过去多年在油价高企和技术进步的双重推动下,非常规油气资源进入快速发展通道。随着美国致密油的规模效益开发正逐渐影响着世界能源供需格局及地缘政治,致密油已成为全球非常规油气资源勘探开发的重点。我国非常规油气资源储量丰富,开发潜力较大,逐步开发非常规油气资源已成为缓解油气供需矛盾的重要战略决策。随着美国在致密油勘探和开发方面的不断突破,以及逐步建成更多的成熟致密油产区,我国也加快了致密油的研究进展。在开发致密油资源时,除了地质、油藏等评价之外,技术经济评价也必不可少。与常规油气资源相比,致密油资源的开采成本相对较高,钻探工程工艺技术比常规油气复杂,而且整个生产过程递减快,最终产量不容易准确预测,这些特点使得开发致密油资源的经济风险加大,科学的做出经济决策就显得更加困难。尤其是在低油价宏观背景下,对致密油开发的经济评价又提出了新的要求。随着我国开发致密油气资源的深入,建立适合致密油气资源的技术经济评价方法,已成为油气开发企业面临的紧迫问题之一,这将对我国非常规油气资源产业的发展具有重大的现实意义。因此,本文在对国内外致密油开发现状、致密油开发的关键技术及低油价下致密油开发的经济效益情况进行深入调查及研究的基础上,对致密油的渗流特点和产能模型进行了研究,并围绕致密油开发的技术经济评价方法及综合评价模型展开探讨。论文主体主要分为三个部分:第一部分针对致密油“水平井长水平段+体积压裂”开发模式下复杂的储层渗流模式,试图构建致密油开发压裂水平井的全生命周期产能预测模型,为致密油开发的产能预测提供实用工具;第二部分依托资源类开发项目的经济评价理论,根据致密油开发项目的技术特点和投入产出规律,结合国内致密油开发多种类型先导试验项目的实际情况,建立了致密油开发项目的经济评价模型,力图为我国的致密油开发投资决策提供理论支撑。第三部分针对低油价宏观背景,研究从多角度评价致密油开发项目效益的综合评价方法、体系和流程,作为对常规现金流量法的有效补充。论文第一部分,致密油全生命周期产能预测模型与敏感性因素分析。作为致密油开发技术经济评价的重要输入参数,致密油井的产量是油气田企业长远发展的最终落脚点,有产量才能谈效益。尤其在低油价环境下,经济评价要将产量评价融入其中。并且基于致密油与常规石油资源在技术水平上的差异,以及在产能预测方法上存在的问题,对致密油的渗流机理和产能模式进行了专门的研究。首先,研究了致密储层的非线性渗流机理。致密储层经体积压裂后,发育多种尺度的多重介质,不同尺度的各介质具有不同的流动规律和渗流机理。致密储层中的流体存在明显的非线性渗流特征,并且启动压力梯度、压敏效应等非达西因子对产能产生较大的影响。其次,基于致密储层多尺度、多重介质非线性渗流机理的研究,考虑非达西因素如启动压力梯度和压敏效应等因素的影响,再结合致密油井的生产动态特征,建立了致密油压裂水平井的全生命周期产能预测模型。最后,利用建立的致密油产能预测模型,来预测压裂水平井的产能;通过历史拟合来反演参数,以及优化水平井参数和压裂工艺参数,并对产能的主要因素进行敏感性分析。这对油藏工程的论证起到了一定的指导作用。论文第二部分,致密油开发技术经济评价技术研究。以折现现金流量法为基础,建立致密油开发项目的经济评价模型。根据不确定性分析中的敏感性分析方法,利用临界分析构建分别用经济参数和技术参数描述的致密油开发项目投资临界点的边界评估方法。经济参数包括净现值、内部收益率和投资回收期等;技术指标包括经济极限产量、水平段长度和人工压裂裂缝级数等。案例部分首先对长庆、新疆和川中的典型致密油区块的致密油开发分别进行投资分析、成本分析、效益分析和经济极限分析。并且针对技术指标中的水平段长度和压裂级数进行了详细的敏感性分析。得出在成本制约下,需从经济效益角度来研究致密油压裂水平井的合理水平段长度和压裂级数范围,寻找技术前提及实际复杂的地质情况下单井产量、投资和效益的最佳匹配点,从而从经济效益最优而仅非产能最大化的角度来设计水平井开发方案。