類比法計(jì)算天然氣可采儲(chǔ)量

劉吉余，吳少華，金 鑫

（1. 東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414）

類比法計(jì)算天然氣可采儲(chǔ)量

劉吉余1，吳少華1，金 鑫2

（1. 東北石油大學(xué)，黑龍江 大慶 163318； 2. 大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163414）

在動(dòng)態(tài)資料缺乏的情況下，應(yīng)用類比法求采收率是一種簡(jiǎn)便、快速的計(jì)算方法。通過(guò)選取合適的參數(shù)以及適當(dāng)?shù)姆椒?，依然可以獲得理想的結(jié)果。預(yù)測(cè)油田原始可采儲(chǔ)量方法分為動(dòng)態(tài)法和靜態(tài)法，動(dòng)態(tài)法包括驅(qū)油效率法、產(chǎn)量遞減法、水驅(qū)曲線法等；靜態(tài)法包括類比法、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式法、地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)法、經(jīng)驗(yàn)值法等。其中類比法是一種相對(duì)簡(jiǎn)單而且實(shí)用的邏輯推理方法。以喇嘛甸油田薩零組北塊為例，運(yùn)用類比法估算天然氣原始可采儲(chǔ)量，并通過(guò)經(jīng)驗(yàn)值法進(jìn)行驗(yàn)證。

可采儲(chǔ)量；類比法；采收率；曲線擬合

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)防事業(yè)的快速發(fā)展，我們對(duì)能源的需求日趨增大，無(wú)論是軍事還是日常生活都離不開(kāi)油氣的支撐。在油田進(jìn)入特高含水期開(kāi)發(fā)階段、石油開(kāi)采量日益減少的今天，天然氣開(kāi)發(fā)的地位就顯得越來(lái)越重要，為了維持國(guó)家的穩(wěn)定的發(fā)展，計(jì)算天然氣儲(chǔ)量是當(dāng)務(wù)之急，計(jì)算可采儲(chǔ)量更是刻不容緩。

天然氣產(chǎn)量大國(guó)美國(guó)和俄羅斯都著重于動(dòng)態(tài)法計(jì)算天然氣儲(chǔ)量，原因是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)更加真實(shí)、可靠，更能反映當(dāng)前天然氣氣藏狀況，而靜態(tài)法求儲(chǔ)量被他們視為一種估計(jì)和預(yù)測(cè)法。但是對(duì)于處于開(kāi)發(fā)階段前期和早期的油氣藏，在動(dòng)態(tài)資料缺乏的情況下，我們需要應(yīng)用現(xiàn)有的靜態(tài)資料進(jìn)行可采儲(chǔ)量估算。

作為可采儲(chǔ)量計(jì)算的基礎(chǔ)——采收率是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外油氣勘探開(kāi)發(fā)發(fā)展水平的度量，體現(xiàn)當(dāng)時(shí)油氣開(kāi)發(fā)所處的狀態(tài)，能讓我們地質(zhì)人員更加深入的了解勘探條件所帶來(lái)的影響，我們并以此為參考，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為下一步計(jì)劃做好充分準(zhǔn)備。

1 預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量的幾種方法

類比法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)階段前期和早期，需要具備類比的靜態(tài)資料；

相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)階段前期和早期，需要具備已開(kāi)發(fā)地質(zhì)資料和相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式的各項(xiàng)參數(shù)；

驅(qū)油效率法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)階段早期，需要具備注水驅(qū)油的模擬條件；

壓降法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)中期，適用于邊、底水不活躍的氣田，尤其是裂縫性碳酸鹽巖氣田；

物質(zhì)平衡法：應(yīng)用于開(kāi)發(fā)中期，需要具備動(dòng)態(tài)資料，根據(jù)油、氣、水的體積隨開(kāi)發(fā)而變化的物質(zhì)守恒定理；

產(chǎn)量遞減法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)中后期，需要具備產(chǎn)量遞減數(shù)據(jù)；

水驅(qū)曲線法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)中后期，適用于水驅(qū)開(kāi)發(fā)的油田；

預(yù)測(cè)模擬法：應(yīng)用在開(kāi)發(fā)中后期，需要將數(shù)理統(tǒng)計(jì)規(guī)律與油氣田開(kāi)發(fā)結(jié)合[1,2]。

2 類比法概念和步驟

2.1 類比法概念

類比法理論上講是指根據(jù)某類事物所具有的某種屬性，可以推測(cè)與其類似的事物也應(yīng)具有這種屬性的推理方法。例如：A事物具有a、b屬性，另有c屬性特點(diǎn)，B事物具有a、b屬性，推出B具有c屬性[3]。

類比法在油田上主要應(yīng)用在勘探開(kāi)發(fā)初期或者開(kāi)發(fā)成熟階段新發(fā)現(xiàn)的油藏，在油氣藏的流體組分、油氣藏的驅(qū)動(dòng)機(jī)理、純產(chǎn)氣層厚度、巖石物性、巖性和沉積環(huán)境、原始?jí)毫?、溫度和井距方面都可以?yīng)用該方法進(jìn)行評(píng)估。

