儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系——以中石化探區(qū)為例

趙慶飛，凡哲元，魏海峰

（中國石油化工股份有限公司，石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系——以中石化探區(qū)為例

趙慶飛，凡哲元，魏海峰

（中國石油化工股份有限公司，石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

摘要：為了全面認識儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系，分析了目前有關(guān)儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)相關(guān)的認識或觀點形成的背景及依據(jù)，通過對中石化200個已開發(fā)油田的分析，從中篩選了38個油田對其分油田類型進行了儲采比統(tǒng)計分析，同時進行了穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比的理論推導(dǎo)。研究表明，儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系決定于油田的開發(fā)階段、油田類型、開發(fā)政策等，而不能單純由儲采比的大小來判斷是否能夠穩(wěn)產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：儲采比；遞減率；穩(wěn)產(chǎn)期末；穩(wěn)產(chǎn)；油田類型

儲采比（ω）是描述油氣田生產(chǎn)潛能和油氣田產(chǎn)量保證程度的一項重要指標，是石油工業(yè)內(nèi)部一個重要比例關(guān)系。在國外，它已被用于分析、判斷油氣田建設(shè)規(guī)模、生產(chǎn)形式、穩(wěn)產(chǎn)形勢和合理開發(fā)方案；在我國，也有很多學者、專家對這一重要油氣田參數(shù)進行過分析、研究。通過儲采比可以分析、判斷油田所處開發(fā)階段、生產(chǎn)形勢、穩(wěn)產(chǎn)狀況及其資源保證程度。

根據(jù)國際上通用的定義，儲采比是指一個國家、一個地區(qū)或一個油氣田，在某年份剩余的可采儲量與當年年產(chǎn)量的比值［1～4］。

式中：

ω——儲采比，a；

NRR——油田的剩余可采儲量，104t；

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a。

自20世紀80年代我國引入儲采比概念后，很多學者和研究機構(gòu)開展了儲采比的研究工作，取得了一些成果和認識［5～9］。但在目前油田實際生產(chǎn)中往往存在有悖于以往的認識或結(jié)論，如有的油田在較低儲采比條件下產(chǎn)量高速上產(chǎn)、低滲透油田在較高儲采比條件下進入遞減期等。因此，為了更好地利用好這個指標，有必要對儲采比與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系進行更深入的研究。

油田穩(wěn)產(chǎn)存在兩種概念：一種是絕對穩(wěn)產(chǎn)，即從油田整個生命周期上劃分，大體可分為產(chǎn)量上升期、穩(wěn)產(chǎn)期、遞減期（圖1）［1］；一種是相對穩(wěn)產(chǎn)，是與上一年度相比較是否能夠保持產(chǎn)量穩(wěn)定。研究儲采比與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系指的是絕對穩(wěn)產(chǎn)，而不是相對穩(wěn)產(chǎn)。

1　目前對儲采比的普遍認識

儲采比概念由蘇聯(lián)學者在20世紀80年代提出，主要用于確定石油工業(yè)各部門基本建設(shè)投資的比例。在蘇聯(lián)石油工業(yè)中規(guī)定有最低必要的儲采比，如果低于這個儲采比，原油產(chǎn)量便不可能增加了。國內(nèi)對于儲采比的研究始于20世紀90年代，提出了保持穩(wěn)產(chǎn)的儲采比警戒值（臨界值）等認識［1～5，10］。目前，對儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系的認識主要有以下兩點。

1.1油田在保持目前產(chǎn)量規(guī)模下能穩(wěn)產(chǎn)的年數(shù)

這個比較容易理解，我們也往往以儲采比的大小來衡量油田能穩(wěn)產(chǎn)的年數(shù)。但是這樣的理解并不全面，因為：1）可采儲量是一個變量，不是常量，隨著勘探程度的提高、技術(shù)的進步，會不斷有新的發(fā)現(xiàn)、提高采收率來增加可采儲量；也可能隨著勘探程度的提高，因油氣分布的非均質(zhì)性而減少可采儲量。2）某一年的產(chǎn)量是以某一剩余可采儲量的儲采比或采油速度為基礎(chǔ)的，隨著剩余可采儲量的下降，年產(chǎn)油量不會是一個常量，它也是要遞減的，是一個不斷遞減的變量。因此，儲采比僅僅是一個表示油田潛在能力大小的指標，如果沒有新的可采儲量補充或通過提高采收率增加可采儲量，則油田的產(chǎn)量必然是要遞減的，從而也就說明了儲采比并不表示油田以當年年產(chǎn)水平開采下去還能穩(wěn)產(chǎn)的年限。

