保有石油預測儲量升級潛力評價方法及升級策略

石 磊，黃學斌，劉景亮，張 連，莊 麗,張風東

(中國石化 石油勘探開發研究院，北京 100083)

近年來，中國石化保有石油預測儲量升級率較低，僅為21%，對新增控制儲量的貢獻小，造成新增控制儲量過度依賴于當年的勘探新發現，因而評價保有石油預測儲量升級潛力,推動儲量有效升級動用具有重大的現實意義。目前，針對儲量升級的系統性研究并不多，主要的評價方法有2種：指標體系權重賦值法和升級概率法。指標體系權重賦值法，其核心是將影響升級的各類指標進行賦值，確定各項指標權重，依據各項指標的綜合打分結果對評價目標進行篩選排隊[1-10]。升級概率法是對影響升級的各種儲量計算參數及井控等因素的可靠性概率進行估算，最終計算各種因素同時發生的概率得到預測儲量升級概率，升級概率越大，升級的可能性就越大[11]。這些方法的共同之處是將影響升級的各類因素放在一起評價，變量較多，各變量之間的關系復雜，不能反映預測儲量的特點，突出制約升級的主控因素，對實際油藏評價的科學性和可操作性較差。目前預測儲量升級的主要難點問題是隨著勘探開發程度加深,新發現油藏地質條件復雜、儲量品位差，低滲—特低滲、特殊巖性和稠油油藏在新增儲量構成中占比達90%，因而建立科學、有效的石油預測儲量升級潛力評價方法，對升級潛力作出合理的評價是十分必要的。

預測儲量是指在圈閉預探階段預探井獲得了油氣流或綜合解釋有油氣層存在時，對有進一步勘探價值的、可能存在的油藏估算求得的、確定性很低的儲量[12]。預測儲量在儲量標準中處于最底層，不確定性最大，風險性也最高，因而對其升級潛力的評價是個長期動態監控的過程，對過程及風險的把控要比結果更為重要。本文借鑒管理學中經典的銷售漏斗模型(Sale Funnel)，評價保有預測儲量的升級潛力并制定升級策略。銷售漏斗是科學反映機會狀態以及銷售效率的一個重要的銷售管理模型，評價從潛在的客戶階段，發展到意向客戶階段，最終獲得收益這個過程所經歷的一個類似漏斗篩選的過程[13-14]。選取2017年底的保有預測儲量，跟蹤近兩年來這些儲量的升級過程，將升級過程分階段、分層次篩選，識別每個階段的風險，給出評價標準，找出每個階段升級的制約性因素即漏斗瓶頸，制定策略，把握機會，提高轉化率。依據地質是基礎，技術是關鍵，效益是核心的原則，首先從地質因素出發，初篩出地質儲量相對落實、儲量品質較好的區塊；其次是針對潛力區塊開展評價試驗，根據已升級油藏開發技術應用效果，進一步細篩出測試產能接近或達到儲量起算標準的潛力目標區，升級為控制儲量；最后根據技術應用前景，確定控制儲量是否具備升級潛力，再通過技術攻關試驗或試采評價，開展詳細技術經濟評價，確定是否達到探明儲量標準，建立一個完整的保有預測儲量升級潛力漏斗篩選模型。

1 保有預測儲量升級潛力評價方法

對比不同地區，不同盆地多年預測儲量升級歷史數據，可以看出不同地區受儲量品位及地質認識程度等影響，升級率不同。如東部某些勘探程度較高的斷陷盆地，升級率較高，在30%以上，而西部勘探程度較低的盆地，升級率較低，僅5%。因此地質認識較為清晰,儲量品位較高是預測儲量升級的先決條件，也是漏斗篩選的頂層條件，然后依次往下層層篩選，使用技術指標、經濟指標作為能否進一步升級的決策依據(圖1)。

圖1 預測儲量升級潛力評價流程

1.1 地質因素篩選

影響預測儲量升級的地質因素很多，各個因素之間又不完全獨立，存在復雜的相關性，評價難度較大。以前主要采用權重賦值法[11]，這種指標體系中賦值參數分級過分依賴人的經驗和主觀的判斷。本文采用距離綜合評價方法(TOPSIS法)，這種方法的核心是通過計算有限個樣本點到最優、最劣樣本點的距離來進行評價。TOPSIS 法根據評判對象與理想化目標的接近程度進行排序，對現有對象進行相對優劣的評價，若評判對象最靠近最優解，則為最優值，否則為最差值[15-16]。TOPSIS 法是多因素分析中一種常用的有效方法，被應用于圈閉評價優選、勘探資產評價等。這種方法可以充分利用原始數據的客觀性，最大程度降低人為因素影響的不確定性，使得評價結果可信度更高。