2.2 類比步驟

類比可行性的確定，預(yù)測(cè)油氣藏和標(biāo)準(zhǔn)油氣藏至少在6個(gè)方面具有相似性；

類比參數(shù)的確定，例如儲(chǔ)集巖物性、純產(chǎn)氣層厚度與油氣藏的流體組分等；

類比因子的確定，根據(jù)參數(shù)與采收率關(guān)系密切程度以及資料的可信度的綜合考慮進(jìn)行確定；

進(jìn)行類比，選擇合適的計(jì)算方法求解預(yù)測(cè)油氣藏相關(guān)量；

類比結(jié)果驗(yàn)證，與其他計(jì)算方法進(jìn)行結(jié)果對(duì)比。

3 實(shí) 例

喇嘛甸油田由薩零組和薩一組的井共同開(kāi)采（除L153井和LQ108井），由于薩零組缺少獨(dú)立的動(dòng)態(tài)資料以及薩一組沒(méi)有正常生產(chǎn)數(shù)據(jù)，應(yīng)用薩零組靜態(tài)資料通過(guò)類比法求取采收率，再應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)值法進(jìn)行驗(yàn)證，以此進(jìn)行可采儲(chǔ)量計(jì)算。

3.1 確定類比參數(shù)

將薩零組資料與國(guó)內(nèi)外一些油藏的物性參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比較結(jié)果得出薩零組的埋藏深度比較淺，孔隙度和滲透率分別在中、下水平，含氣飽和度也較其他油藏低。物性與喇嘛甸油藏內(nèi)部油層（薩一組、薩二組）相比較相對(duì)偏低。

在進(jìn)行薩零組類比時(shí)，由于薩零組靜態(tài)資料缺少，需要應(yīng)用收集的少量的物性參數(shù)和含油氣性參數(shù)，但是如果單獨(dú)應(yīng)用孔隙度或者物性參數(shù)進(jìn)行類比，會(huì)缺乏類比法的可靠性。所以采用孔隙度與滲透率相結(jié)合的方式，以二者相互控制相互制約的特征來(lái)提高類比法的準(zhǔn)確性。對(duì)于儲(chǔ)層，孔隙度和滲透率分別代表兩種能力，即孔隙度具有儲(chǔ)氣能力，當(dāng)孔隙度越大時(shí)則有效氣砂厚度越小，所以孔隙度與有效氣砂厚度成反比；滲透率具有產(chǎn)氣能力，當(dāng)滲透率越大則有效氣砂越大，所以滲透率與有效氣砂成正比。因此，本文提出類比因子A=K/Ф，以類比理念為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)一致為原則，進(jìn)行擬合求值。

3.2 類比法求產(chǎn)能

根據(jù)松遼盆地地區(qū)氣藏物性參數(shù)及產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)表的數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1），先求出類比因子，然后將類比因子與單位厚度采氣指數(shù)進(jìn)行曲線擬合，由擬合結(jié)果可以得出單位厚度采氣指數(shù)隨著類比因子變大而變大，隨類比因子減小而減小，由此可以得出結(jié)論產(chǎn)能與類比因子成正相關(guān)。

表1 松遼盆地地區(qū)氣藏物性參數(shù)及產(chǎn)能統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics of gas reservoir physical parameters and production in the Songliao basin

具體擬合形態(tài)（見(jiàn)圖1和圖2）過(guò)程如下：

根據(jù)類比因子公式A=K/Ф，分別代入除薩零組的松遼盆地各地區(qū)滲透率和孔隙度，求出類比因子，以類比因子為橫坐標(biāo)，單位厚度采氣指數(shù)為縱坐標(biāo)，進(jìn)行一元一次擬合，得到一元一次擬合公式；再求解薩零組類比因子為0.829，并且代入擬合公式，求得單位厚度產(chǎn)氣指數(shù)為0.187 8×104m3/（MPa·m·d）。

由于一元一次擬合的結(jié)果不夠可靠，所以要進(jìn)行一元二次擬合，與一元一次擬合同理，最后求得單位厚度產(chǎn)氣指數(shù)0.159 5×104m3/（MPa·m·d）。盡管一元二次擬合相對(duì)較準(zhǔn)確，為了達(dá)到更理想的結(jié)果，我們將兩次擬合結(jié)果求取平均值得，薩零組綜合產(chǎn)能為0.1737×104m3/（MPa·m·d）。

