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，由于儲層非均質性特點，地質參數(shù)不是唯一確定值[7-8]，存在局部非均質“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 評價技術思路與技術流程

1.1 技術思路

油藏非均質性局部“甜點”必須滿足目前開發(fā)技術適應性，同時滿足經濟性，才能有效動用[10-11]。單井控制經濟可采儲量是評價油藏能否經濟有效開發(fā)的重要指標，因此圍繞這個指標，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地質參數(shù)的非均質性，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，并結合應用經濟界限法計算可采儲量的“甜點”值；三是應用可動用概率反映儲量動用的難易程度和規(guī)模大小，定量化描述風險和動用規(guī)模。

1.2 技術流程

根據(jù)不確定性評價方法技術思路，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流程

(1)構建目標區(qū)油藏參數(shù)合理的概率分布模型：應用統(tǒng)計法、類比法等，構建目標油藏參數(shù)概率分布，根據(jù)其在空間分布的非均質性，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)建立不同技術條件下目標油藏單控可采與油藏參數(shù)的表征模型：應用油藏數(shù)值模擬方法，建立與目標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油量下的累積產油量，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，得到不同開發(fā)方式、技術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)建立目標油藏有效動用判別指標的概率分布模型：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油藏單井控制可采儲量的累積概率分布模型。

(4)計算目標油藏不同技術條件、經濟可行的 “甜點”界限：根據(jù)目標油藏對應的投資、成本等經濟數(shù)據(jù)，應用盈虧平衡方法，計算單井控制可采儲量的經濟界限。

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

(6)計算目標油藏可動用潛力規(guī)模：地質儲量乘以可動用比例，得到目標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，風險越高。

2 評價方法應用實例

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，平均單井產能只有2.8 t/d。由于物性差、產能低，整體動用沒有經濟效益。但該區(qū)塊儲層非均質性嚴重，變異系數(shù)達到0.75，局部仍然存在可動用“甜點”儲量。

2.2 模型建立和關鍵參數(shù)確定

區(qū)塊Y現(xiàn)有9口鉆井數(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)；應用數(shù)值模擬技術構建Y區(qū)塊油藏模型，根據(jù)區(qū)塊地質參數(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個關鍵參數(shù)，并確定了參數(shù)對儲量的影響程度；應用正交試驗設計[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)]，并應用實際資料進行合理化驗證。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 建立關鍵指標累積概率分布模型

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

應用盈虧平衡原理計算單井經濟可采儲量的“甜點”界限值[18]，在油價50$/bbl條件下，單井投資人民幣1 154×104元，折現(xiàn)率8%，操作成本人民幣875元/t，采用水平井體積壓裂，計算單井控制經濟可采儲量的界限值為1.71×104t(圖4a)。讀取50$/bbl單井控制經濟可采儲量界限值對應的累積概率值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 認識與結論

(1)針對油藏非均質“甜點”潛力，以單井控制經濟可采儲量為重要衡量指標，構建了未開發(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險和規(guī)模。

(2)經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識到不同條件下的局部潛力，包括地質非均質性潛力、不同技術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，對于推動油公司難動用儲量高質量發(fā)展具有重要意義。

致謝：中國石化集團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，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！