閆相賓，李 軍，楊 雙

(中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

1 問題的提出

為適應不同油氣勘探階段生產(chǎn)部署需求，通常對圈閉進行三、四分級管理。其中把處于同一含油氣區(qū)帶、具相同類型和相似成藏條件的2個或2個以上的四級圈閉統(tǒng)稱為1個三級圈閉;四級圈閉是指三級圈閉中的局部構造或小規(guī)模的巖性地層等非構造圈閉和復合圈閉，其具備獨立封閉條件和單一壓力系統(tǒng)。

一般油氣預探目標的優(yōu)選評價是以新區(qū)和老區(qū)“三新”領域的三級圈閉為著眼點，預探井部署確定通常是在三級圈閉中優(yōu)先鉆探其中含油氣性相對較好、資源規(guī)模較大的四級圈閉。對四級圈閉評價優(yōu)選方法、參數(shù)可以完全借鑒國內外通用勘探風險分析技術與評價流程及參數(shù)。三級圈閉的含油氣概率和資源價值是決定其是否鉆探的關鍵要素。三級圈閉相關評價參數(shù)(含油氣概率、資源量、經(jīng)濟價值等)計算表征不能用各四級圈閉相關參數(shù)的算術加和表征，也不宜用至少有1個四級圈閉成功條件下的相關參數(shù)描述。前者代表了所有四級圈閉鉆探均發(fā)現(xiàn)油氣的場景，后者代表了所有四級圈閉同時鉆探后至少有1個四級圈閉成功的場景，兩者均與勘探實際不符。三級圈閉的預探往往是首選其中1個含油氣概率和資源價值較大的四級圈閉率先鉆探，首鉆四級圈閉成功(即鉆獲工業(yè)油氣流)可以顯著提高其余四級圈閉的含油氣概率，但不能確保其余四級圈閉一定成功;首鉆四級圈閉失敗，可能會降低或否定其余四級圈閉含油氣性，但不代表其余四級圈閉一定不具備含油氣性。

如何定量、準確評價表征三級圈閉在上述場景條件下的含油氣概率與資源量等參數(shù)是長期懸而未決的技術難題。為此文章借鑒勘探目標風險分析技術[1－3］的思路、方法、參數(shù)和三級圈閉屬性特征及鉆探四級圈閉后的各種情形，提出其含油氣概率、資源量、經(jīng)濟效益等相關評價參數(shù)計算方法。

2 三級圈閉評價表征

2.1 三級圈閉含義

油氣預探井鉆獲工業(yè)油氣流成功率的高低是油公司中長期持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展核心，也是降低勘探成本提高經(jīng)濟效益的根本所在。通常油氣預探井的部署是以新區(qū)和老區(qū)“三新”領域的三級圈閉為著眼點。對三級圈閉評價分析和參數(shù)計算表征除考慮鉆井部署所在的四級圈閉外，還需對三級圈閉整體進行相關評價表征。其中三、四級圈閉準確劃分、描述、分類是基礎，三級圈閉分類要便于不同地區(qū)、不同領域的目標開展地質對比和類比評價，一般按成因類型劃分為3類:(1)三級構造圈閉，指在二級構造單元內，由時空上相關或縱向位置基本疊合的局部構造組成的具有統(tǒng)一構造背景、相同圈閉類型、相似成藏條件的圈閉群;(2)三級非構造圈閉，是指在二級構造單元內，區(qū)域位置相近、沉積體系或成因相同、成藏條件相似的巖性地層等非構造圈閉群;(3)三級復合圈閉，是指在二級構造單元內，由構造控制因素和巖性地層等非構造控制因素共同作用形成具有相似成藏條件的圈閉群。有以下3種情況:一是最深圈閉線范圍內的所有局部圈閉總稱，具有完整的三級圈閉基礎數(shù)據(jù);二是鼻狀構造形態(tài)范圍內的所有局部圈閉總稱，具有完整的三級圈閉基礎數(shù)據(jù);三是位置相近成因相同的2個或2個以上圈閉，無統(tǒng)一的圈閉線相包容，或因各種原因不便單獨命名的三級圈閉，純屬局部圈閉群體，按主控因素稱為“構造群”、“斷塊群”、“巖性群”，無完整三級圈閉基礎數(shù)據(jù)。

