凡玉梅

中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083

“十一五”以來，保有探明未開發(fā)儲量規(guī)模大[1]，其中探明5年以上仍未動用儲量占到90%以上。制約未開發(fā)儲量動用的主要因素為開發(fā)技術(shù)不配套[2-3]，占比近30%，這部分儲量具有深層、低滲、層薄等特點；應(yīng)用確定性的唯一參數(shù)，采用傳統(tǒng)潛力篩選方法評價，屬于開發(fā)技術(shù)不配套儲量，整塊無法有效動用[4-6]。實際上，由于儲層非均質(zhì)性特點，地質(zhì)參數(shù)不是唯一確定值[7-8]，存在局部非均質(zhì)“甜點”，確定性參數(shù)評價方法可能會忽略這種類型的潛力[9]。本文針對這部分整塊開發(fā)技術(shù)不配套、但存在局部“甜點”潛力的儲量，研究提出了一種不確定性潛力評價方法，并應(yīng)用于中國石化探明未開發(fā)儲量評價篩選中，取得了一定的效果。

1 評價技術(shù)思路與技術(shù)流程

1.1 技術(shù)思路

油藏非均質(zhì)性局部“甜點”必須滿足目前開發(fā)技術(shù)適應(yīng)性，同時滿足經(jīng)濟(jì)性，才能有效動用[10-11]。單井控制經(jīng)濟(jì)可采儲量是評價油藏能否經(jīng)濟(jì)有效開發(fā)的重要指標(biāo)，因此圍繞這個指標(biāo)，從3個方面優(yōu)化了不確定性潛力評價方法：一是采用概率分布表達(dá)地質(zhì)參數(shù)的非均質(zhì)性，代替了傳統(tǒng)的確定性參數(shù)評價；二是通過數(shù)值模擬建立目標(biāo)油藏單井控制可采儲量和油藏參數(shù)的模型，計算單井控制可采儲量逆累積概率曲線，并結(jié)合應(yīng)用經(jīng)濟(jì)界限法計算可采儲量的“甜點”值；三是應(yīng)用可動用概率反映儲量動用的難易程度和規(guī)模大小，定量化描述風(fēng)險和動用規(guī)模。

1.2 技術(shù)流程

根據(jù)不確定性評價方法技術(shù)思路，以油藏數(shù)值模擬和蒙特卡洛模擬為手段，輔以正交設(shè)計試驗優(yōu)化，計算不同條件下未開發(fā)儲量可動用概率。潛力評價技術(shù)流程如下(圖1)：

圖1 未開發(fā)儲量不確定性潛力評價方法技術(shù)流程

(1)構(gòu)建目標(biāo)區(qū)油藏參數(shù)合理的概率分布模型：應(yīng)用統(tǒng)計法、類比法等，構(gòu)建目標(biāo)油藏參數(shù)概率分布，根據(jù)其在空間分布的非均質(zhì)性，由高到低選取10%檔位的高估值，90%檔位的低估值，基于對數(shù)正態(tài)概率分布模型建立。

(2)建立不同技術(shù)條件下目標(biāo)油藏單控可采與油藏參數(shù)的表征模型：應(yīng)用油藏數(shù)值模擬方法，建立與目標(biāo)油藏特征一致的具有一定代表性的概念模型，計算給定壓力以及極限日產(chǎn)油量下的累積產(chǎn)油量，即彈性開發(fā)的單井控制可采儲量，改變開發(fā)方式、開發(fā)技術(shù)，得到不同開發(fā)方式、技術(shù)條件下的單井控制可采儲量和油藏參數(shù)的多元回歸表征模型。

(3)建立目標(biāo)油藏有效動用判別指標(biāo)的概率分布模型：基于步驟(2)建立的單井控制可采儲量和油藏參數(shù)的表征模型，使用步驟(1)油藏參數(shù)的概率分布，采用蒙特卡洛方法計算目標(biāo)油藏單井控制可采儲量的累積概率分布模型。

(4)計算目標(biāo)油藏不同技術(shù)條件、經(jīng)濟(jì)可行的 “甜點”界限：根據(jù)目標(biāo)油藏對應(yīng)的投資、成本等經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，應(yīng)用盈虧平衡方法，計算單井控制可采儲量的經(jīng)濟(jì)界限。

(5)計算目標(biāo)油藏不同政策界限下未開發(fā)儲量的可動用比例：讀取不同技術(shù)條件、不同油價下單井控制可采儲量界限值對應(yīng)的累積概率值，作為目標(biāo)油藏不同技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策界限下未開發(fā)儲量的可動用比例。

(6)計算目標(biāo)油藏可動用潛力規(guī)模：地質(zhì)儲量乘以可動用比例，得到目標(biāo)油藏不同政策界限下可動用儲量的概率分布。利用該概率分布的P10值、P50值和P90值作為目標(biāo)油藏在此種政策界限下動用潛力的高估值、最可能估值和低估值規(guī)模；同時可計算該概率分布的P10/P90值，該數(shù)值越大，說明得到的潛力規(guī)模不確定越大，風(fēng)險越高。

2 評價方法應(yīng)用實例

2.1 區(qū)塊概況

某區(qū)塊Y為深層、低豐度、特低滲透油藏，2012年上報探明儲量3 000×104t。該區(qū)塊平均油藏埋深3 500 m，平均滲透率4×10-3μm2，平均有效厚度9 m，壓力系數(shù)1.42，儲量豐度40×104t/km2，平均單井產(chǎn)能只有2.8 t/d。由于物性差、產(chǎn)能低，整體動用沒有經(jīng)濟(jì)效益。但該區(qū)塊儲層非均質(zhì)性嚴(yán)重，變異系數(shù)達(dá)到0.75，局部仍然存在可動用“甜點”儲量。

