估算最终可采量(EUR)属性的讨论

时间:2023-09-10 18:25:09 来源:网友投稿

王永祥

(中石油煤层气有限责任公司)

随着国内企业不断参与国际油气勘探开发、开展国际准则的油气储量评估,估算最终可采量(estimated ultimate recovery,EUR)或总最终可采量(gross ultimate recovery,GUR)常常被简称为最终可采量,其概念逐渐为广大储量评估人员所采用[1]。特别是非常规油气勘探开发的推进,对非常规单井估算最终可采量(EUR)的重视程度得到进一步加强[2-7]。尽管EUR应用广泛且十分重要,但国内对该术语的内涵却鲜有研究,至今对EUR代表技术可采还是经济可采仍存在较大争议。

EUR术语主要是国内油公司2000年以来境外上市后从北美引入,本文的讨论主要依据国际权威机构的定义,如美国证券交易委员会(SEC)的定义[8];
再如,由石油工程师学会(SPE)、世界石油大会(WPC)、美国石油地质学家协会(AAPG)、石油评价工程师学会(SPEE)、勘探地球物理学家协会(SEG)、岩石物理学家与测井分析师协会(SPWLA)、欧洲地球科学家与工程师协会(EAGE)7个国际石油行业组织于2018年联合发布的“石油资源管理体系”(Petroleum Resource Management System,PRMS)更新版[9];
还参考了一些其他专著[10]。需要指出,本文对EUR的论述,包括原定义及其相关术语的翻译与分析均依据国际储量准则,其中许多概念有别于我国现行的石油天然气资源储量分类系统。

属性是指事物本质方面的特性。油气储量的基本属性是已发现,其他特性还包括可开采、动态变化、不确定等。储量的可开采性以技术可采和经济/商业可采来表征。可采量历来都是油藏工程师、储量评估和管理人员的研究重点和储量领域的核心成果。长期以来,国内立足于对技术可采储量(technically recoverable reserve)的研究[11-13],此类储量与国外常使用的最终可采量(ultimate recovery)[14]具有相同内涵。

1.1 SEC对EUR的定义

在SEC对油气生产活动所定义的32个术语中,第11个术语是估算最终可采量(EUR),指基准日之后剩余的总储量(the sum of reserves remaining as of a given date)与以往累计产量之和。由于SEC定义的“储量”本身就是经济可采(economically producible),因此,SEC的EUR很明确属于经济可采特性,就是(剩余)经济可采量(不是技术可采量)与已有产量之和。

1.2 PRMS对EUR的定义

PRMS指出,EUR不是一个资源级别或类别,而是一个术语,该术语适用于定义任何一个或一组油气聚集(发现的或未发现的), 在给定日期,潜在可采(to be potentially recoverable)油气估算量加上已采出量。PRMS明确:“为清晰起见,EUR必须参照资源的相关技术和商业条件,例如,证实的EUR是证实储量和先前产量之和”[15]。

从PRMS上述定义与说明中可以发现EUR概念的宽泛性,如适用于不同的评估单元,对未发现的资源也可以使用,也就是说EUR可以应用于内蕴经济的可采量。如2004年和2005年,中国发布的国家标准GB/T 19492—2004《石油天然气资源/储量分类》(China Classification for Petroleum Reserves and Resources,CCPR)[16]和行业标准DZ/T 0217—2005《石油天然气储量计算规范》[17]中有关潜在可采资源量和推测可采资源量均属于内蕴经济范畴,可以用EUR来表征。

1.3 与EUR相关的主要术语

PRMS把石油(petroleum)定义为自然形成的由烃类和非烃类组成的气态、液态或固态的混合物。本文泛指石油和天然气(油气)。SEC和PRMS提出的与EUR最相关的术语主要包括资源量、储量、原地量等。以下引用PRMS的相关定义[13-14]。

资源量(resources),涵盖自然存在于地壳上或地壳内的所有石油量(包括可采石油量和不可采石油量),既包括已发现的,也包括未发现的,还包括已经采出的。此外,资源量包括所有类型的石油,不但包括常规石油资源,也包括非常规石油资源,在盆地潜力研究中,可称为总资源基础或总烃。2007版的PRMS在定义EUR时指出,EUR是可采资源的总量(total of recoverable resources)。