使用TOPSIS 法評價預測儲量升級可量化的關鍵地質影響因素，主要分為3個步驟：

第一步，參數選取,建立評價因素矩陣。選擇研究對象，假設有m個待評價的保有預測儲量區塊，組成方案集A={A1，A2，…，Am}。選取與待評價的保有預測儲量成因相似且已升級的油藏,分析升級過程，找出制約升級的主控因素；選取影響該類油藏儲量升級的關鍵且可量化的n個地質因素，如孔隙度，滲透率，油藏埋深等，建立影響因子指標集X={X1，X2，…，Xn}，評價對象對應的評判指標記為Xij(i=l，2，…，m；j=1，2，…，n)，即Xij表示第i個方案中第j個評判指標，建立初始評判矩陣：

(1)

第二步，標準化矩陣處理。地質影響因素可分為正向影響因素和負向影響因素，正向影響因素越大則儲量可升級性越高，負向影響因素則相反。由于評價中各類地質因素具有不同的量綱和單位，不具有可比性，因此為了消除各因素之間的不可共度性，要對評價因素做歸一化處理，形成一個標準化的多因素決策矩陣R=(rij)mn。各因素歸一化處理計算公式如下：

(1)正向影響因素標準化公式

(2)

(2)負向影響因素標準化公式

(3)

(4)

(5)

(6)

1.2 技術、經濟因素篩選

在地質條件落實的情況下，進行二級篩選，判斷現有的開發技術條件能否支持儲量的升級，能否實現油藏的有效升級動用。例如，油氣藏埋藏深、儲層致密、物性差，需要工程技術的支持，水平井分段壓裂技術在致密油藏的開采方面大量應用，但是在某些區塊應用效果并不理想，多次壓裂仍然無法突破，因而這些預測儲量在現有技術條件下無法動用。對于地質條件差、技術還不成熟的，必須要開展試驗攻關。

為了對評價目標作出更清晰的判斷，基于現有的技術條件和設施，對開發技術風險進行分級。常規技術開發的油藏，如注水開發、稠油常規開采等認為是低風險，風險概率小于0.5；而對于常規技術要加以改進的，如薄層水平井熱采技術、小型壓裂水驅開發等，則認為是中等風險，風險概率為0.5～0.75；對于現有開發技術不匹配，需要大規模改進以及加強技術攻關的，則認為是高風險，風險概率為0.75～1，這類區塊目前無法實現有效升級動用。

在低油價的背景下，經濟因素也是一個非常重要而復雜的指標。受儲量品位、油價、成本等多種因素影響，儲量經濟評價有效益才能進一步升級動用，三級篩選劃分出近期可升級動用區塊，能夠開展評價或建產的目標區塊，以及經濟性相對較差、未來需通過技術提升、降低成本等有可能實現升級動用的區塊。在預測儲量階段，通常只有井的試油產量，產能預測往往精度較低，可靠性較差，主要依靠工業油流的一個判別標準作出一個初步的判斷；而在升級為控制儲量之后，更加注重能夠獲取的經濟可采儲量是多少，這時可以采用評價精度更高的平衡油價作為經濟可行性評價指標。

2 應用實例分析

表1 評價區塊地質因素標準化參數

表2 評價區塊TOPSIS參數及開發技術風險參數

圖2 地質風險及開發技術風險雙因素評價

通過地質因素、技術因素依次篩選出的12個區塊，根據其試油產量，使用東部地區工業油流標準(油藏埋深為500～1 000 m，單井油產量0.5 m3/d；油藏埋深為1 000～2 000 m，單井油產量1.0 m3/d；油藏埋深為2 000～3 000 m，單井油產量3.0 m3/d)對其經濟性作出一個初步判斷，最終優選出11個升級潛力區塊(表3)。持續跟蹤近兩年來預測儲量的升級狀況，優選的11個潛力區塊中已有7個區塊陸續升級為控制儲量，可見此方法具有良好的應用效果。

表3 優選的升級潛力區塊

3 升級策略研究

3.1 不同類型油藏升級策略研究

在漏斗模型中，要提高最終的收益，原理很簡單，就是把每一層的容量都擴大，或者提高向下的轉化率。用數據指標去判斷，哪個地方的容量太小，或轉化率太低，然后去制定方案進行針對性提高。對保有預測儲量而言，識別升級各階段的風險、轉化的難點，提高向下個層級的轉化率具有較大的意義(圖3)。對于沒有潛力的區塊，儲量申報以后、長期沒有開展后續工作的要及時處置，以防干擾評價結果，造成預測儲量基數很大的假象。工作中存在許多上報多年的儲量無法升級動用，導致總升級率與近三年升級率相當。真實反映儲量的現狀，才能更好地指導未來的勘探開發。

