全面解读美国陆上最长水平段页岩气井-石油圈

震旦能源2016年6月1日《中外油气快讯》中第四条新闻报道了“哈里伯顿和日食资源公司合作完成美国最长水平井”的新闻，随后相关中文自媒体进行了报道，其中“油气投资调查”微信公众号发表的一篇名为《页岩气惊天大突破：三口敌过中国年产》（注1）的文章在石油天然气人的微信圈引起关注。6月6日“天然气咨询”微信公众号发表了一篇题为《天然气咨询20160606驳斥：美国页岩气惊天大突破，三口敌过中国年产，有望实现井口气成本人民币6分/立方米》，进行了质疑（注2）。

为此，本刊特约作者Laker编写了一篇文章，对该井进行全面分析与解读。

一、美国陆上最长水平段页岩井Purple Hayes井基本情况

Purple Hayes井位于俄亥俄州Guernsey郡 Millwood Township之Quaker city附近（图1、图2、图3）。该井是Eclipse Resources Corporation在阿帕拉契盆地Utica页岩区块的一口水平井。在该公司的早期报道中使用“Purple Hayes”名称，但是最近两个月的材料中，该公司使用“Purple Hayes 1H”名称，属于该公司“超水平井计划”（Super-Lateral Program）的一部分。

该井水平段长18544英尺（5652.21米），总进尺27048英尺（8244.23米），钻井周期为17.6天。对18544英尺水平段进行了124级（stages）的射孔压裂，用时23.5天。压裂施工由Nine Energy Service, Inc.完成（注3）。

作者目前没有查到钻井施工单位，也没有查到该井的开钻与完钻、完井时间。

最早报道该井的是Eclipse公司董事会主席兼首席执行官Ben Hulburt先生在5月5日电话会议上宣布的。随后相关媒体进行大量报道。本刊6月1日中外油气快讯也进行了简单报道（图4）。

5月5日，Ben Hulburt先生在电话会议上说道，“我非常高兴地宣布，可能是最激动人心的消息，我们已经圆满完成了我们的Purple Hayes水平井钻完井工作。该井设计目的是通过使用最优化技术、钻最大水平段长度来完全改变俄亥俄Utica页岩钻井成本和收益整体情况。引人注目的是，我们用18天就完成了水平段长度达18544英尺的Purple Hayes井钻探工作，并完成了124级压裂工作，每级大约100～150英尺，每天完成5级左右压裂工作。从该井成本来看，该井成本比我们先前完钻的Utica页岩最低成本井下降了30%以上（图5）。

该井成本1580万美元，比我们预算少5%。”他说，“我们需要花费几个月时间来观察该井的长期产量情况，我们对目前初始48小时测试的产量和压力数据非常激动。这里我想强调的一件事情是，我们坚定认为人工控压生产方法将会最大限度发挥该井长期效益。我们不能仅仅为了上头条新闻就将井产量按照24小时最大初始产量配产，我们认为这样对该井的效益是毫无意义的，也是非常有害的”。他最后说，我们感到非常振奋，已经按照将该井页岩气目标日产量控制在48小时平均日产量以下进行生产。

由此，可以看出Hulburt先生非常明白油气生产的真谛！初始产量这么高，并不能说明今后正常生产时的产量也这么高，而且从该井整个效益来看，从该井最终采出量来考虑，公司应该设计出最佳方案，使得该井发挥最大经济效益。

该公司副总裁兼首席营运官Tom Liberatore先生在电话会议中补充说，“该井具有领先优势，在17.6天内完成水平段长18544英尺、总进尺27048英尺的水平井钻探任务，并在23.5天内完成124级的压裂工作。根据与业界认识的沟通并确认，我们认为该井是美国陆上曾经钻探并完成的最长水平段的井。”他说“该井成本为1580万美元，平均每英尺水平段成本854美元，我们不仅相信本次概念验证是可重复操作的，而且我们也确定了一些地区在随后的钻井中能够改进，进一步降低成本。”

Tom Liberatore说“该井5月3日出售天然气。在返排24小时后开始出售天然气，井口日产气约500万立方英尺（14.1585万立方米）、凝析油1200桶。自那以后，产量持续增加，我们希望井口天然气产量能够稳产560万立方英尺/天（15.575万立方米/天）。”

Tom Liberatore讲话原文如此，根据计算1580万美元/18544英尺=852美元/英尺，显然他说的单位成本里没有包括直井段成本和压裂成本。图3中给出的该井钻完井成本为850美元/英尺，而图5中给出的钻完井成本为854美元/英尺（外方资料也是这么马虎啊。同一个材料里前后数据不一样）。根据对比相关资料，比较可信的是：该井成本1580万美元，包括直井段钻井成本、水平段钻井成本和124级压裂成本。因此，可以说该首席营运官这样表述水平段成本是不完整的。作者还查了一下该公司网站公告和相关多媒体材料，发现这些材料里用的都是钻井与完井成本是854美元/英尺（注4）。）

