基于量化不確定性的儲量升級動用潛力評價方法

肖玉茹，黃學斌，李 姝，劉麗瓊，李 軍

(中國石化 石油勘探開發研究院，北京 100083)

隨著國家對能源需求的加大和石油公司落實國家“大力提升油氣勘探開發力度”的要求，急需盤活未升級動用的儲量。目前我國未升級動用地質儲量規模大，油藏類型以特低滲、稠油油藏和特殊巖性油藏等低品位儲量為主，這些未升級動用儲量已成為增儲上產不可忽視的資源基礎,如何評價儲量的升級動用潛力是迫切需要解決的問題。

目前儲量升級潛力評價采用確定性方法，潛力評價的儲量均采用一個定值，對未升級動用儲量區塊的不確定性和風險考慮不足，缺乏明確的不確定性范圍描述。我國也沒有出臺相關的儲量升級動用潛力分類評價的規范[1-5]，不同油公司采用不同的儲量潛力分類評價思路。如中國石油注重按照內部收益率進行分類評價；中國石化以往主要按儲量落實程度進行分類，近年按照不同油價進行儲量潛力分類評價，儲量潛力評價方法主要采用類比法和統計法[6-10]。類比法和統計法存在一定的局限性，主要是由于沒有考慮不同類型油藏儲量升級動用主控因素、升級條件、升級率變化規律以及改善開發效果潛力的差異性。類比法一般用升級率進行升級地質儲量規模預測，比較適用于規劃計劃部署編制。以往儲量升級動用潛力評價比較注重對儲量的品質和儲量規模的評價，缺乏從儲量價值和不確定性角度來考慮儲量的升級動用潛力；多數學者和專家采用多參數的蒙特卡洛法和灰色聚類等數學模型[11-31]進行潛力區塊優選排隊，其實現難度大、可操作性差。本文采用范圍值來描述儲量的不確定性、評價風險，從儲量價值和風險角度開展儲量的升級動用潛力評價研究，建立了一套基于風險—價值的潛力評價指標體系，重點對關鍵參數的不確定性進行描述，創立了“確定性程度、單位儲量/資源量價值和儲量/資源量”三因素模型，將儲量升級動用潛力區塊劃分為四類，比較科學、合理地描述儲量升級動用潛力評價的不確定性和風險。

1 評價方法原理

從3個方面改進儲量升級動用潛力評價方法：一是改變了以往國內儲量采用確定性法估算的唯一值，應用SPE-PRMS儲量標準，考慮用范圍值來描述儲量的不確定性，并提出了確定性程度定量指標來表征儲量的風險，從而更好地表征由于油藏地質條件的復雜性、資料的有限性和階段認識的局限性等帶來的儲量風險；二是為科學、合理地描述儲量升級動用潛力評價的不確定性，構建了一套系統、完整的儲量升級動用潛力評價流程、評價指標體系和關鍵參數確定方法；三是注重經濟效益，突出儲量價值，采用風險分析、儲量價值評估方法和多情景分析等技術，形成了油氣藏全生命周期的儲量升級動用潛力評價方法，可以實現儲量—產量—價值評估三統一的潛力評價平臺，不同盆地、不同地區及不同儲量區塊在統一的平臺上進行排隊優選，從而減少儲量的不確定性，降低投資風險。

針對未升級動用的儲量區塊，首先分析不同類型油氣藏已升級動用儲量的變化規律，明確升級動用的主控因素；在此基礎上，開展潛力評價指標體系計算，應用SPE-PRMS儲量標準，進行未升級動用儲量區塊的儲量分級分類，采用儲量價值評估方法和多情景分析等技術，確定關鍵參數的計算方法和取值原則，定量計算潛力評價的關鍵參數。根據關鍵參數的計算結果，確定本次潛力評價的門檻值和目標值，建立“風險—價值”的升級動用潛力評價模型，開展儲量升級動用潛力區塊優選排隊，最終提出儲量升級動用的目標區塊和儲量升級動用的對策(圖1)。