2.2 模型建立和關(guān)鍵參數(shù)確定

區(qū)塊Y現(xiàn)有9口鉆井?dāng)?shù)據(jù)，基于對數(shù)正態(tài)概率分布模型，建立各油藏參數(shù)概率分布[12](圖2)；應(yīng)用數(shù)值模擬技術(shù)構(gòu)建Y區(qū)塊油藏模型，根據(jù)區(qū)塊地質(zhì)參數(shù)特點，匹配了4種壓裂方法[13-14]；通過單因素及多因素分析，明確了影響單井控制可采儲量的10個關(guān)鍵參數(shù)，并確定了參數(shù)對儲量的影響程度；應(yīng)用正交試驗設(shè)計[15]，回歸建立了不同井型、不同壓裂方式、不同開發(fā)方式下單井控制儲量的9種典型表征模型[下文列出了5種，見公式(1)～(5)]，并應(yīng)用實際資料進(jìn)行合理化驗證。在天然能量開發(fā)方式下，壓力系數(shù)、含油飽和度、滲透率、孔隙度、有效厚度等是影響單控儲量的主要因素；在注水開發(fā)方式下，注采壓差是最主要的影響因素，其次為半縫長等，集中度影響程度更大(表1)。

圖2 Y區(qū)塊油藏參數(shù)概率分布

表1 Y區(qū)塊油藏單控儲量與各參數(shù)的影響權(quán)重

典型的單井控制儲量表征模型如下：

直井不壓裂彈性開發(fā):

(1)

直井常規(guī)壓裂彈性開發(fā):

(2)

直井體積壓裂彈性開發(fā)：

(3)

水平井多段壓裂彈性開發(fā)：

(4)

水平井體積壓裂彈性開發(fā)：

(5)

式中：N為單井控制儲量，104t；K為滲透率，10-3μm2；h為油層厚度，m；So為含油飽和度，%；Φ為孔隙度，%；Pi為壓力系數(shù)；μ為原油黏度，mPa·s；F為集中度(主力層厚度占總有效厚度比例)，%；R為壓裂半縫長，m；H為水平井水平段長度，m。

2.3 建立關(guān)鍵指標(biāo)累積概率分布模型

通過表征模型和油藏參數(shù)的概率分布，建立Y區(qū)塊油藏有效動用判別指標(biāo)的概率分布模型[16-17]，在直井不壓裂情形下，單井控制可采儲量為1.25×104t時，累積概率為10%(圖3)。

圖3 Y區(qū)塊油藏單井控制可采儲量累積概率曲線

2.4 可動用概率確定

應(yīng)用盈虧平衡原理計算單井經(jīng)濟(jì)可采儲量的“甜點”界限值[18]，在油價50$/bbl條件下，單井投資人民幣1 154×104元，折現(xiàn)率8%，操作成本人民幣875元/t，采用水平井體積壓裂，計算單井控制經(jīng)濟(jì)可采儲量的界限值為1.71×104t(圖4a)。讀取50$/bbl單井控制經(jīng)濟(jì)可采儲量界限值對應(yīng)的累積概率值41%，即為該條件下Y區(qū)塊未開發(fā)儲量的可動用比例(圖4b)。

圖4 不同油價下Y區(qū)塊單井控制極限可采儲量(a)和儲量動用率(b)

2018—2020年Y區(qū)塊經(jīng)過評價篩選，分三期滾動實施，截至2020年底已規(guī)劃動用儲量1 155×104t，平均單井產(chǎn)能提高到7.8 t/d，平衡油價下降到40$/bbl。區(qū)塊儲量動用率38.5%，與不確定性方法評價計算的儲量可動用率基本一致。

3 未開發(fā)儲量潛力評價

應(yīng)用不確定性評價方法[19]篩選中國石化探明未開發(fā)儲量，新增可動用潛力13個，在油價40$/bbl條件下，降低投資30%，增加可動用儲量4 300×104t；在油價70 $/bbl條件下，降低投資30%，增加可動用儲量5 900×104t(圖5)。潛力區(qū)塊可動用概率分布在9%～43.5%，平均23.4%，反映了未開發(fā)儲量的動用難度較大。

圖5 中國石化探明未開發(fā)儲量在不同油價條件下可動用儲量

4 認(rèn)識與結(jié)論

(1)針對油藏非均質(zhì)“甜點”潛力，以單井控制經(jīng)濟(jì)可采儲量為重要衡量指標(biāo)，構(gòu)建了未開發(fā)儲量不確定性潛力評價方法，采用可動用概率值，定量描述儲量可動用風(fēng)險和規(guī)模。

(2)經(jīng)過評價中國石化探明未開發(fā)儲量，在油價40～70 $/bbl條件下，降本30%，增加可動用潛力儲量(4 300～5 900)×104t。

(3)不確定性潛力評價方法認(rèn)識到不同條件下的局部潛力，包括地質(zhì)非均質(zhì)性潛力、不同技術(shù)條件潛力以及降本增效的潛力，為提高中國石化未開發(fā)儲量動用率，盤活存量資產(chǎn)，對于推動油公司難動用儲量高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

致謝：中國石化集團(tuán)公司高級專家凡哲元在本文成文過程中給予了很多的指導(dǎo)，石油勘探開發(fā)研究院蘇映宏、李軍等給本研究提供了很大幫助，特此致謝！