作者这几天查了这口井的有关新闻，发现报道也有差别。哈里伯顿5月31日宣布由该公司与Eclipse公司一起完成了Purple Hayes井压裂工作（注5）。而Nine Energy Service，Inc.网站报道，位于俄亥俄的Guernsey郡的Purple Hayes井是由该公司成功完成了124级压裂工作（注3）。而从两家公司的网站分析，看不出这两家公司互有隶属关系。再回头来Eclipse 公司网站进行查找，也没有找到具体是哪个公司进行施工的，公司的新闻与公告里只有说到该井成功完成了124级压裂。看来，只有这三家公司最清楚自己在这口井的施工中做了哪些工作。作者分析，有可能是：哈里伯顿和Nine公司都对这个超长水平段的页岩水平井124级压裂作出了贡献，是三家公司紧密合作的结果。

综上所述，Eclipse钻探该井的目的非常明确，那就是通过使用新技术、运用最优化方案，使该地区Utica运用井钻完井成本大幅度下降并使单井长期效益最大化。通过该井成功钻探，为该地区今后开发提供了比较齐全、非常宝贵的第一手资料，打下了扎实的基础。

二、Purple Hayes井基本地质情况

根据Eclipse公司提供的材料，Purple Hayes井位于美国东北部的阿帕拉契盆地Utica页岩分布区，该公司在Utica页岩核心区拥有超过10万英亩的区块。从该公司提供的图件看，其区块主要位于Utica页岩凝析油和富气区（图6）。

美国地质调查局（USGS）2012年对阿帕拉契盆地奥陶系Utica页岩进行了油气资源评价，并指出了页岩油气甜点区（图8）。该局将评价单元分为Utica页岩气评价单元和Utica页岩油评价单元（图7）。评价结果为：总待发现石油资源为9.4亿桶，总待发现天然气资源38.212万亿立方英尺，总待发现天然气液资源2.08亿桶（图9）（注6）。

Purple Hayes井地层柱状图如图。可以看出，Utica页岩比Marcellus也地层要老、埋藏要深。因此，相当于Marcellus页岩开发成本要高。

Utica页岩属于奥陶系海相沉积，平面上分布比较稳定，埋深由西向东逐渐加大；油气分布相对稳定，但也有变化（图11）。

从以上地质基础资料我们可以看出，本地区Utica页岩油气资源相对比较丰富，在该套页岩分布区内自西向东由凝析油（气）带过渡到富（湿）气带，最后过渡到干气带。Purple Hayes井位于凝析油（气）带与富气带之间。作者只能根据现有资料进行大致推断，因为目前获得的图件精度不够，但这不影响总体认识，该井测试结果也验证了此结论。该井测试结果是油气同出。

三、两篇文章的观点进行剖析

中联燃在“天然气咨询”微信公众号发表的《天然气咨询20160606驳斥：美国页岩气惊天大突破，三口敌过中国年产，有望实现井口气成本人民币6分/立方米》（下称“中联燃文”），对“油气投资调查”微信公众号发表油气君的一篇名为《页岩气惊天大突破：三口敌过中国年产》（下称“油气君文”）进行了质疑。

中联燃文提出了三个方面的疑问。概括地讲就是：一口井达到15亿方/年，不一定每口井都能达到这个水平；本井长水平段压裂可以获得高产，但是长水平段压裂不一定能够都达到15亿方；公司股票对这么重大突破反应平平且有报道称3000万美元实现年产1000亿立方英尺页岩气仍是一个梦。

作者对中联燃文的观点持赞成态度，尤其是前两点，任何搞油气勘探开发的人都会有这样的观点，不过该文分析力度还需要加强。对于第三点，虽然赞成，但是也有商讨的余地。在有些情况下，尤其是美国证券市场很成熟的条件下，一个公司靠个别还没有真正实现的亮点来拉动股票几乎很难，这与中国的股票市场大不相同。但是，从长远看，任何公司的勘探开发成果都会影响到股票的价格。因此作者认为，该公司这口井的突破，在目前低油价下对股票影响有限是可以理解的。