其次,对川中侏罗系致密油开发先导试验方案进行了整体经济评价。包括川中致密油开发先导试验方案的部署情况,开发先导试验方案的投资估算和方案的经济评价。川中致密油开发先导试验方案共设计了六套实施方案和一套优选井方案,根据前文建立的致密油压裂水平井全生命周期产能预测模型,再结合数值模拟法、类比法、经验公式法等方法来综合确定致密油水平井的初期产能和累积产油量。利用产能预测模型和提出的致密油开发工艺参数优化设计方法,对川中致密油压裂水平井的水平段长度和压裂参数进行优化,再结合数值模拟、类比法等方法的计算结果,综合确定水平井长度参数和压裂参数的最优范围,这些参数最终的取值还将考虑当时的工艺技术现状及投资成本约束。在对六套实施方案和一套优选井方案进行财务分析的基础上,对优选出的方案进行了净现值和内部收益率的敏感性分析;对油价、产量、投资和成本进行了临界分析,分析了这些因素的抗风险强度;对方案进行了情景分析,包括投资情景分析和税费情景分析,以考察各方案在各种情景下的经济效益情况。论文第三部分,致密油开发综合评价研究。针对低油价下致密油开发企业面临如何实现效益开发的这一大难题,针对如何立足于企业的长远发展来制定科学且全面的评价方法体系来衡量企业的综合效益这一投资决策者关注的焦点,研究提出综合评价方法来更全面和客观的进行项目方案的评价。综合评价模型的建立包括:构建评价指标体系、确定权重、指标标准化和计算综合评价指数这四个步骤。致密油开发项目是一个涉及经济、社会、资源、环境、科技和管理等多个领域的复杂系统,其综合评价指标体系可以采用树形结构,从可持续发展的角度提供经济、社会、资源、环境、科技和管理等方面的综合评价。本综合评价模型主要采用层次分析法来构建各层次指标权重,权重的构造过程需要密切结合实际情况,并充分考虑经济、社会和油气开发等领域专家的意见和看法。利用建立的综合评价模型,参照目前国内已有的致密油区块开发方案,结合现场实际数据,确定致密油开发项目评价指标的权重,并对长庆油田某致密油开发区块进行综合评价与分析,以全面、清晰、简要地反映该项目的各方面情况,为企业决策提供依据。本文以致密油资源开发的技术经济评价为研究对象,以为油气开发企业开发致密油资源提供经济评价的系统方法和流程为目标,采用理论分析与应用实例相结合的方式进行了深入探索研究。研究的创新性内容主要包括以下几点:(1)构建了致密油开发全生命周期产能预测模型。针对致密油压裂水平井的生产特征,以及初期、过渡期和后期三个生产阶段不同的流动介质和渗流机理,分别建立了不同生产阶段的产能预测模型,最终形成了致密油压裂水平井全生命周期产能预测模型。(2)确定了致密油开发项目的评价指标和评价参数,建立了致密油开发项目的经济评价模型和技术边界指标的评价模型,给出了敏感性分析、临界分析和情景分析的方法和步骤。(3)构建了包括经济、社会、资源、环境等领域的致密油开发项目的综合评价指标体系,并给出了综合评价方法。致密油开发项目是一个涉及经济、社会、资源、环境、科技和管理等多个领域的复杂系统,除了考虑经济效益,从可持续发展的角度对社会、资源、环境、科技和管理等方面进行综合评价能更全面和清晰地反映该项目的各方面情况。综合评价结果可作为折现现金流量法的有效补充,目的是在致密油资源开发过程中为企业管理者提供更全面的投资决策参考,也为国家有关产业政策提供依据。整体来看,我国致密油资源的开发目前尚处于起步阶段。在对致密油资源进行地质、油藏等评价之外,还需进行技术经济评价。针对目前致密油资源开发经济评价领域研究成果还较少这一现状,本文就致密油储层的渗流机理和产能预测,以及致密油开发项目的技术经济评价技术、方法与系统化的流程方面进行了一些开创性的研究,为油气开发行业及企业提供了决策参考,也为国家有关产业政策提供了理论依据。