( 表2)。

2.3 评价方法

针对前述指标要素体系, 评价方法涉及指标要素定量化计算、 标准判断、 经济性评价等环节。主要依据统计类比资料, 采用统计和专家评定方法进行评价, 定性评价资源区经济价值。

2.3.1 指标要素定量化

采用评价区要素的实际资料, 参照致密油、 致密气、 页岩气、 煤层气等指标要素的评价标准, 对评价区每个要素评分。

指标要素定量化, 有计算法、 定性描述法及图形法3种模式。

(1) 计算法

指标体系中, 有些指标要素可以通过公式计算,获取要素评分。在评价中属于这类的要素主要有目的层埋深、 可采资源量等。例如, 目的层埋深量化评

价方法为:

(2) 定性描述法

有些指标要素不能完全用公式方式量化指标,在评价中这类要素主要有工程技术等不确定性指标要素, 在评分中需要通过经验确定分值。以 水 平井钻井完井技术为例评分如下。

(3) 图形法

有些指标要素采用图形方式定量化, 更有利于直观评价资源区经济性。这类指标要素有地质条件的厚度、 埋深、 资源丰度等, 也有地面条件的地形地貌等, 在评分中需要用图形确定分值, 如可采资源丰度( 图2)。

2.3.2 指标要素权重

指标评价需要确定要素权系数, 每个要素的定权系数有所侧重, 是围绕经济价值的大小为原则确定权系数。采用的方法主要有层次分析 方 法、 德 尔 菲 法等, 避免出现评价层次不清晰, 评价结果“ 以偏概全”的情况。同时, 不同类型资源的特点不同, 指标要素权重可以不尽相同, 各要素权系数之和为1。

2.3.3 资源经济性评价

资源经济性评价受地质、 地面、 技术、 单 井 等 指标影响, 每项指标又受多个要素影响。在评价中, 以要素为基础, 评价资源经济性。

3 非常规油气资源经济性评价案例

本案例为四川盆地五峰组—龙马溪组页岩气资源的经济评价示例。探区位于四川盆地的东部和南部, 面积 约10.48×10^4km 2。按 照 构 造 单 元 分 为 南部、 东部和东北部3个评价单元, 评价的目的层系为上奥 陶 统—下 志 留 统, 面 积 分 别 为 50000km 2、 33000km 2、 21800km 2。近年来, 在该区的页岩气勘探开发中取得了重要突破, 近100 口井在上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组获得工业气流。该区资源评价, 南部、 东部和东北部地区的资源量分别为248000×10^8m 3、 120120×10^8m 3和30302×10^8m 3, 资源丰度 分 别 为 4.96×10^8m 3/ km 2、 3.64×10^8m 3/km 2和1.39×10^8m 3/ km 2。对 该 评 价 区, 依 据 前 述的资源经济性评价方法, 选择非常规油气资源的页岩气评价标准, 开展了经济指标评价。

3.1 基础数据

通过收集资料, 获取了该探区的经济评价资料,包括川南、 川东和川东北3 个评价区的基础数据和基础图件。其中, 经济性评价指标要素数据见表3。

3.2 经济性评价

3.2.1 指标要素评价

针对评价指标中的各个要素, 依据标准进行评分。下面以川南地区指标要素的目的层埋深、 储层质量和水资源进行说明, 其他不再赘述。

E埋深, 属于地质指标, 该区目的层埋深为1000~4500m, 平均为3000m。其中, 小于2500m 占1 / 3,2500~3500m 占 1 / 3, 3500~4 500m 占 1 / 3( 图略)。依据标 准 <2500m, 评 分 100~90 分, 在2500~3500m 之 间, 评 分 90~60 分; 在 3500~4500m之间, 评 分60~0 分。 综 合 分 析, 评 价 区 目的层埋深的要素评分为83分, E埋 深=83。

E储 层 质 量 , 属于地 质 指 标, 储 层 质 量 评 价 是 由 沉积类型、 空间分布、 地层压力、 物性和脆性矿物/黏土矿物等5个要素细目组成, 需要对细目评分后, 再对要素评 分。 案 例 中 探 区 为 海 相 沉 积; 页 岩 厚 度 在20~135m 之 间, 横 向 分 布 稳 定, 水 平 井 平 均 长 度1000m; 地层压力( 系数) 在0.9~2.3之间; 孔隙度在3.5%~8%之间, 平均为4.0%; 脆性矿物含量为20%~47%, 黏土矿物含量为35%~48%。依据评价标准, 对每个细目评价后, 获得储层质量的要素评分为88分, E储 层 质 量 =88。

E水 源 , 属于地面指标, 评价不仅要分析探区水资源状况, 需 要 用 图 的 方 式 表 现 水 资 源 环 境 ( 图 3)。通过图形我们直观判断, 探区水源充足, 有湖、 河流、水库等, 所以, 依据标准对水资源要素的评分为100分, E水 源=100。

3.2.2 资源经济性评价

资 源 经 济 性 评 价 是 在 单 个 指 标 要 素 评 价 基 础上, 设定各指标要素的权重, 进行综合评价。即为每个要素的加 权 和, E综 合 评 价=∑( E i×R i), 按 照 标 准评价出好( 100~90)、 中( 90~60)、 差( 60~0) 经济性评定等级。

案例中对页岩气每个指标要素进行评价, 计算综合评 价 分 值, 其 中, 川 南 地 区 综 合 评 价 为 90 分,E综合评价 =90, 定性评价经济性等级为有效经济区, 川东地区、 川东北地区分别评价为87.5分、 82.3分( 表4)。

资源的经济评价不确定因素多, 受油价波动影响大, 案例在评价中采用了高、 中、 低3种不同价格进行评价, 按1255m3换算1t油, 优选有利区( 图3)。

4 结论

(1) 非常规油气资源经济评价迄今仅为尝试性。在非常规油气资源评价中, 采用本文的方法是可行有效的, 它规避了许多勘探后期和开发生产期间的计算经济指标的不确定性参数, 为勘探家提供了选区、 选带、 选层的参考依据。

(2) 本文提供的方法的关键是确定指标要素和建 立指标要素的评定标准, 随着非常规油气勘探开发的利用, 会积累更多的资料和实践经验, 不断优化与经济相关的非常规油气资源经济性评价要素和评价方法。

(3) 四川盆地的页岩气资源具有较好的经济性,存在3个一类高效经济区, 4个二级次有效经济区,2个大的三级低效页岩气资源区。(文章来源:《天然气地球科学》2016年第9期)

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