圖1 儲量升級動用潛力評價原理

2 關鍵評價參數及確定方法

潛力評價指標體系分為兩級指標(表1)：一級指標包括儲量/資源量、單位儲量/資源量價值和確定性程度；二級指標包括原地量、技術可采量、剩余經濟可采量、儲量/資源量價值、原地量P90和P50。

潛力評價指標體系的評價方法、不確定性關鍵參數和不確定性的影響因素詳見表1。儲量評估通常在勘探、開發各個階段采用不同的方法，并常常是幾種方法的有機整合，以便科學、合理地給出不確定性的范圍值[11-16]。

表1 儲量升級動用潛力評價指標體系的不確定性描述

2.1 儲量/資源量

儲量評估的不確定性主要取決于地質條件的復雜性和油氣藏的非均質性、開發技術水平及效果、數據資料的質量和數量、經營環境以及評估人員的技能和經驗等。在勘探階段，由于地質認識程度和資料所限，面臨地震資料、時深轉換、儲層連續性、儲層品質、已知烴底和推測的充注高度、流體性質、油氣藏類型等的不確定性，應用概率法和確定性方法等來有效表征原地量的“不確定性”。本文主要采用確定性法計算原地量，類比法計算技術可采量。

SPE-PRMS確定性法包括增量法和方案法或情景法[11-16]，都是采用低估值(P90)、最佳估值(P50)與高估值(P10)表征不確定性。兩者差別是當使用增量法進行容積法評估時，每個參數都采用唯一值計算原地量或儲量(P1/C1、P2/C2、P3/C3)；方案法或情景法用3個確定方案即三套地質和工程數據的關鍵輸入參數代表低估值(1P/1C)、最佳評估(2P/2C)和高估值(3P/3C)。目前常用的方法是增量法(或井控法)，井控法比較適用于儲量評估，不適用于潛在資源量評估，潛在資源量評估應結合成藏的地質認識和井控原則，采用方案法或概率法確定。

對地質儲量(原地量)結果影響最大的2個參數是含油(氣)面積和有效厚度。由于勘探開發早期認識程度的不同，含油面積一般不會是一個定值，因此含油(氣)面積的確定中，首先要確定油氣藏邊界，在確定了油氣藏邊界后，要考慮油氣藏類型、井控程度、儲層連續性和生產連續性要求，以及鉆遇流體界面、邊界類型等因素，根據各類資料，按照SPE-PRMS規則，綜合判斷邊界的不確定性類型，進而劃分1P/2P/3P或1C/2C/3C的面積。對于勘探新區，以地質認識為主確定，結合區域類比；開發老區結合地質認識和井控原則確定。勘探開發早期資料偏少，推薦的方法是首先基于“合理的確定性”和“井控原則” 結合 “可靠技術”，確定P90邊界，然后結合地質認識進一步確定P50和P10的邊界，歸納為以地質認識為基礎，可靠技術與井控范圍為約束的SPE-PRMS地質儲量評估方法。

類比法無論是在地質儲量估算，還是在可采儲量評估中都有廣泛應用，尤其是在采收率的選取過程中。國內一般采用理論公式法、經驗公式法或類比法確定技術采收率，再與原地量相乘計算技術可采量。通常取一個定值或平均值，實際上可采量因受油氣藏開發方式、油氣藏類型、儲層物性、流體性質和驅動類型等因素影響，即使某一開發技術得到廣泛應用，針對具體油氣藏，由于地質特征以及操作條件的千差萬別，實際采收率也存在較大的不確定性，尤其是勘探開發早期其不確定性程度更大。采用類比法時，應選擇具有一定規模、井網基本完善、開發方式合理、開發時間較長、規律性較好的開發單元類比，目標油氣藏綜合評價參數應與類比油氣藏基本相近。類比評價參數包括但不限于計算的深度、壓力、溫度、油氣藏驅動機理、原始流體飽和度、油氣藏流體重力、油氣藏大小、總厚度、產層厚度、凈毛比、巖性、非均質性、孔隙度、滲透率和開發方案等。可類比油氣藏需要有相同或非常相似的成因，如沉積、成巖、壓力、溫度、化學和機械作用以及構造形變。相同類型的油氣藏，盡管采用相同的開采方式等，但由于地質及油藏條件等的差異，導致開發效果不同，最終采收率不同。對比幾個相似油氣藏、相同提高采收率方法的不同效果，可以更好地確定目標油氣藏可采量估算的不確定性范圍。基于不同置信度的原地量規模，結合P90、P50和P10的采收率，綜合確定P90、P50和P10的技術可采量。

