“運用數(shù)值模擬和現(xiàn)金流方法計算煤層氣合理井網(wǎng)密度”

1、匯匯 報報 人：趙洋人：趙洋中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院2012.9運用數(shù)值模擬和現(xiàn)金流方法計算煤層氣合理井網(wǎng)密度n存在問題n井網(wǎng)密度確定n數(shù)值模擬計算n經(jīng)濟評價n結(jié)論和認識提提 綱綱勘探開發(fā)現(xiàn)狀 目前開發(fā)現(xiàn)狀拉薩成都銀川北京西安鄭州南京上海哈爾濱呼和浩特濟南福州臺北蘭州廣州武漢南昌長沙?？谀虾3T3T3P2P2P2P2J3-K1P2P2P2ET3T3C1C11、海拉爾 2、二連3、三江-穆棱河 4、延邊5、敦化-撫順 6、渾江-遼陽 7、遼西8、蛟河-遼源 9、依蘭-伊通 10、大興安嶺 11、松遼12、陰山 13、鄂爾多斯 14、大同寧武 15、沁水16、

2、太行山東麓 17、冀北 18、冀中 19、京唐20、豫北魯西北 21、魯中 22、魯西南 23、豫西24、豫東 25、徐淮 26、準噶爾 27、吐哈-三塘湖28、塔里木 29、天山 30、柴達木 31、河西走廊32、四川 33、滇中 34、川南黔北 35、滇東黔西36、桂中 37、鄂中 38、川鄂湘邊 39、鄂贛邊40、湘中 41、萍樂 42、粵北 43、粵中 44、長江下游45、蘇浙皖邊 46、淅贛邊 47、永梅 48、扎曲-芒康蘭州長春西寧蘭州蘭州西寧烏魯木齊12345611971081213141516191817232425192021262728293031貴陽昆明324133343

3、5南寧3638393740424344454647481沁水我國主要煤層氣地面勘探開發(fā)區(qū)塊鄭 莊 區(qū) 塊鄭村區(qū)塊成莊區(qū)塊樊莊區(qū)塊u 沁水盆地位于山西省東南部，含煤面積2.7萬km2，資源量3.9萬億m3；中國石 油礦權(quán)面積5169km2，資源量1.08萬億m3，累計探明儲量達1900億m3 u 沁水盆地南部已經(jīng)進行了商業(yè)化開發(fā)，2012年16月中國石油外輸超過3億m3 300-600m260-300m300-500m350-500m 直井井網(wǎng)u直井是重要的開發(fā)手段u需要研究合理井網(wǎng)密度180-560m250-360m 直井井網(wǎng)u井距過大不利于降壓排采，產(chǎn)量上升較慢u小井距開發(fā)效果較好，但是同時

4、也增加了投資u由于煤層氣項目有長時間排采期，投資回收相對較慢，更需要考慮投資風險和經(jīng)濟效益2006-052006-122007-072008-022008-092009-042009-112010-062010-122011-0706001200180024003000日產(chǎn)水量(m3)日期0180000360000540000720000900000日產(chǎn)氣量(m3)?樊莊生產(chǎn)曲線2006-052006-122007-072008-022008-092009-042009-112010-062011-012011-08060120180240300日產(chǎn)水量(m3)日期08000016000024

5、0000320000400000日產(chǎn)氣量(m3)?成莊生產(chǎn)曲線樊莊井區(qū)直井排采綜合曲線成莊井區(qū)生產(chǎn)井排采綜合曲線鄭村井區(qū)生產(chǎn)井排采綜合曲線地區(qū)平均井距（m）樊莊300-350成莊300鄭莊250-300u常規(guī)氣田經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度的計算通常使用的公式：aFaGaTAREPORLCRT合理井網(wǎng)密度商品率探明地質(zhì)儲量稅收率含氣面積采收率天然氣售價平均采氣操作費用貸款利率評價年限利潤單井投資u沒有考慮產(chǎn)量變化，只是簡單的計算平均產(chǎn)量u稅率計算不適用于煤層氣的計算u沒有考慮折舊，管理費用，銷售費用，補貼收入等n存在問題n井網(wǎng)密度確定n數(shù)值模擬計算n經(jīng)濟評價n結(jié)論和認識提提 綱綱 研究思路數(shù)值模擬生產(chǎn)動態(tài)

6、預(yù)測經(jīng)濟評價經(jīng)濟合理井網(wǎng)密度u根據(jù)儲層實際情況建立模型、設(shè)計井網(wǎng)方案u通過數(shù)值模擬計算不同井網(wǎng)方案下的生產(chǎn)動態(tài)u根據(jù)不同井網(wǎng)方案的投資和每年的生產(chǎn)銷售情況計算經(jīng)濟指標進行經(jīng)濟評價u綜合經(jīng)濟指標和開發(fā)效果分析合理的井網(wǎng)密度數(shù)值模擬計算 數(shù)值模型算法u根據(jù)雙重介質(zhì)假設(shè)將煤儲層劃分為由割理裂隙系統(tǒng)和基質(zhì)孔隙系統(tǒng)組成的雙重孔隙介質(zhì)u基質(zhì)孔隙系統(tǒng)內(nèi)主要為擴散流，割理裂隙系統(tǒng)是主要的滲流通道；兩個系統(tǒng)之間存在竄流數(shù)值模擬計算 設(shè)計井網(wǎng)方案、建立模型u按照菱形井網(wǎng)設(shè)計井網(wǎng)方案u按不同的井網(wǎng)密度分為250m，300m，350m，400m，450m五種情況輸入?yún)?shù)數(shù)值含氣量（m3/t)24割理孔隙度（）0.05