下面作者就着重分析油气君文中的观点，也可以说是中联燃文的补充吧。

1.关于三口井敌过中国页岩气年产量问题

“三口敌过中国年产（即将诞生）”。这个标题太吸引眼球，作者第一时间看到此微信文章标题就觉得吹的太厉害了，尽管我还没有打开看到全文。一般来说，能够用这样标题来进行新闻报道的，最有可能出现在非专业（此处专业是指油气勘探开发之专业）记者的文章报道中，也可能出现在非专业的报刊中，在专业记者或者专业报刊中出现这样的情况几乎没有。为什么？因为专业之所以专业，那不是一般人所能容易理解的。
图12 油气君文中的一段文字

图12是该文一段话，具体这单井15亿立方米怎么来的呢？作者在后面进行分析。先分析三口井敌过中国全年的页岩气产量。该文给出的2015年中国页岩气产量44.71亿立方米，但是不知道该文作者知不知道中国也有很高产量的页岩气井？涪陵页岩气田最初突破的井有的测试日产也超过50万方，按50万方/天计算的话，单井年产1.8250亿方，那么2015年的44.71亿方产量只需要25口井就能够超额完成。实际情况是这样的吗？这个问题就不用作者亲自来回答啦！

2.Utica页岩单井产量问题

油气君文引用了美国公司在Utica页岩区（核心区）的钻井生产资料，即其文中所说的Scotts Run 井（也就是编号为591340井），如图13。油气君文只引用了该图的第一个累计产量与时间关系图。由此可以看出，该井初期产量0.3亿立方英尺/天/1000英尺水平段，275天累计产量为25亿立方英尺，预期最终采出量为60亿立方英尺/1000英尺。此图还说明，该地区页岩气井产量下降也很快，一年之后的日产量下降了70～80以上%以上。

现在计算Scotts Run 井第一年的产量：
水平段长度=3221英尺，初始产量=30亿立方英尺/年/1000英尺（油气君文数据）
10亿立方英尺=0.28317亿立方米
该井年产量=30/10X3221/1000X0.28317=2.736亿立方米/年

油气君文根据这个井的数据进一步计算了Eclipse公司新近完成的美国最长水平段的页岩气水平井Purple Hayes井年产页岩气量：

水平段长度=18544英尺，初始产量=30亿立方英尺/年/1000英尺（油气君文数据）
10亿立方英尺=0.28317亿立方米
该井年产量=30/10X18544/1000X0.28317=15.753亿立方米/年
因此油气君文得出Utica页岩区一口这样超长水平段页岩气井年产页岩气可以达15亿立方米。按照1580万美元钻井和完井成本计算，该井第一年内井口单位成本为6分钱/立方米：
钻井+完井成本1580万美元，年产量=15.753亿立方米/年
1美元=6.5元人民币
井口天然气单位成本=1580/10000X6.5/15.753=0.065元人民币/立方米

以上数学（或者称为算术）计算应该没有错，但是油气君文忽略了重要一点，就是将不同油气地质单元的井产量与井成本混在一起，各取所需，没有进行地质分析，因此得出的结论具有很大的不确定性。当然，油气君文也提到“该区域总体地质情况较为稳定，适宜采用类比法”。一般情况，如果本地区仅有少数井口井以及其它油气地质资料缺乏的条件下，我们可使用仅有的资料与数据来进行类比计算，来对该地区进行各种评价与分析。而目前本地区资料已经很丰富，为什么要不用实际各地区的实际资料而借用它井的资料呢？对任何事物的乐观是建立在对该事物实事求是认识的基础之上的。

下面结合我所掌握的资料，来具体分析其问题的所在：

首先分析ScottsRun 井产量。EQT公司给出了该井的初始以及相对稳定后的产量。24小时内的初始产量高达72.9百万立方英尺/天（图14），随着产量基本稳定在30百万立方英尺/天左右，公司最新数据是生产275天累计产气25亿立方英尺。从这口看，说明Utica页岩核心区的单井产量在初期还是比较稳定的。这样计算一年的产量也是比较可信的。但是，进入第二个年头时候，产量下降明显，压力继续下降（图13）。因此，如果要保持一个地区的产量稳定，那就要不断地钻探新的井。再者，该公司给出了该地区的单位水平段长度产气量，但是在水平段达成一定长度之后，水平段长度和产量不一定成正比，且水平段越长不一定经济性越好！

其次分析一下将ScottsRun 井产量数据类比应用于Purple Hayes井。尽管这两口井都在阿帕拉契盆地，都属于Utica页岩分布区内，目的产层都是Utica页岩，但是他们有着本质的差别。Scotts Run 井位于Utica页岩核心区，属于干气分布带（图15、16）；而Purple Hayes井位于Utica页岩西部，属于湿气和凝析油过渡带（目前资料看属于非核心区，但是其初始产量达到500万立方英尺天然气、1200桶凝析油）。因此，不能将两个不同油气区带、演化程度不一样的井看成同类型井，因此利用其数据进行计算也是不可靠的。