摘 要：圈閉成功率指的是石油公司通過運(yùn)用有關(guān)石油地質(zhì)的知識(shí)估計(jì)圈閉中石油實(shí)際存在且將被鉆頭揭示的概率（=石油公司對(duì)圈閉含油氣的信心）。也就是對(duì)于確定圈閉的期望值。作者利用層次分析法對(duì)影響期望值的地質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，進(jìn)而提高預(yù)測(cè)精度。

關(guān)鍵詞：圈閉成功率；層次分析法；研究意義

圈閉成功率是圈閉內(nèi)發(fā)下油氣資源的概率估計(jì)，也就是石油公司對(duì)圈閉含油氣性的期望值。為了計(jì)算這一期望值，必須有一個(gè)計(jì)算概率的基礎(chǔ)，即大自然在某個(gè)位置的某個(gè)目的層位已

經(jīng)存在著一個(gè)可探測(cè)的油氣藏，地質(zhì)和地球物理提供了這一基礎(chǔ)。

1、圈閉成功率的劃分

對(duì)圈閉進(jìn)行的勘探工作，可能取得的成果分為以下幾種：

1)不成功，即沒有發(fā)現(xiàn)工業(yè)油流或者油氣顯示；

2)地質(zhì)成功(P\\-g)，即發(fā)現(xiàn)了一個(gè)油藏，其規(guī)模至少足以支持進(jìn)行測(cè)試；

3)商業(yè)成功(P\\-c)，即預(yù)測(cè)未來的油氣產(chǎn)量的收益可以回收該探井完井和作業(yè)的成本，但不足以回收探井租地等費(fèi)用或者因?yàn)橐暈榻?jīng)濟(jì)成功而完井，但隨后的情況甚至不足以回收完井和作業(yè)的費(fèi)用；

4)經(jīng)濟(jì)成功(P\\-e)，即該口鉆井作為一個(gè)油田的開發(fā)井而完鉆，這一油田的普通井將獲得足夠的產(chǎn)量收入以回收鉆井、完井和作業(yè)費(fèi)用，加上合理的利潤。

石油公司普遍認(rèn)為，一個(gè)地下油藏的存在必須具備一定的地質(zhì)要素。一定孔隙和滲透性的儲(chǔ)積層，從烴源巖運(yùn)移到儲(chǔ)集層的油氣，以及一個(gè)能夠保存油氣的圈閉。這三個(gè)條件缺一不可。這就是利用地質(zhì)概率因子評(píng)價(jià)地質(zhì)成功率的基礎(chǔ)。每個(gè)地址概率因子都被看作是獨(dú)立的變量，其概率值范圍在0-1之間。對(duì)以上三個(gè)概率因子進(jìn)行細(xì)化，可以劃分出5個(gè)關(guān)鍵的地質(zhì)概率因子:

1)烴源巖：數(shù)量(厚度、分布范圍、有機(jī)質(zhì)豐度)；烴類類型(油、氣、混合)；熱成熟度。

2)油氣運(yùn)移：運(yùn)移通道(輸導(dǎo)層或帶、裂縫或斷層)；從“生烴灶”到圈閉的運(yùn)移路徑；有效性(運(yùn)移過程中聚集與散失的濃度)；時(shí)間配置(當(dāng)油氣運(yùn)移時(shí)存在圈閉)。

3)儲(chǔ)集層：體積(厚度、范圍)；孔隙度；儲(chǔ)集層特征(滲透率、驅(qū)動(dòng)機(jī)制)。

4)圈閉：圈閉存在且具有合適的面積和垂直幅度，擁有一定量油氣足以支持流動(dòng)；利用可靠地地質(zhì)技術(shù)手段能夠探測(cè)并圈定。

5)遮擋條件：蓋層的有效性(蓋層厚度、差異滲透率、沒有開啟的裂縫)；防止后期滲漏的保存條件(斷層滲漏、晚期斷裂、淋慮、底層傾斜并溢出等)；防止烴類降解作用的保存條件(生物降解、氧化、熱分解)。

其中條件1)和2)在新油區(qū)油氣生成的可信度相對(duì)較低，因此會(huì)成為勘探中的重要的需要滿足的條件之一。而在產(chǎn)油區(qū)，這一概率因子的可信度就要高些。2、地質(zhì)成功率的確定