1.2儲采比為12a左右時，油田將進入遞減期

萬吉業(yè)教授根據(jù)中國產(chǎn)量規(guī)律與儲采比建立了其對應(yīng)統(tǒng)計關(guān)系式，并提出了12a作為油田進入遞減的警戒值［10］。

式中：

ω——儲采比，a；

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a；

t——開發(fā)時間，a。

圖1　油田開發(fā)階段劃分示意圖Fig.1　Sketch maps showing the division of development phases of an oilfield

由此，在我國普遍應(yīng)用了12a作為油田、油區(qū)的警戒值，但是這個結(jié)論與目前很多油田的生產(chǎn)實際不相符合。同時，這個關(guān)系式是根據(jù)1977—1993年全國產(chǎn)量數(shù)據(jù)建立的，并發(fā)現(xiàn)在儲采比約為12a時，產(chǎn)量增長率為0，由此得出了以上結(jié)論的。這個結(jié)論的不充足性還表現(xiàn)在：1）只是用我國的一個樣本點，論據(jù)不足或樣本點不足；2）從我國產(chǎn)量發(fā)展趨勢來看，在1993年之后，雖然我國儲采比已低于12a，但是由于不斷有新油田發(fā)現(xiàn)以及科學技術(shù)進步，我國產(chǎn)量仍保持了增長態(tài)勢，從2000年到2008年一直保持增長，2008年產(chǎn)量已達到1.897×104t。

2　儲采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系研究的新認識

為了解決目前對儲采比的認識往往不能解釋目前油田生產(chǎn)實際的問題，筆者對中國石化具有一定儲量規(guī)模并明顯進入遞減期的油田進行了油田分類、儲采比數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，并從實質(zhì)上解釋了塔河等上產(chǎn)階段的油田與儲采比的對應(yīng)關(guān)系。最后，從理論上推導(dǎo)了儲采比與遞減率的關(guān)系，可為合理制定油田開發(fā)政策提供依據(jù)。

2.1不同類型油田穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比的值不同，差

別比較大

筆者對中石化200個已開發(fā)油田進行了分析，并從中篩選部分油田進行儲采比統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果見表1。篩選條件有兩個：

1）截至到2007年12月底動用地質(zhì)儲量大于500×104t的油田；

2）明顯進入遞減階段的油田。

根據(jù)表1的統(tǒng)計結(jié)果，可以明顯看出：

1）進入遞減時油田的儲采比都小于20a，說明儲采比的大小會影響油田的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)；

2）進入遞減時油田的儲采比分布范圍變化較大，從最小的1.3a到最大值19.2a，幾乎平均分布，因此，很難判斷進入遞減時儲采比的具體大小，也沒有較好的統(tǒng)計規(guī)律性；

3）不同類型油田進入遞減時儲采比的大小有差異：低滲透油田普遍比較高，平均為10.5a，整裝油田平均為6.4a，斷塊油田平均為7.7a，稠油油田平均為2.2a。由此表明了具體油田進入遞減時的儲采比受油田類型、開發(fā)方式及開發(fā)政策的影響。

表1　中石化部分油田穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比統(tǒng)計Table 1　Statistics of reserve-production ratios at the end of stable production for some of SINOPEC's oilfields

2.2逐步投入開發(fā)、處于建產(chǎn)階段的油田在較低儲采比條件下可能保持產(chǎn)量的高速增長

中石化西北油田分公司從2003年產(chǎn)量為301×104t迅速增加到2008年的600×104t，儲采比也從2003年的4.86a，到2008年增加至7.88a。不但實現(xiàn)了在較低儲采比條件下產(chǎn)量大幅度增加，儲采比也持續(xù)增加，其原因主要是年儲量替代率維持在200％以上，每年都有較大的儲量投入開發(fā)。新區(qū)產(chǎn)量不但彌補了老區(qū)遞減，而且能使油區(qū)產(chǎn)量大幅度提高。同時，剩余可采儲量也逐年增加［11～13］（圖2，圖3）。

埕島油田與西北油田分公司具有相類似的規(guī)律，在1993年時埕島油田產(chǎn)量為10×104t，儲采比為1.74a。而到1999年時，其產(chǎn)量為201× 104t，儲采比為9.87a，其根本原因就是每年都有較大的儲量投入開發(fā)、儲量替代率每年都維持在300％～400％（圖4，圖5）。

2.3穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比可以影響油田產(chǎn)量遞減率，

儲采比越大，遞減率越??；反之亦然

當油田進入開發(fā)中后期，產(chǎn)量將出現(xiàn)遞減，進入遞減期。在遞減階段，大多數(shù)油田都遵循雙曲線遞減規(guī)律，下面以雙曲遞減為例說明其儲采比與遞減率的關(guān)系。