储量(reserves),在给定的条件下,自基准日起通过实施开发项目预计能够从已发现油气藏中商业开采的石油数量。依据应用的开发项目,储量还必须满足4个条件:已发现、可开采、商业性和剩余量(自基准日后)。

石油原地量(petroleum initially-in-place,PIIP),最初存在于天然储层内的石油估算总量。原油原地量、天然气原地量、天然沥青原地量都按此定义(也称总资源基础或总烃)。

笔者注意到,PRMS(2018版)首次提出技术可采量或技术可采资源量(technically recoverable resources,TRR)和技术预测(technical forecast)的概念[10]。TRR指不考虑商业因素,采用现有技术和工业实践可开采的油气数量,可以用于特定项目或项目组,或者作为一个地区(通常是盆地范围)潜在采出量的统一估算。需要指出,TRR是不考虑经济极限条件下剩余的总可采量,即运用特定预测方法的期望最大可采量,其中可能有经济可采部分和次经济可采部分,如果符合商业性,就包含了储量部分。但TRR不包含先前的产量,这是与EUR明显不同之处。带来的问题是TRR是否等于不加产量的EUR?笔者初步认为这种关系是成立的。定义中采用“工业实践”表明,TRR可以进行合理类比,可以包含多个(未来的)项目,可能更适合用于全生命周期的储量评估。

技术预测指仅通过技术极限对已生产的资源数量预测,例如井产量负荷条件、井的寿命、生产设施的寿命、流量限制、设备正常运行时间和设备运行设计参数等,技术极限不考虑经济或许可证的限制。

2.1 EUR概念宽泛,在不同类别有不同含义

SEC对EUR的定义明确指向经济可采量,只涉及经济可采的储量类别,对储量类别中最高级别的证实储量有强制性披露要求。国内油公司开展的SEC准则上市储量评估,通常是在获取了价格成本等财务数据、计算了经济极限之后,再预测经济极限以上生产年限内的未来产量,所涉及的EUR均由评估软件自动给出,即(证实)储量加累计产量,这也给国内许多储量评估人员造成EUR就是经济可采储量的印象。笔者认为,SEC的EUR仅仅反映了EUR的一部分,其经济可采量并不能代表EUR的全部内涵。对油公司多口径的资源储量管理而言,SEC的EUR仅应用于上市储量,其适用性最窄。

PRMS对EUR的定义更具有代表性。PRMS是国际石油行业组织自1965年以来不断研发完善的体系,不仅在国际组织和资本市场上应用,而且已被许多国家政府,特别是众多油公司广泛采用。

应该重视EUR具有以下特点:(1)EUR可用于任何评估单元,无论是单井还是井组、项目、油气田、盆地或地区;
(2)依据评估对象地质置信度不同,EUR可用于任何级别,如储量最佳估值的EUR,就是2P储量加产量;
(3)依据评估对象商业性机会(项目成熟度)不同,EUR可用于任何类别,包括储量类、基本储量类和未发现的资源类;
(4)EUR中的“R”是指可采量(recovery),可能归为储量(reserves),也可能归为资源量(resources),避开了经济性或次经济性或内隐经济性的分类范畴,该英文词意思明确但却容易给非英语国家的人们带来困惑;
(5)EUR也是“预期最终可采量”(expected ultimate recovery)的英文缩写,两者表达的内涵一致[18]。笔者认为,用estimated可以更好地反映不同评估(估算)条件(或准则)下的最终可采量,如以经济极限限定的EUR就是经济可采量(储量+累计产量),以技术极限限定的EUR就是技术可采量(储量+基本储量+累计产量)。从上述特点可以看出EUR概念的广泛性,其具体内涵需要与其他术语配合表达,也就是在不同类别有不同含义。

2.2 EUR本质上侧重技术可采

石油评价工程师学会(SPEE)在2016年出版的《低渗透油气藏已开发井最终可采量评估》[19]开篇就指出,“本书(低渗透油气藏中已开发井的EUR)仅聚焦技术因素,未来油价与操作费的预测及财税条款的评估等留给评估师及投资者们研究,财税参数对最终可采量影响很大,但未纳入本书的研究范围”。这段话表述了储量评估的工作流程及EUR的基础作用,将EUR评估聚焦于技术因素,正是储量评估工作的核心。