如渤海灣盆地東營凹陷豐18井沙三段的三級巖性圈閉(圖1，2)，該圈閉是東營三角洲沙三砂組的砂體從西向東抬升尖滅在永安鎮(zhèn)構造帶，并被多條南傾斷層切割，形成沿南北向展布的4個四級巖性圈閉。四級圈閉為同一東營三角洲前緣沉積體系，處于同一永安鎮(zhèn)構造帶，圈閉類型相同，成藏條件相似，東西兩側的永3井和辛斜151井已獲油氣發(fā)現(xiàn)，表明該三級圈閉勘探潛力較大。

2.2 三級圈閉評價方法與參數(shù)

2.2.1 三級圈閉評價思路

圖1 渤海灣盆地東營凹陷豐18井沙三砂體頂面構造Fig.1 Structure map on top of Sha3 sandbody in well Feng18，Dongying Sag，Bohai Bay Basin

圖2 渤海灣盆地東營凹陷辛斜151井－永3井北東向預測油藏剖面Fig.2 NE-trending reservoir prediction profile crossing wells Xinxie151 and Yong3 in Dongying Sag，Bohai Bay Basin

三級圈閉的評價和定量表征是以每個四級圈閉的含油氣概率、資源量分布和經(jīng)濟價值等參數(shù)為基礎，以勘探風險分析技術為手段對三級圈閉的含油氣概率、資源量分布、經(jīng)濟價值等參數(shù)在一定假設條件下(即首鉆四級圈閉具備成藏條件)進行描述表征。雖然三級圈閉油氣鉆探成功是指至少有1個四級圈閉鉆獲工業(yè)油氣流的場景，但在實際油氣勘探中針對三級圈閉上的預探井部署是在各四級圈閉含油氣概率和資源價值評估的基礎上[4－7］，優(yōu)選其中1個資源價值較大的四級圈閉率先鉆探評價，然后再依據(jù)鉆探結果決定是否鉆探評價其余四級圈閉，而非同時對所有四級圈閉展開鉆探評價。如果首鉆四級圈閉成功可以顯著提高其余四級圈閉的含油氣概率，增加鉆探信心和發(fā)現(xiàn)油氣成功機會，但并不能確保其余四級圈閉一定就會鉆獲工業(yè)油氣流，因此三級圈閉資源量估算要在首鉆四級圈閉資源量分布基礎上，考慮其余四級圈閉資源量分布和鉆探時的風險大小;反之，如果首鉆四級圈閉失敗，可能會降低或否定其余四級圈閉含油氣性，但并不代表其余四級圈閉一定不具備含油氣性。若經(jīng)地質評價研究認為其余四級圈閉仍具備油氣成藏條件，則需要重新落實評價該三級圈閉，重新落實的三級圈閉肯定不包含已完鉆的失利四級圈閉，然后對重新落實的三級圈閉進行相關評價。

由此可見三級圈閉的含油氣概率和資源量不是由每個四級圈閉的含油氣概率和資源量通過蒙特卡洛模擬[8－9］求出的至少有1個四級圈閉鉆獲工業(yè)油氣流時的含油氣概率和資源量。若用至少有1個四級圈閉鉆探成功條件下的含油氣概率和資源量表示三級圈閉資源量，這種方法雖考慮了每個四級圈閉的風險和資源量概率分布，但其地質含義是同時對“所有四級圈閉”鉆探評價前的含油氣概率和資源量估算，實際鉆探中不可能同時鉆探評價三級圈閉中的所有四級圈閉，而是循序漸進逐個鉆探評價。此外也不宜用所有四級圈閉資源量的算術加和表示三級圈閉的資源量，其地質含義是所有四級圈閉鉆探均發(fā)現(xiàn)油氣時的資源量，沒有考慮每個四級圈閉的風險所在;三級圈閉的含油氣概率同樣不宜用所有四級圈閉含油氣概率算術平均值表示，其不符合概率論。