圖3 保有預測儲量升級策略

對不同類型油藏的升級過程、升級規律進行研究，針對不同油藏的特點、升級難點，制定了行之有效的升級策略(表4)。

表4 不同類型油藏升級策略

3.2 典型實例分析——砂礫巖扇體油藏升級策略

隨著勘探難度的加大、勘探程度的深入，低滲油藏在預測儲量中所占比例越來越高，許多學者對致密砂巖油氣藏做過大量的研究[17-30]。目前保有預測儲量中低滲—特低滲油藏所占比例較大，是下一步值得重視、挖潛的升級目標。

渤海灣盆地某油田B區塊砂礫巖扇體油藏,主要含油層系為古近系沙河街組沙一段、沙二段，儲層巖性以含礫砂巖為主，屬于近岸水下扇沉積；儲集類型為孔隙型，儲層孔隙度5.9%～14.3%，平均10.4%，滲透率(3.3～73.42)×10-3μm2，平均38.4×10-3μm2，為低孔—低滲儲層，油藏類型為構造—巖性油藏；地面原油黏度為9.9～64.7 mPa·s，儲量品位較好；2014年上報預測儲量，含油面積10.67 km2，2015年升級為控制儲量，含油面積2.87 km2。

區塊北部邊界主斷層為走向近東西向、向南傾的正斷層，斷距為200～700 m，主斷層在區塊內派生2條分支斷層。區塊內的砂礫巖體為陡坡帶背景下發育的扇三角洲砂礫巖體，緊鄰生油洼陷，儲層縱向上多層疊置，平面上疊合連片分布，成藏條件優越；有效儲層邊界控制油藏的邊界，表現出明顯的優勢儲層控藏的特點。目前發現的儲量均位于扇中有利相帶內，油藏受巖性和斷層的封堵而聚集成藏。

將預測儲量升級前后的計算參數進行對比，發現有效厚度和含油面積變化最大(表5)。含油面積最初是以北部扇根致密封堵線作為邊界，體現了在構造背景下巖性控藏的特征；而升級為控制儲量后，油藏含油面積北部以斷層為邊界，反映了構造巖性復合控藏的特點(圖4，5)。構造形態及砂體展布變化造成含油面積和有效厚度的變化，是主要的地質風險。該區塊采用砂礫巖扇體勘探評價技術，這種技術將高分辨率層序地層學與測井、三維地震精細解釋技術結合起來，利用地震相分析確定砂礫巖扇體的宏觀分布，而高分辨率層序地層學用來描述砂礫巖體內部結構，大大降低了地質的不確定性，使得地質影響因素的量化指標評價精度更高，提高了儲量的落實程度。

圖4 渤海灣盆地某油田B區塊沙一段2砂組預測儲量含油面積示意

表5 渤海灣盆地某油田B區塊儲量升級關鍵參數對比

圖5 渤海灣盆地某油田B區塊沙一段2砂組控制儲量含油面積示意

B區塊油藏埋深2 730～3 300 m，油層厚度1.3～13.8 m，儲層物性整體較差；扇中有利相帶范圍較小，區塊常規投產產能低。在這種情況下，對現有的常規開發技術做出一系列的改進嘗試，取得很好的開發效果，提高了產能，推動預測儲量升級動用。B區塊通過壓裂改造儲層，有效提高了單井產能，但產量遞減大，前三年年平均遞減達到35%。采用注水開發，注水井進行適當的排液后實施轉注，及時補充地層能量，整體開發效果較好。含油面積內投產的13口井，單井初期產量2.2～19.5 t/d，平均10.8 t/d；12口井達到工業油流標準,具備良好的升級潛力，因此升級為控制儲量。

4 結論與建議

(1)建立了漏斗篩選模型，從影響預測儲量升級的地質因素、開發技術適應性、經濟性出發，分階段、分層次進行篩選，強調對升級過程中各階段風險的控制，提高升級的轉化率。

(2)在漏斗篩選模型中采用TOPSIS多因素分析法，對影響預測儲量升級的地質影響因素進行定量評價。將此模型應用于中國石化東部渤海灣盆地碎屑巖油藏，優選出升級潛力區塊11個，其中有7個區塊已升級為控制儲量，取得良好的應用效果。

(3)通過研究分析相似類型、成因油藏的發現過程、升級規律，類比儲量升級采取的關鍵性勘探開發技術，提出下步升級策略建議。對于近期有望升級的區塊，要有針對性地找準區塊升級的難點問題，制定相應的升級策略，合理規劃升級進度，加大投入，加大技術攻關試驗力度，尋求突破。