美国地质调查局(USGS)在20世纪90年代开发了用于评估美国非常规石油资源的方法,2012年发布了更新版[20],并在许多已开发区用生产数据进行了评价单元(assessment unit,AU)的EUR计算,通过类比法用于未发现非常规区带的潜在油气资源评估,USGS将EUR定义为“技术可采的连续型油气资源”[21]。笔者认为USGS计算的EUR为技术可采量。

在PRMS准则下,生产井递减曲线评估可进一步说明资源储量评估的一般流程。首先,油藏工程师设置一个合理的技术极限,如储层废弃压力或井的最大含水率,或基于附近井的类比或区域经验等,在此基础上开展“技术预测”,获得EUR、TRR。之后,获得价格和运营成本等参数以确定经济极限,再按相应的分类标准确定评估目标的资源储量规模、类别、级别和状态等评估结果,如储量(经济可采)和基本储量(次经济可采)等。

图1是假设技术极限低于经济极限、未考虑其他商业限制情景下的评估结果示意图。其中:

图1 EUR及其相关术语间关系

基本储量即PRMS中的contingent resources[22],笔者曾在文献[22]中对该英文词的翻译进行过讨论。这里的“resources”相当于中国的“储量”类别而非“资源量”类别已得到公认,而“congtigent”的翻译争议较大,从字面上可翻译为边际、或有、条件、潜在、表外等,经综合考虑,笔者将其翻译为“基本”。

再从采收率的确定考察EUR本质特性。采收率(recovery efficiency或recovery factor)与开发进程有关,阶段或最终采收率是开发程度的表征指标之一。采收率等于EUR与原地量的比值,通常以百分数表示。由于经济条件受限因素多并在不断变化,评估的经济可采量及相应的经济采收率常处于较大波动之中,只有技术采收率才能比较客观地反映开发进程、开发规律与油藏管理水平。因此,评估最终技术可采量,就是不考虑经济或商业条件限制,主要考虑技术极限来评估EUR,显然把EUR定义为技术可采量更有实际价值。

选用SPE/WPC/AAPG/SPEE/SEG于2011年发布的《石油资源管理体系应用指南》中的一个(国外)实例,进一步讨论EUR的属性问题。该项目为一埋藏较深的正常压力系统下碳酸盐岩湿气定容气藏,具有临界反凝析特征,已生产22年,累计产原料气316BSCF、凝析油9MMSTB①1BSCF=109ft3,1ft3=0.0283m3 ;
1MMSTB=106bbl,1bbl=0.159m3。[22]。

图2是该湿气气藏视地层压力(p/z)(p为气藏中部地层压力,z为气藏气体偏差系数或压缩因子)和累计产气量(Gp)的关系曲线。由于压力下降过程中数据的变化趋势,可以做出3条预测直线,以反映历史数据在测量和解释过程中的不确定性,分别代表低估值、最佳估值和高估值。当p/z为0时,Gp等于原地量(OGIP),当然这仅是预测的理论值,视地层压力实际不可能为0,原地量中总有一部分不可采量。该实例气藏1500psi②1psi=1lbf/in2=6.895kPa。的经济极限废弃压力(p/z)是在不考虑安装压缩设备条件下回收项目操作成本的最低产气量时估算的压力。经济极限废弃压力作为1P、2P和3P储量(或EUR)的合理依据(按PRMS准则,1P、2P和3P分别代表证实、证实+概算和证实+概算+可能3个储量级别),相应的天然气采收率RE为75%~76%(RE=EUR/OGIP)。

图2 物质平衡法评估天然气储量

实例是一个处于生产后期的项目,低估值(证实级)原地量的采出程度已经达到21.1%,储量状态为已开发。证实已开发EUR为1130BSCF,证实+概算已开发EUR为1300BSCF,证实+概算+可能已开发EUR为1475BSCF。也就是说,在储量类别概念上,EUR是经济可采量。