2.2 儲量/資源量價值

油氣儲量資產價值是衡量石油公司勘探、生產和經營狀況的依據，有助于石油公司領導層決策。國外油氣資產價值評價方法主要有三類七種，包括現金流法、類比法(對比銷售法)、經驗法(單位儲量價值法、單位產量價值法和利潤投資比率法)等。現金流法是國際石油公司通用的方法，也是最常用的主要方法，是其他方法的基礎，本次研究主要采用現金流法。

SPE-PRMS標準儲量價值現金流法的不確定性主要體現在關鍵參數的選取上。由于受到地質認識、技術水平和經營環境等方面的影響，關鍵參數存在較大的不確定性，特別是開發指標(如初期產量和遞減規律等)和經濟評價等關鍵參數的合理選取至關重要。不同類型油氣藏、采用不同的開發方式，在不同的開發階段其開發規律和經濟評價參數都可能存在差異，因此需要深化不同類型油氣藏的開發規律研究，確定合理的單井產能和遞減率等。根據試油(氣)、試采及系統試井確定合理的生產壓差，計算單井產能，也可采用產量折算法或類比法確定合理的單井產能。根據油氣藏類型、開發方式和開發井型等，結合相似已開發油氣藏遞減規律研究，確定合理的穩產期年限和遞減期、遞減率等。不同級別的儲量/資源量的投資取值沒有原則性區別，未來開發投資和成本水平取值要結合項目特點，可按照當前投資和成本水平取值，也可參考當前水平考慮一定的技術降本與管理降本效果取值。為了減少參數估值的不確定性和編制三套開發概念/開發方案的復雜性，可以簡化計算2P/2C的儲量價值，再結合敏感性分析，估算1P/1C和3P/3C的儲量價值，并評價其開發風險或潛力。

2.3 確定性程度

常規儲量評估采用確定性方法均采用一個儲量定值，當面對非均質性嚴重、存在較大不確定性的油氣藏時，由于缺乏明確的不確定性范圍描述，勘探開發風險大，不利于勘探開發部署決策。

通過不確定性評估，可以充分研究影響不確定性的因素，通過低估值、高估值與最佳估值的差異分析，可以揭示項目風險程度，有利于降低決策風險，提高投資效益。通常用P10與P90的比值來反映資源量參數或結果的不確定性[17]。本文確定性程度指標采用原地量P90/P50來表征。隨著地質認識程度的加深和勘探開發程度的提高，不確定性不斷降低，逐步接近最佳估值，確定性程度(P90/P50)的比值逐漸接近1。

3 評價流程

3.1 建立潛力評價模型

多數學者和專家采用多參數的蒙特卡洛、灰色聚類等數學模型和軟件工具開展區塊潛力評價和區塊優選，但實現難度大、可操作性差。由于儲量區塊升級動用存在一定的不確定性和風險，因此本文考慮用定量化指標來描述儲量的不確定性，建立“確定性程度、單位儲量/資源量價值和儲量/資源量規模”三因素的四宮格模型，確定性程度大于0.5為低風險高確定性程度，小于0.5為高風險低確定性程度。根據單位儲量/資源量價值的大小、儲量/資源量規模和確定性程度，將儲量區塊劃分為四類，儲量升級動用的序列依次為Ⅰ類>Ⅱ類>Ⅲ類>Ⅳ類(圖2)。

