張 磊 潘 燕 任超群 張 華 吳 娟

(中海石油(中國)有限公司湛江分公司， 廣東 湛江 524057)

常用油氣儲量計算方法有類比法、物質(zhì)平衡法和容積法等。類比法只用于鉆探前的遠景儲量估算。物質(zhì)平衡法，是指在油氣藏開采一段時間之后根據(jù)壓降、采油曲線等作出油氣儲量評價。由于缺乏較長時期內(nèi)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)支持，物質(zhì)平衡法不適用于油氣藏評價階段的儲量估算。容積法，是計算油氣藏地質(zhì)儲量的主要方法，適用于不同的勘探開發(fā)階段、圈閉類型、儲集類型和驅(qū)動方式。該方法是采用油氣藏靜態(tài)資料對儲量進行評估，適用性較好，實際應用最廣泛。容積法又可分為確定法和概率法：采用確定法時，各參數(shù)及儲量的計算結(jié)果均為一個確定的值；采用概率法時，可計算出各參數(shù)的分布范圍[1-6]。通過概率法計算的儲量估計值能更準確地反映儲量潛力，目前該方法已成為資源量、儲量計算的常規(guī)方法之一[7-11]。

賈成業(yè)等人分別運用確定法和概率法計算地質(zhì)儲量，通過對比發(fā)現(xiàn)概率法在儲量風險評估方面更具優(yōu)勢[12]。覃利娟等人應用概率法對潿洲A油田進行了儲量估算，討論了該油田儲量的可靠性[13]。謝寅符等人分析了概率法和確定法在儲量評估中的差異，指出了兩種方法的適用范圍以及概率法儲量評估中參數(shù)函數(shù)選取方法的重要性[14]。涂乙等人在概率法儲量評估中引入形狀因子以減輕構造形狀對儲量估算結(jié)果的影響，并結(jié)合地質(zhì)參數(shù)對儲量結(jié)果進行敏感性分析，為開發(fā)方案提供理論依據(jù)[15]。

東方A氣田為構造巖性邊底水氣藏，其分布主要受巖性控制，其中有鉆探井、評價井共計4口，各井相距2.2～3.0 km，均處于開發(fā)初期。目前，該氣田各井資料較少，這4口井鉆遇的氣水界面差異直接體現(xiàn)為含氣砂體分布較為復雜以及發(fā)育多套砂體。含氣砂體分布范圍及含氣飽和度等儲量計算中所涉及到的參數(shù)都存在不確定性，導致地質(zhì)儲量預測結(jié)果也存在不確定性。本次研究將以該氣田為例，討論概率法油氣儲量計算及其評估參數(shù)分布函數(shù)的確定。

1 概率法油氣儲量計算

1.1 原理

基于概率法的油氣儲量計算主要是以隨機變量為對象，以概率論為基礎，重點研究目標構造單元與容積法儲量計算公式中各參數(shù)的函數(shù)分布規(guī)律及概率特征，提供儲量概率分布曲線或不同可靠程度的儲量數(shù)值。以容積法為基礎，從概率分析為手段，量化儲量的不確定級別。天然氣地質(zhì)儲量計算公式如下[1-3]：

G=0.01·A·h·φ·Sgi/Bgi

(1)

(2)

式中：G—— 天然氣儲量，108m3；

A—— 含氣面積，km2；

h—— 有效厚度，m；

φ—— 有效孔隙度，%；

Sgi—— 原始含氣飽和度，%；

Bgi—— 原始天然氣體積系數(shù)；

T—— 平均地層溫度，K；

Tsc—— 地面標準溫度，K；

psc—— 地面標準壓力，MPa；

pi—— 平均氣藏的原始地層壓力，MPa；

Zi—— 原始氣體偏差系數(shù)。

1.2 樣本數(shù)據(jù)分析

根據(jù)東方A氣田的砂體分布特點，對0氣組砂體及Ⅰ氣組a、b、c砂體計算單元儲量進行研究，進而計算和評估全氣田的儲量。圖1所示為概率法儲量計算的技術路線。

圖1 概率法儲量計算的技術路線

研究對象包括：4口鉆探井、評價井，即D-1井、D-2井、D-3井、D-4井；4套含氣砂體，即0氣組砂體，I氣組a、b、c砂體；4類儲量參數(shù)，即含氣面積(A)、有效厚度(h)、有效孔隙度(φ)、含水飽和度(Sw)；4種分布函數(shù)，即三角函數(shù)、正態(tài)函數(shù)、對數(shù)正態(tài)函數(shù)、貝塔分布函數(shù)。

確定樣本數(shù)據(jù)后，根據(jù)數(shù)據(jù)特點并結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計分析，最終確定各氣組儲量參數(shù)及其分布函數(shù)(見表1)。

表1 各氣組儲量參數(shù)及其分布函數(shù)

2 儲量參數(shù)概率分布函數(shù)的確定

2.1 含氣面積概率分布函數(shù)