7、煤層厚度(m)5.6原始地層壓力（MPa）8.5巖石壓縮系數(shù)（MPa-1）2.5E-5擴散系數(shù)（m2/day）0.003主要輸入?yún)?shù)主要輸入?yún)?shù)網(wǎng)格分布等溫吸附曲線01020304001020吸附量（m3/t）壓力（MPa）直井菱形井網(wǎng)數(shù)值模擬計算 設(shè)計井網(wǎng)方案、建立模型u根據(jù)沁水煤層的儲層條件將滲透率分為0.2md、0.5md、1md建立方案樊莊南部直井區(qū)滲流率等值線圖地區(qū)煤層參數(shù)滲透率埋深厚度樊莊井區(qū)409-8096254.5-13.76.30.01-0.58成莊井區(qū)240-6194704.4-9.75.80.6-1.5鄭村井區(qū)304-7254885.0-9.86.6 計算結(jié)果分析0.2m

8、d0.5md1.0mdu井距越大單井控制儲量越大，穩(wěn)產(chǎn)期越長，井距較小的井網(wǎng)遞減越快u滲透率越小儲層的滲流條件越差，日產(chǎn)氣量越小，穩(wěn)產(chǎn)期變長數(shù)值模擬計算開采特征曲線 計算結(jié)果數(shù)值模擬計算u井距越小，排采降壓速度越快，波及范圍越大，解析效果越好250m350m450m0.5md情況下3年末解吸程度含氣量平面圖 計算結(jié)果數(shù)值模擬計算u井距越大區(qū)塊降壓效果越差，解吸程度越差，儲量動用程度低，采收率越低250m350m450m0.5md情況下15年末解吸程度含氣量平面圖 計算結(jié)果0 00.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.815015025025

9、0350350450450采收率井距（m）0.20.51u隨著井距變大采收率變小，曲線基本呈線型關(guān)系；隨著滲透率的減小采收率下降的幅度變大。u為了達到較好的開發(fā)效果可以選用較小的井距，但是增大井網(wǎng)密度的結(jié)果又加大了投資降低了收益，因此有必要結(jié)合經(jīng)濟評價的情況優(yōu)選井網(wǎng)。數(shù)值模擬計算不同滲透率下井網(wǎng)采收率曲線經(jīng)濟評價 基本參數(shù)序號費用項目及名稱合計（萬元）單位一建設(shè)投資253萬元鉆采工程投資168萬元地面工程投資85萬元二建設(shè)期利息4萬元三流動資金7萬元四排采費用30萬元總投資294萬元五生產(chǎn)成本采氣操作成本0.6元/方中央處理廠處理成本0.119元/方折舊費用10%六管理費用0.32萬/年七銷售

10、費用1%項目參數(shù)煤層氣商品率95%井口氣價1.38元/方基準收益率10%增值稅率13%城建維護稅率5%教育附加稅率3%所得稅率25%長期借款利率6.9%短期借款利率6.56%經(jīng)濟參數(shù)表經(jīng)濟參數(shù)表單井成本參數(shù)表單井成本參數(shù)表u按0.2元/方標準對煤層氣開采進行補貼u增值稅先征后返根據(jù)國家政策規(guī)定 投資和收益率分析0500100015002000250030003500400045005000200250300350400450500建產(chǎn)投資（萬元平方公里）井網(wǎng)（m）05101520253035200250300350400450500收益率井網(wǎng)（m）0.2md0.5md1mdu隨著井距的變小，建

11、產(chǎn)投資大大增加，因此小井距的收益率較差u井距越大，排采降壓速度越慢，初期產(chǎn)量變低造成投資回收期拉長，收益率下降經(jīng)濟評價不同井網(wǎng)投資曲線不同井網(wǎng)收益率曲線 現(xiàn)金流分析經(jīng)濟評價u現(xiàn)金流是項目從方案設(shè)計開始到項目結(jié)束的整個期間各年現(xiàn)金流入量與流出量的總稱u在長期投資決策中應(yīng)以現(xiàn)金流出作為項目的支出，以凈現(xiàn)金流量作為項目的凈收益，并在此基礎(chǔ)上評價投資項目的經(jīng)濟效益0.5md不同井網(wǎng)下現(xiàn)金流量圖300m350m 現(xiàn)金流分析0.2md0.5md1.0mdu累計凈現(xiàn)金流的大小可以看出不同井網(wǎng)的開發(fā)收益情況u在一定范圍內(nèi)縮小井距雖然降低了收益率但是加大了投資總量提高了總體收益經(jīng)濟評價250300m300m30

12、0350m不同井網(wǎng)累計現(xiàn)金流曲線 現(xiàn)場實踐分析經(jīng)濟評價煤層埋深（m）滲透率（10-3um2）優(yōu)化井距（m）300-5200.5 -1300 300520-6600.2-0.5300 2606600.2250 250沁水盆地南部開發(fā)區(qū)塊井距優(yōu)化u樊莊區(qū)塊實施10口加密井優(yōu)化井網(wǎng)井距，10口井全部解吸產(chǎn)氣，臨井產(chǎn)量從1304m3變?yōu)?1800m3u合理井距可實現(xiàn)面積快速降壓，單井產(chǎn)量提高井距優(yōu)化后，相鄰井產(chǎn)氣變化曲線日產(chǎn)氣量日產(chǎn)水量類別調(diào)整前調(diào)整后 日產(chǎn)氣量（104m3/d）單井平均產(chǎn)氣量（m3/d） 日產(chǎn)氣量（104m3/d）單井平均產(chǎn)氣量（m3/d）調(diào)整井2.22200鄰井313044.11800合計36.3n存在問題n井網(wǎng)密度確定n數(shù)值模擬計算n經(jīng)濟評價n結(jié)論