圖2 儲量升級動用潛力評價模型示意

Ⅰ類屬于積極推進的低風險、高價值、可快速升級動用儲量優質區塊；Ⅱ類屬于穩步推進的低風險、低價值、可升級動用儲量區塊；Ⅲ類屬于油價回升后實施的高風險、高價值的可升級動用儲量區塊；Ⅳ類屬于暫緩實施的高風險、低價值的暫不可升級動用儲量區塊。

3.2 評價流程

第一步，針對儲量區塊，采用SPE-PRMS標準開展儲量及資源量分級分類。劃分標準主要引用《SPE-PRMS 2018修訂版》和《PRMS 應用指南2011版》中相關標準規范條款。SPE評價以項目為基礎，根據項目的商業性機會和資源數量估算的不確定性進行分級分類。縱向上，依據商業性機會進行分級，隨商業性機會的不斷增加，分為遠景資源量(U級)、潛在資源量(C級)和儲量(P級)。

第二步，關鍵參數計算。首先確定關鍵參數的計算方法和取值原則，采用容積法、類比法和現金流法等，分別計算以下3個關鍵參數。

(1)儲量/資源量(萬噸)=原地量(OOIP 或 OGIP)；(2)年度決策油價下的單位儲量/資源量價值(萬元/萬噸)=儲量/資源量價值/剩余經濟可采量；(3)確定性程度=原地量(P90/P50)，值越大，確定性程度越高。

第三步，門檻值確定與目標淘汰。年度決策油價下的單位儲量/資源量價值門檻值，可以根據所有儲量區塊的具體情況確定或采用平均值，儲量價值大于0即為有效益，否則淘汰。確定性程度門檻值為0.5。

第四步，潛力區塊優選排隊。將各儲量區塊計算的確定性程度、單位儲量/資源量價值和儲量/資源量規模投到評價圖版上，作散點圖，1個點代表一個儲量區塊。根據散點所落的地區，進行升級動用區塊優選，Ⅰ類區塊優于Ⅱ類區塊，Ⅱ類區塊優于Ⅲ類區塊，Ⅲ類區塊優于Ⅳ類。同類目標采用“潛力儲量區塊單位儲量/資源量價值”大小排隊。

4 實例應用和方法驗證

4.1 關鍵參數及其確定方法

基于以上建立的儲量升級動用潛力評價模型和評價流程，對某公司某年度新增控制儲量的44個區塊，采用SPE-PRMS標準開展儲量升級動用潛力評價研究，確定可升級動用的潛力區塊，為勘探開發部署提供依據。

(1)開展計算SPE-PRMS標準下的儲量分級分類。經過試油并投產，但目前沒有正式開發方案，尚未投入商業開發的區塊暫定為C級潛在資源量(37個)；區塊是已發現的油藏，已經過試油并投產，目前已有正式開發方案，投入開發的區塊定為P級儲量(7個)。

(2)關鍵參數計算。原地量(1P/2P/3P或1C/2C/3C)計算方法為容積法，含油(氣)面積和有效厚度等取值原則采用以地質認識為基礎、可靠技術與井控范圍為約束的評估方法。依據開發概念設計/開發方案，對原地量(2P/2C)進行井網部署、勘探開發投資估算和開發指標預測。采用現金流法計算折現率12%和油價70美元/桶條件下2P/2C的經濟可采量和單位儲量/資源量價值。

(3)計算區塊的確定性程度，即原地量P90/P50。

4.2 潛力評價結果和后續實施效果

4.2.1 儲量區塊(P級)