2.2.2 三級圈閉含油氣概率

三級圈閉是由一系列具有相似地質成因的四級圈閉組成。雖然四級圈閉的成藏條件相近，但由于其成藏主因子或子因子可能有別，造成其含油氣概率的差異。對每個四級圈閉成藏的4個主因子(圈閉、儲層、保存、油氣充注)進行地質風險評價時，由于圈閉、儲層、保存、油氣充注4個主因子是其成藏中相互獨立、缺一不可事件，因此用4個主因子同時發(fā)生的各自概率的乘積表示每個四級圈閉的含油氣概率。用四項主因子的各控制參數(shù)或子因子表征四級圈閉的含油氣概率時，各項主概率因子的參數(shù)若相互獨立，用各參數(shù)概率乘積表示主因子的概率;若參數(shù)具有相關性，則用概率最低的參數(shù)概率表示主因子的概率。其次根據(jù)四級圈閉含油氣概率和其資源價值大小確定首個部署預探井的四級圈閉，并用該四級圈閉的含油氣概率表征三級圈閉的含油氣概率大小。不能用所有四級圈閉含油氣概率算術平均值表征三級圈閉含油氣概率，其既不符合概率論原理也與油氣鉆探實際不符;同時亦不可用四級圈閉中至少有1個四級圈閉發(fā)現(xiàn)油氣的概率表征三級圈閉含油氣概率，因在實際預探井部署時往往是優(yōu)選其中較好的四級圈閉首先鉆探，不可能同時鉆探評價所有的四級圈閉。三級圈閉含油氣概率越大，地質風險越低。圈閉含油氣概率通常小于以往該區(qū)預探井成功率。

例如東營凹陷豐18井沙三段的三級巖性圈閉，該圈閉由高品質的三維地震資料落實，主要勘探目的層有辛斜151井與永3井合成地震記錄準確標定，正反演模型和地震剖面砂體反射特征吻合度90%，巖性圈閉相關圖件精度符合規(guī)范要求，圈閉存在的主要地質風險是砂體尖滅線的準確度，圈閉概率賦值70%。該圈閉所在的民豐洼陷已發(fā)現(xiàn)多個油氣藏，主力烴源巖是沙四上段與沙三中下段暗色泥巖，有機碳含量2.5% ～3.15%，油氣生成運移與圈閉形成期匹配，油氣充注概率90%。儲層主要為沙三段的三角洲前緣相砂體及前三角洲滑塌濁積砂體，從辛斜151井鉆探揭示并經(jīng)反演預測圈閉處的儲層單層厚度大，厚度大于10 m，儲層孔隙度25%左右，滲透率(15～30)×10－3μm2，儲層概率賦值80%。從圈閉目的層沙三段的砂組向東、北方向上傾尖滅，上傾方向對應的是永安鎮(zhèn)三角洲前三角洲亞相的大套泥巖，砂巖形成有效封堵，有利于油氣的保存，只是多條南傾東西向斷層對不同四級圈閉保存有影響，由北向南的4個四級圈閉保存概率賦值分別為80%，60%，50%，50%。由4個主因子概率乘積求出四級圈閉含油氣概率是40%，30%，25%，25%(表1)。四級圈閉共同地質風險因子是儲層、充注。

2.2.3 三級圈閉資源量

對包含多個四級圈閉的三級圈閉只要有1個四級圈閉獲得油氣發(fā)現(xiàn)就表明該三級圈閉鉆探成功，因此用每個四級圈閉資源量分布與其含油氣概率求出的至少有1個四級圈閉發(fā)現(xiàn)油氣的資源量分布表征三級圈閉資源量分布雖在理論上可行，但與實際油氣勘探不符。因為“至少有1個四級圈閉鉆探成功條件下的資源量”實質是指同時對三級圈閉中所有的四級圈閉開展鉆探，并且至少有1個四級圈閉獲得油氣發(fā)現(xiàn)條件下三級圈閉的總資源量，在實際油氣勘探生產(chǎn)中不可能同時對1個三級圈閉中的所有四級圈閉鉆探評價，實際預探井部署往往是只優(yōu)選1個四級圈閉首先鉆探，其成功率也僅依賴于該首鉆圈閉的地質成功率;其次用“至少有1個四級圈閉鉆探成功條件下的資源量分布”表征三級圈閉資源是基于保守值進行勘探?jīng)Q策。雖有利于油氣預探階段的風險控制，但不適用于預探階段圈閉的排隊優(yōu)選工作，尤其是如果1個三級圈閉中的個別四級圈閉的資源量規(guī)模很小，但含油氣概率很高將直接導致三級圈閉的資源量大幅減少，甚至小于資源量較大的四級圈閉資源量，這明顯和預探階段圈閉排隊優(yōu)選工作的客觀情況不符。

表1 渤海灣盆地東營凹陷豐18井沙三中段巖性圈閉含油氣概率賦值Table 1 Oil-bearing probability assignment of lithologic trap of middle Sha3 sandbody in well Feng18，Dongying Sag，Bohai Bay Basin%