式中：A ——類比因子；

J ——單井每米采氣指數(shù)。

3.3 類比法求采收率

查閱國(guó)內(nèi)外油氣田資料，發(fā)現(xiàn)洛維斯湖 Friol油藏[4]的氣頂氣氣藏與薩零組氣藏相似，洛維斯湖Friol油藏儲(chǔ)層為低傾角背斜構(gòu)造，埋藏深度為2 322 m。輕質(zhì)原油相對(duì)密度為0.83，地質(zhì)儲(chǔ)量可達(dá)2.9×106m3，天然氣的相對(duì)密度為0.63，地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5×109m3，在油藏類型、驅(qū)動(dòng)類型、原油密度、天然氣相對(duì)密度、地層壓力等方面皆與喇喇嘛甸薩零組氣藏相似，所以在此引進(jìn)類比因子的概念進(jìn)行類比（見(jiàn)表2）。

圖1 類比因子與單位厚度采氣指數(shù)一次擬合曲線Fig.1 A fitting curve of analogy factor and gas PI of the thickness of the unit

圖2 類比因子與單位厚度采氣指數(shù)二次擬合曲線Fig.2 The quadratic fitting curve of analogy factor and gas PI of the thickness of the unit

表2 采收率類比統(tǒng)計(jì)表Table 2 The statistics of recovery and analogy

根據(jù)數(shù)據(jù)繪制擬合曲線（見(jiàn)圖3），得到擬合公式（式3）。

式中：A ——類比因子；

ER——采收率，%。

代入薩零組類比因子0.829，得薩零組采收率為43.664%，求得喇嘛甸油田薩零組北塊天然氣可采儲(chǔ)量為5.65×108m3。

圖3 采收率類比擬合曲線Fig.3 The fitting curve of recovery and analogy

3.4 經(jīng)驗(yàn)值法求采收率

按照儲(chǔ)量規(guī)范中氣藏類型劃分標(biāo)準(zhǔn)的分類(見(jiàn)表3)[5,6]，薩零組氣頂應(yīng)屬Ⅰ水驅(qū)Ⅰa（活躍）,采收率介于40%至50%之間，可采儲(chǔ)量介于5.17×108m3至6.46×108m3之間。

表3 儲(chǔ)量規(guī)范中氣藏類型劃分表Table 3 The division of gas recovery types of reserves specification

4 結(jié) 論

（1）薩零組北塊天然氣采收率為43.664%，可采儲(chǔ)量為5.65×108m3。

（2）影響采收率因素比較多，確定采收率不易，類比法是一種簡(jiǎn)單、快捷的方法，能夠?yàn)橐院蟮拈_(kāi)采工作奠定很好的基礎(chǔ)。

（3）與動(dòng)態(tài)法相比，本文證實(shí)了類比法可以在缺乏資料的情況下也能較準(zhǔn)確的計(jì)算采收率。

（4）經(jīng)驗(yàn)值法結(jié)果表明類比法計(jì)算的采收率符合實(shí)際。

（5）不足之處在于，本文在缺乏資料的情況下用經(jīng)驗(yàn)值法進(jìn)行采收率驗(yàn)證，只能證明類比法所求得的采收率合理，并不足以說(shuō)明類比法求得的采收率非常準(zhǔn)確。

［1］李興彥，嚴(yán)志鋒，柴小穎，王牧．開(kāi)發(fā)前階段石油可采儲(chǔ)量靜態(tài)法研究[J].青海油田，2011(04):37-42．

［2］陳元千．油田可采儲(chǔ)量計(jì)算方法[J].新疆石油地質(zhì)，2006，25(8)：25-28．

［3］王海江，王海濤，付黎明，黃強(qiáng)．解析類比法在石油勘探開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用[J].中國(guó)石油與化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，15：168．

［4］蘭玉波.喇嘛甸氣頂油田生產(chǎn)氣油比研究[D].大慶石油學(xué)院，2003.

［5］國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)．石油天然氣資源/儲(chǔ)量分類[S].2004-10．

［6］國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)．天然氣藏分類[S].2012-01．

Calculation of Natural Gas Recoverable Reserves by the Analogy Method

LIU Ji-yu1，WU Shao-hua1，JIN Xin2

（1. College of Earth Science, Northeast University of Petroleum, Heilongjiang Daqing 163318，China；2. Daqing Oilfield Limited Company No.2 Oil Production Plant, Heilongjiang Daqing 163414，China）

In the case of lacking of dynamic data, the analogy method is a kind of method for obtaining recovery ratio easily and quickly. Ideal results can be obtained by choosing suitable parameters and methods. The methods to predict initial reserves of oil field include dynamic method and static method. The dynamic method includes oil displacement efficiency method, production decline method, and the method of water driving curve and so on. The static method includes analogy method, relevant empirical formula method, geological comprehensive evaluation method, experience value method and so on. The analogy method is simple and practical ratiocinating method. In this paper, taking the north block of S0 group in Lamadian oil field as an example, initial reserves of natural gas was estimated by the analogy method, and the result was verified by experience value method.

Recoverable reserves; Analogy method; Recovery ratio; Curve fitting

TQ 018

： A

： 1671-0460（2015）03-0615-04

2014-10-14

劉吉余（1961-），男，黑龍江大慶人，教授，博士，畢業(yè)于東北石油大學(xué)，研究方向：油氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)。E-mail：wushaohua126@126.com。