70美元/桶為公司決策油價，G區塊的單位儲量/資源量價值為0即剔除G區塊，剩余6個區塊的評價結果：Ⅰ類1個和Ⅱ類5個，具有升級動用的潛力區塊6個，優先升級動用的區塊為D區塊(圖3)。D區塊是近年來新發現的油氣藏，9口完鉆井中7口獲得高產工業油流，已編制開發方案，滿足商業性條件，按照SPE-PRMS標準定為P級儲量。含油面積等取值原則為基于“合理的確定性”和“井控原則”結合 “地震可靠技術”，確定P90邊界，然后結合油藏地質認識進一步確定P50和P10的邊界；采用容積法計算原地量(P50)為4 478萬噸，確定性程度0.7。開發指標預測主要依據D區塊的開發方案，投資成本稅費等參數取值原則參考本地區最新的投資成本等經濟參數，采用現金流法，折現率12%和油價70美元/桶條件下計算儲量價值2 207萬元，單位儲量價值762萬元/萬噸。

圖3 70美元油價下P級儲量區塊潛力評價

通過對6個潛力區塊近三年的儲量升級動用情況跟蹤分析，P級儲量區塊全部實現升級動用，升級動用儲量規模為1 833萬噸，符合率100%。其中Ⅰ類D區塊第一年實現儲量升級動用建產，三年實際動用地質儲量1 353萬噸，優質規模儲量是儲量升級動用的基礎，并為提升儲量價值做出了貢獻。Ⅱ類的C區塊單位儲量價值67萬元/萬噸，三年共動用地質儲量294萬噸。由于C區塊為勘探新發現的斷塊油藏，儲量價值評估參數取值不太合理，評估結果偏保守。第二年該區塊單位儲量價值高達406萬元/萬噸，與近三年實際升級動用情況相符。C區塊屬于小而肥的優質規模儲量，針對遠離油源、儲層薄、橫向變化快、地震分辨率低等問題，強化油氣成藏規律研究、采用波形指示反演等技術，實施勘探開發一體化運行，實現了高質量勘探開發，升級動用效果好，實現當年升級動用當年建產。

4.2.2 潛在資源量區塊(C級)

70美元/桶為公司決策油價，單位儲量/資源量價值為0的8個區塊剔除，剩余29個區塊評價結果：Ⅰ類區塊10個，Ⅱ類區塊11個，Ⅲ類區塊2個，Ⅳ類區塊6個(圖4)。

圖4 70美元油價下C級儲量區塊潛力評價

對29個潛力區塊開展近三年的升級動用情況跟蹤分析，其中20個區塊近三年實現升級動用，符合率69%，升級動用儲量規模2 391萬噸。其中Ⅰ類潛力區塊10個，實際升級動用8個；Ⅱ類潛力區塊11個，實際升級動用9個；Ⅲ類潛力區塊2個，實際全部升級動用；Ⅳ類潛力區塊6個，實際5個未實現升級動用，這也證實了該分類的科學性和有效性。對于Ⅳ類暫不可升級動用的儲量區塊，今后應補充評價部署工作量，進一步評價落實儲量，同時開展技術攻關和降本增效等措施，不斷降低區塊的平衡油價，從而實現儲量升級動用。

5 結論

(1)基于量化不確定性的儲量升級動用潛力評價和評價方法，采用“確定性程度、單位儲量/資源量價值和儲量/資源量規模”3個潛力評價指標，實際效果驗證表明篩選出的升級動用潛力區塊與該區塊后續的升級動用效果基本吻合，驗證了該方法的可靠性與合理性。

(2)儲量升級動用潛力評價的合理性取決于關鍵參數選取的合理性和科學性，因此需要加強對儲量價值結果的后跟蹤對比分析，不斷修正和完善地質、工程及經濟等方面的參數，以提高對儲量價值評估參數的科學、合理的選取能力。

(3)以地質認識為基礎、井控原則為約束，充分發展和應用可靠技術，是合理確定SPE-PRMS標準下原地量的三項重要原則。