資源量分布三級圈閉的資源量表征應采用滿足首鉆四級圈閉具備油氣發(fā)現(xiàn)條件下的三級圈閉資源量，該資源量的概率分布可以利用各四級圈閉的資源量分布和含油氣概率為基礎，以預先確定首鉆的四級圈閉具備油氣成藏條件為約束，利用蒙特卡洛模擬方法，求取各四級圈閉所有可能的成功組合對應的資源量概率分布。對于首鉆四級圈閉鉆前就認為一定失敗或不具備油氣成藏條件，則意味著油氣資源量不存在或為零。因此三級圈閉的資源量不可用每個四級圈閉資源量算術相加結果來表征，其地質含義是指每個四級圈閉鉆探同時發(fā)現(xiàn)油氣情況，這種情況在三級圈閉預探前是概率非常小的事件;三級圈閉資源量也不一定大于最大四級圈閉的可采資源量，其大小取決于每個四級圈閉的含油氣概率和可采資源量分布，尤其是首鉆四級圈閉資源量和含油氣概率大小。

用蒙特卡洛模擬方法計算出三級圈閉資源量分布精度與可信度取決于相關參數(shù)(含油面積、厚度、采收率等)的準確度和分布模型(對數(shù)正態(tài)分布、正態(tài)分布、三角分布、Beta分布等)的選擇;圈閉資源量計算結果合理性檢驗從3方面考慮，一是計算參數(shù)分布模型合理性檢驗，二是計算參數(shù)的端值校驗，三是圈閉資源量的P10/P90比值。

以豐18井三級圈閉為例(圖1)，從圈閉成藏條件分析得知，各四級圈閉共同地質風險因子是儲層和充注。其中豐18井巖性－1圈閉面積6 km2，閉合幅度為320 m，依據(jù)辛斜151、永3井等揭示油藏的相關參數(shù)和地震反演資料，該圈閉油層厚度P50=25 m，單儲系數(shù)P50=13×104t/(km2·m)，相應資源量P50=1 177×104t;同樣計算出豐18井巖性－2，－3，－4圈閉資源量(表2)。依據(jù)上述條件，采用基于蒙特卡洛模擬的三級圈閉資源量計算方法，求出豐18井資源量概率分布(圖3)，資源量均值為1 457×104t。

2.2.4 三級圈閉稅后凈現(xiàn)值等

以三級圈閉可采資源量分布為基礎，通過類比分析確定對應的勘探、開發(fā)投資和產(chǎn)能指標后用現(xiàn)金流方法計算評價圈閉的凈現(xiàn)值、內部收益率、最小經(jīng)濟可采儲量。影響其合理性的關鍵參數(shù)是單井初始日產(chǎn)、產(chǎn)量模式、油氣價格。在相關參數(shù)計算過程中有2點需注意，一是三級圈閉的含油氣面積為所有四級圈閉含油氣面積疊合的包絡面積，其準確性直接影響到開發(fā)井數(shù)確定;二是對三級圈閉中準備優(yōu)先預探的四級圈閉同時做相應經(jīng)濟評價分析，其結果是確定鉆探評價該三級圈閉重要依據(jù)之一。一般三級圈閉的經(jīng)濟評價既要考慮其本身效益，還必須評價預探井所在的四級圈閉經(jīng)濟效益。決定三級圈閉是否值得鉆探評價的條件是三級圈閉的稅后凈現(xiàn)值大于零或者其稅后凈現(xiàn)值小于零，但準備鉆探的四級圈閉稅后凈現(xiàn)值必須大于零。例如，通過經(jīng)濟評價計算得到豐18井三級巖性圈閉稅后凈現(xiàn)值47 931萬元，內部收益率33.4%，最小商業(yè)可采資源量103×104t;豐18井巖性－1四級圈閉經(jīng)濟評價稅后凈現(xiàn)值30 272萬元，內部收益率36.8%，最小商業(yè)可采資源量55×104t。表明豐18井圈閉值得預探評價。

表2 渤海灣盆地東營凹陷豐18井沙三中段巖性圈閉資源量計算參數(shù)Table 2 Parameters of lithologic trap reserves of middle Sha3 sandbody in well Feng18，Dongying Sag，Bohai Bay Basin

圖3 渤海灣盆地東營凹陷豐18井沙三中段三級巖性圈閉資源量概率分布Fig.3 Probability distribution of third-order lithologic trap of middle Sha3 sandbody in well Feng18，Dongying Sag，Bohai Bay Basin