對(duì)于估算不同的地質(zhì)概率因子的可信度并將預(yù)測(cè)值和實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)是無可取代的。通常石油公司都是通過對(duì)所獲得的有關(guān)地質(zhì)概率因子的資料進(jìn)行整理分析，通過經(jīng)驗(yàn)來給出可信度值。資料越多，質(zhì)量越高，可信度的估計(jì)值的可信度就越高。

對(duì)于影響地質(zhì)成功率，即圈閉含油氣性風(fēng)險(xiǎn)的地質(zhì)因子的權(quán)重，采用層次分析法進(jìn)行設(shè)定。

1)根據(jù)上文劃分的5個(gè)地質(zhì)概率因子及其主要考慮因素，運(yùn)用層次分析法對(duì)圈閉含油氣概率風(fēng)險(xiǎn)建立層次結(jié)構(gòu)。

在表1中，這一層次結(jié)構(gòu)共分3層:第1層是該項(xiàng)目的目標(biāo)層，即圈閉含油氣性風(fēng)險(xiǎn)；將第1層的目標(biāo)做一個(gè)劃分得到第2層，它由烴源巖風(fēng)險(xiǎn)、油氣運(yùn)移風(fēng)險(xiǎn)、儲(chǔ)集層風(fēng)險(xiǎn)、圈閉風(fēng)險(xiǎn)、遮擋條件風(fēng)險(xiǎn)五個(gè)因素組成；將第2層進(jìn)一步劃分，則得到第3層共15項(xiàng)因素指標(biāo)。

2)對(duì)隸屬于同一上層因素的下一層次風(fēng)險(xiǎn)因素發(fā)生的可能性進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣。

在建立了如表1所示的層次結(jié)構(gòu)以后，上下層次之間風(fēng)險(xiǎn)因素的隸屬關(guān)系就被確定了。假定以上一層次因素C為準(zhǔn)則，所支配的下一層次的因素為a\\-1，a\\-2…，a\\-n。針對(duì)準(zhǔn)則C，需要分析兩個(gè)元素a\\-i和a\\-j哪一個(gè)更可能發(fā)生，并按照從1到9的比例標(biāo)度(如表2所示)對(duì)重要性程度賦值。這樣對(duì)于準(zhǔn)則C，n個(gè)因素兩兩比較的結(jié)果就構(gòu)成了一個(gè)兩兩比較判斷矩陣：

A=(a\\-ij)\\-n×n其中a\\-ij就是因素a\\-i與a\\-j相對(duì)于C的重要性的比例標(biāo)度。

表2 相對(duì)重要性的量化等級(jí)表

a\\-i因素得分a\\-i比a\\-j

1相同

3重要性略大

5重要性大

7重要性大很多

9重要性大非常多

2，4，6，8上述相鄰兩個(gè)等級(jí)之間

1，1/2，1/3， …，1/9與上面相反(重要改為不重要)

3)由判斷矩陣計(jì)算被比較因素對(duì)于該準(zhǔn)則的相對(duì)權(quán)重

根據(jù)n個(gè)因素a\\-1，a\\-2…，a-n對(duì)于準(zhǔn)則C的判斷矩陣A，求出它們對(duì)于準(zhǔn)則c的相對(duì)權(quán)重向量ω=（ω\\-1，…，ω\\-n)T。計(jì)算權(quán)重向量的方法很多，其中特征根方法是層次分析法中較早提出并得到廣泛應(yīng)用的一種方法。這種方法通過求解判斷矩陣A的特征根問題(Aω=λ\\-maxA) ，得到A的最大特征根λ\\-max和相應(yīng)的特征向量ω。將ω歸一化后就可作為權(quán)重向量。根據(jù)矩陣?yán)碚撝杏嘘P(guān)正矩陣的Perron定理可知λ\\-max存在且唯一，ω的分量均為正數(shù)。

在實(shí)際過程中，根據(jù)定義計(jì)算矩陣的特征根和特征向量是比較困難的。另一方面，因?yàn)槌蓪?duì)比較矩陣基本上是定性比較的量化結(jié)果，對(duì)它作精確計(jì)算是不必要的，所以完全可以用簡便的近似方法計(jì)算其特征根和特征向量。在項(xiàng)目的實(shí)際操作中，可以選擇一種很簡便的方法。其步驟為:

(1)將A的每一列向量歸一化得；

(2)對(duì)ω′\\-ij按行求和得；

(3)將ω′\\-i歸一化得，即為近似特征向量；

(4)計(jì)算并將其作為最大特征根的近似值。

由于在判斷的構(gòu)造中，并不要求它具有一致性(這是由客觀事物的復(fù)雜性和人的認(rèn)識(shí)的多樣性所決定的)，但把判斷矩陣作為求排序權(quán)重向量的根據(jù)，就應(yīng)該要求判斷矩陣具有大體上的一致性，需要對(duì)判斷矩陣的一致性進(jìn)行檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，當(dāng)A的不一致性不嚴(yán)重時(shí)，由這種方法得到的特征根與精確計(jì)算得到的結(jié)果相差甚微。

在這個(gè)計(jì)算中，我們只需要計(jì)算方案層到準(zhǔn)則層的權(quán)重就可以了，設(shè)權(quán)重向量為ω=（ω\\-1，…，ω\\-n)T，然后將專家通過討論研究得出的地質(zhì)因子的可信度設(shè)為b\\-i(i=1，2，…，n)分別對(duì)應(yīng)于第a\\-i項(xiàng)。則可以得出：

其中P\\-g就是圈閉的地質(zhì)成功率。

3、商業(yè)和經(jīng)濟(jì)成功率的計(jì)算

如圖3所示，假設(shè)P\\-g=30%，圈閉A的累積儲(chǔ)量分布由圖中黑色斜線表示，線的頂端被P\\-1%截值。儲(chǔ)量參數(shù)如下：

經(jīng)過估算認(rèn)為，在這個(gè)地區(qū)至少需要0.95MMbbl的儲(chǔ)量才能達(dá)到最小商業(yè)油田規(guī)模。此時(shí)，0.95MMbbl正好位于P\\-80%，所以，有20%的是小于最低儲(chǔ)量要求的，有80%是大于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的。因此，商業(yè)成功率為：P\\-c=0.8*0.3=0.24。

然后從P\\-80%處截值，將過低的儲(chǔ)量從原始分布中刪除。這樣，商業(yè)儲(chǔ)量分布的均值必須重新計(jì)算。在新的儲(chǔ)量分布中，從P\\-80%到P\\-1%，有了一套新的儲(chǔ)量參數(shù)：

緊接著我們需要知道圈閉A成為的經(jīng)濟(jì)成功的概率是多少，即項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)的石油最低限度能夠回收所有的投資。此時(shí)，通過測(cè)算，若一個(gè)經(jīng)濟(jì)發(fā)現(xiàn)至少要由7.5 MMbbl的儲(chǔ)量支持。在原始分布上，7.5 位于P\\-40%，所以60%的分布是不經(jīng)濟(jì)的，只有40%的是經(jīng)濟(jì)的。因此，經(jīng)濟(jì)成功率就是：P\\-e=0.4*0.3=0.12。

接下來重新計(jì)算經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量分布均值，剩余的儲(chǔ)量分布從P\\-40%到P\\-1%，有了新的儲(chǔ)量參數(shù)：

由此可見，當(dāng)成功率下降，發(fā)現(xiàn)商業(yè)或者經(jīng)濟(jì)規(guī)模的大油藏的概率變小時(shí)，商業(yè)和經(jīng)濟(jì)儲(chǔ)量卻在增加。這就是因?yàn)槟切┓巧虡I(yè)和經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)量段被截掉了的原因。

圖3 商業(yè)成功率和經(jīng)濟(jì)成功率的計(jì)算

4、結(jié)論

經(jīng)過以上的處理后，針對(duì)油氣勘探項(xiàng)目的圈閉成功率就做出了一個(gè)比較合理的估算，再配合儲(chǔ)量評(píng)價(jià)等勘探技術(shù)的綜合使用，可以在油氣勘探項(xiàng)目的決策過程中起到防范風(fēng)險(xiǎn)，提高效率的作用。

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（作者通訊地址：西南石油大學(xué)四川成都 610500）