由于气藏埋藏较深,虽然压缩机可以将经济极限压力降至1000psi,但从中增加的天然气储量不足以回收安装和运行压缩设备的投资及操作费。所以,实施压缩机项目增加的天然气采出量暂时归为基本储量(contingent resources),待以后成本降低或气价升高后再行升级。这部分可采量属于提高采收率措施的增量,如果付诸实施,天然气采收率可达84%~85%。这部分次经济的增量和最终采收率属于技术可采部分。笔者根据EUR的定义认为EUR具备这种技术可采属性,也就是说,在可采资源总量的概念上,EUR也是技术可采量。

在CCPR中,可采量是指从油气的原地量中,预计可采出的油气数量。在CCPR的更新版GB/T 19492—2020《油气矿产资源储量分类》[23]中,技术可采储量是指在地质储量中按开采技术条件估算的最终可采出的油气数量。经济可采储量是在技术可采储量中按经济条件估算的可商业采出的油气数量。以上3个术语定义中的“量/储量”均包含了产量,是总量而不是剩余量,这与SEC、PRMS等国际储量准则的相关定义不同。

CCPR中的技术可采储量对技术条件和项目可行性有不同要求,体现不同级别的置信度。如探明级要求:(1)已实施的操作技术和近期将采用的成熟操作技术(包括采油气技术和提高采收率技术);
(2)已有开发概念设计或开发方案,并已列入或将列入中近期开发计划
(3)以近期平均价格和成本为准,可行性评价是经济的和次经济的。

CCPR中的技术可采储量所对应的技术极限,一般采用通过目前成熟、可实施的技术,如注水、注气或蒸汽吞吐等条件下最终采收率,通过间接类比获得,或直接用开发井的生产数据,如压力、产量和含水率,计算到所对应的截止点[24-25]。例如,对于水驱油藏,可通过极限含水率98%计算技术极限产油量;
对于弹性和溶解气驱自然衰竭开采油藏,可根据废弃压力测算技术极限产油量;
对于气藏,可根据废弃产量或废弃压力等废弃条件确定技术极限产气量。技术极限主要是人为经验给定的,并非根据油气田的实际经济参数计算得出。

国内外油藏工程师对已开发储量的技术预测所采用的方法基本相同。例如,对于指数(包括双曲)递减型的油藏,在直角坐标上绘制年产油量与原油累计产量关系图,呈直线时,预测年产油量为0时的累计产量为技术可采储量。对物质平衡法计算定容气藏,以视地层压力降到废弃地层压力时的采出量为技术可采储量,当视地层压力为0时,为气藏的原地量(地质储量)。

CCPR中的技术可采储量不仅定义明确,而且预测方法针对性强,作为一个类别进行重点管理,是我国油气资源储量分类系统的显著特征。显然,无论是从技术可采的定义还是评估流程和预测方法上,均相当于PRMS中EUR(不是TRR),具体包括产量、经济可采储量和次经济可采储量。笔者认为,我国CCPR所具有的技术可采类别十分有利于生产管理,PRMS等国际准则中缺少技术可采类别,而采用EUR笼统代表,概念较宽泛、内涵不确定,容易引起歧义。

(1)EUR是油藏工程师的评估目标,也是油气储量评估与管理的基础。在不同的油气资源储量分类系统中,EUR术语的内涵不完全一致,概念较宽泛。在特定的应用背景下,通过与相应分类准则结合,EUR才具有特定的含义。从资源储量的整体性上看,其基本属性偏向技术可采量。

(2)EUR与我国现行的CCPR中的技术可采(储)量有对应关系。CCPR的原地量与技术可采量和经济可采量形成了完整的序列,实际加强了EUR的管理,这与国际分类系统中未赋予EUR应有的地位截然不同。

(3)国内应加强研究、推广应用国际上成熟适用的非常规油气EUR评估方法。例如,低渗透油气藏中已开发井的EUR评估方法、非常规领域未开发区块的EUR评估方法等,从而不断完善和发展具有中国特色的技术可采(储)量估算和标定技术方法系列。

(4)通过对EUR的分析研究也从一个侧面说明,中国油气储量分类不能照搬照抄国际流行系统,如PRMS,而应立足实际,在吸收借鉴中发扬自身特色,并不断完善和创新我国不同层面的油气资源管理体系。

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