2.2.5 三級圈閉預期收益

是指三級圈閉的含油氣概率乘鉆探成功時的稅后凈現(xiàn)值減去其風險概率乘鉆探成本。其中圈閉的含油氣概率加圈閉風險概率等于1。如果三級圈閉預期收益大于零，表明此類目標鉆探經(jīng)濟風險相對較小，若鉆探眾多此類目標尤其是超過100個肯定有經(jīng)濟效益，但不能保證每個目標鉆探后都有經(jīng)濟效益;如果三級圈閉預期收益小于零，表明此類目標鉆探經(jīng)濟風險相對較大，若鉆探眾多此類目標尤其是超過100個肯定無經(jīng)濟效益，但不是說每個目標鉆探后都無經(jīng)濟效益。例如豐18井三級圈閉預期收益為10 353萬元。

2.2.6 風險后的稅后凈現(xiàn)值

是指三級圈閉的含油氣概率與其稅后凈現(xiàn)值乘積。表示在對不同圈閉進行優(yōu)選排隊時考慮風險和效益雙重因素。

3 結語

(1)預探目標評價優(yōu)選著眼點是三級圈閉，它是由一系列具有相似地質成因的四級圈閉組成。

(2)三級圈閉的含油氣概率是首鉆四級圈閉的含油氣概率。不是所有四級圈閉含油氣概率算術平均值或者所有四級圈閉中至少有1個四級圈閉發(fā)現(xiàn)油氣概率。

(3)三級圈閉資源量用“首鉆四級圈閉具備成藏條件下”的三級圈閉資源量進行表征?！笆足@四級圈閉具備成藏條件下”三級圈閉資源量的大小與各四級圈閉的資源量和含油氣概率、四級圈閉之間的地質相關性以及首鉆四級圈閉的選擇密切相關。

(4)三級圈閉的經(jīng)濟評價既要注重其相關經(jīng)濟指標計算分析，也要評價準備首鉆的四級圈閉經(jīng)濟價值。

(5)三級圈閉是否值得鉆探評價的條件是其稅后凈現(xiàn)值大于零或者其稅后凈現(xiàn)值雖小于零，但準備鉆探的四級圈閉稅后凈現(xiàn)值必須大于零。

[1]楊登維，周慶凡，郭寶申，等.油氣資源地質風險分析與管理[M］.北京:石油工業(yè)出版社，2009:21－158.Yang Dengwei，Zhou Qingfan，Guo Baoshen，et al.Geological risk analysis and management of petroleum resources[M］.Beijing:Petroleum Industry Press，2009:21 －158.

[2]Rose P R.油氣勘探項目的風險分析與管理[M］.北京:石油工業(yè)出版社，2002:6－50.Rose P R.Risk analysis and management of petroleum exploration ventures[M］.Beijing:Petroleum Industry Press，2002:6 －50.

[3]White D A.Geologic risking guide for prospects and palys[J］.AAPG Bulletin，1993，77(12):2048 －2061.

[4]Rose P R.Risk analysis and management of petroleum exploration ventures，AAPG methods in exploration serious，No.12[M］.Tulsa:PennWell Corporation，2001:125 －127.

[5]Steinmetz R.The business of petroleum exploration[M］.Tulsa:The American Association of Petroleum Geologists，1992:135 －146.

[6]Otis R M，Schneidermann N.A process for evaluating exploration prospects[J］.AAPG Bulletin，1997，81(7):1087 －1109.

[7]武守誠.油氣資源評價導論[M］.2版.北京:石油工業(yè)出版社，2005:251－285.Wu Shoucheng.Introduction of petroleum resources assessment[M］.2nd ed.Beijing:Petroleum Industry Press，2005:251 －285.

[8]文環(huán)明，肖慈殉，李薇，等.蒙特卡洛法在油氣儲量估算中的應用[J］.成都理工學院學報，2002，29(5):487 －492.Wen Huanming，Xiao Cixun，Li Wei，et al.Applications of the Monte －Carlo method to the petroleum reserves estimation[J］.Journal of Chengdu University of Technology，2002，29(5):487 －492.

[9]孔祥禮，卞煒.蒙特卡洛法在油田儲量計算中的應用[J］.斷塊油氣田，2001，8(6):15 －18.Kong Xiangli，Bian Wei.Application of the Monte － Carlo method in reserves calculation of oilfield[J］.Fault－ Block Oil＆ Gas Field，2001，8(6):15 －18.