依據(jù)流體界面、砂體分布范圍、屬性分布規(guī)律，確定含氣面積的大小。根據(jù)最小振幅屬性，以最好屬性為邊界圈定最小含氣面積，以鉆遇的流體界面圈定期望含氣面積，以巖性邊界圈定最大含氣面積，最后得到各砂體的含氣面積數(shù)據(jù)。含氣面積樣本數(shù)據(jù)為3個，采用三角概率分布函數(shù)進行計算，最后分別將每個砂體含氣面積的最小值、期望值、最大值輸入模型。

2.2 有效厚度概率分布函數(shù)

在厚度圖上設置虛擬井，分別計算每口虛擬井的有效厚度，將所有井的有效厚度作為樣本數(shù)據(jù)進行分析。根據(jù)有效厚度樣本數(shù)據(jù)的特點，采用三角函數(shù)和貝塔概率模擬其分布函數(shù)(見圖2)，并繪制有效厚度概率分布圖(見圖3)。

2.3 形狀因子分析

本次概率法儲量計算中，著重考慮了氣藏的形狀因子(見圖4)。對于形狀因子，一般按照氣藏模型的不同形狀來確定：角錐體氣藏模型，適用于底水氣藏或塊狀體儲層，如0氣組砂體；棱柱體/圓柱體氣藏模型，適用于邊水或?qū)訝畹刃w，如I氣組a、b、c砂體。

根據(jù)氣藏儲集層厚度與形狀因子關系圖版，得到4套砂體(0氣組砂體及I氣組a、b、c砂體)的形狀因子(見表2)。

圖2 砂體有效厚度貝塔概率分布函數(shù)模擬分析結(jié)果

圖3 砂體有效厚度貝塔概率分布

圖4 氣藏油層厚度與形狀因子關系圖版

應用不同的GRV(巖石毛體積)模型計算巖石總體積，各模型對儲量參數(shù)類型的輸入要求有一定區(qū)別。根據(jù)已確定的含氣面積、有效厚度和形狀因子等參數(shù)，建立本次GRV概率分布模型：面積+有效厚度+形狀因子。圖5所示為每套砂體的GRV概率分布模型。

表2 東方A氣田4套砂體形狀因子統(tǒng)計表

2.4 有效孔隙度及含水飽和度分布函數(shù)

有效孔隙度及含水飽和度樣本數(shù)據(jù)取自測井解釋結(jié)果中的逐點數(shù)據(jù)，根據(jù)氣層下限值將無效點剔除。根據(jù)樣本數(shù)據(jù)的特點，確定有效孔隙度的對數(shù)正態(tài)概率分布函數(shù)及含水飽和度的正態(tài)概率分布函數(shù)，從而得到有效孔隙度、含水飽和度概率分布圖(見圖6、圖7)。

3 概率法氣藏儲量計算應用分析

3.1 儲量計算

以I氣組a砂體為例計算地質(zhì)儲量，隨機模擬次數(shù)選擇500～30 000次。模擬次數(shù)基本上對儲量計算結(jié)果的影響不大，結(jié)果顯示4.47×108m3為最佳儲量值(見圖8)。

按照此方法計算其他3套砂體的地質(zhì)儲量，進而計算出全氣田的地質(zhì)儲量?？刹捎靡韵聝煞N方法計算全氣田的地質(zhì)儲量：(1) 對各計算單元的地質(zhì)儲量進行算術求和；(2) 對各計算單元的地質(zhì)儲量進行單元組合概率求和。

計算結(jié)果顯示，這兩種方法計算出的P50和Pmean儲量均相差不大。運用確定性容積法計算的探明地質(zhì)儲量為58.57×108m3，與運用概率法計算出的Pmean儲量結(jié)果相差不大。表3所示為全氣田地質(zhì)儲量對比情況。

圖5 各砂體GRV概率分布

圖6 有效孔隙度概率分布

圖7 含水飽和度概率分布

圖8 I氣組a砂體儲量概率評估曲線

3.2 儲量參數(shù)敏感性分析

對計算得到的各套砂體儲量計算結(jié)果進行儲量參數(shù)敏感性分析[16]。結(jié)果表明，儲量的不確定性受含氣面積、有效厚度、含氣飽和度的影響比較顯著(見圖9)。

4 結(jié) 語

當數(shù)據(jù)點較少時，儲量參數(shù)采用三角分布函數(shù)或其他最佳擬合分布函數(shù)這兩種輸入方式，對儲量評估結(jié)果的影響都不大。因此，可采用三角分布函數(shù)實現(xiàn)快速評估。

表3 全氣田地質(zhì)儲量對比情況 單位：108 m3

分別采用算術求和與組合概率求和的方法計算全氣田儲量，結(jié)果相差不大。相對而言，采用各計算單元算術求和的方法更加簡單，因此，可以在快速評估階段對各計算單元進行算術加和，進而預測整體儲量。