雙曲遞減基本公式為：

圖2　西北油田儲采比變化規(guī)律Fig.2　Change patterns of reserve-production ratio of Northwest oilfield

圖3　西北油田歷年儲量替代率Fig.3　Reserve replacement ratio of Northwest oilfield during past eight years

圖4　埕島油田儲采比變化規(guī)律Fig.4　Change patterns of reserve-production ratio for Chengdao oilfield

圖5　埕島油田歷年儲量替代率Fig.5　Reserve replacement ratio of Chengdao oilfield during 1993-1999

王俊魁研究認為在油田進入產(chǎn)量遞減階段后，大多油田都遵循n=0.5的規(guī)律［14］，當n=0.5時，則式（3）、式（4）可變形為：

由式（5）得

將式（7）代入式（6）得：

當油田開發(fā)結(jié)束時，Q→Qe，Np→NR，代入式（8）得：

則穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比為：

式中：

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a；

Qi——遞減時的初始產(chǎn)量，104t/a；

n——遞減指數(shù)（0＜n＜1）；

表2　中石化部分油田不同儲采比范圍對應(yīng)遞減率Table 2　Decline rates corresponding to different reserve-production ratios for some of SINOPEC's oilfields

Di——遞減階段的初始遞減率，a-1；

Np——油田的累積產(chǎn)量或預(yù)測起始點之后的累積產(chǎn)量，104t；

Qe——油田的廢棄產(chǎn)量，104t/a；

NR——油田的可采儲量，104t；

ω——儲采比，a；

t——油田的開發(fā)時間，a。

由式（10）可以看出：穩(wěn)產(chǎn)期末的儲采比直接關(guān)系到油田進入遞減時的產(chǎn)量遞減率大小，進入遞減時的儲采比越大，則產(chǎn)量遞減率越?。环粗?，進入遞減時的儲采比越小，則產(chǎn)量遞減率越大。

同時，根據(jù)表1所篩選的38個油田，統(tǒng)計了這些油田在不同儲采比范圍時其對應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率（表2）。

從統(tǒng)計結(jié)果可以明顯看出，儲采比越大，油田對應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率越?。ū?；圖6，圖7），這與前面公式（10）的理論推導(dǎo)結(jié)果是相一致的。

圖6　中石化已開發(fā)油田穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比與綜合遞減率關(guān)系Fig.6　Interrelation between reserve-production ratio at the end of stable production and composite decline rate of SINOPEC's producing oilfields

圖7　中石化已開發(fā)油田穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比與自然遞減率關(guān)系Fig.7　Interrelation between reserve-production ratio at the end of stable production and natural decline rate of SINOPEC's producing oilfields

3　結(jié)論及認識

保持油田在合理儲采比條件下進行開發(fā)，是油田開發(fā)必須遵循的客觀規(guī)律，通過對儲采比的理論及統(tǒng)計分析，澄清了目前對儲采比相對模糊的或不確切的認識，并明確了以下幾點結(jié)論和認識：

1）不能單純依靠儲采比的大小確定油田是否能夠穩(wěn)產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比的大小決定于具體油田類型、開發(fā)方式和開發(fā)政策。

2）逐步投入開發(fā)儲量、處于建產(chǎn)階段的油田在較低儲采比條件下也能保持產(chǎn)量的高速增長。

3）穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比的大小影響遞減率的大小，穩(wěn)產(chǎn)期末儲采比越大，初始遞減率越小；反之，初始遞減率越大。

參 考 文 獻

1 陳元千，趙慶飛.油氣田儲采比變化關(guān)系的研究［J］.斷塊油氣田，1999，6（6）：23～26

2 陳元千，趙慶飛.注水開發(fā)油田儲采比的分析方法［J］.斷塊油氣田，2000，7（1）：31～33

3 趙慶飛.儲采比在勘探開發(fā)中的應(yīng)用［J］.新疆石油地質(zhì)，2001，24（6）：569～571

4 趙慶飛.世界儲采比的分析與研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2001，28（6）：60～63

5 高文君.油氣田合理儲采比的確定與應(yīng)用［J］.新疆石油地質(zhì)，2003，24（1）：65～67

6 張正卿.關(guān)于石油儲采比、儲采平衡率的研究［J］.石油勘探與開發(fā)，2000，27（3）：53～54

7 陳淦，楊新玲.關(guān)于儲采比研究中的幾個問題［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），2003，17（5）：350～354

8 王天智.不同遞減條件下儲采比變化分析［J］.大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2004，23（1）：31～32

9 張抗.中國大油田的構(gòu)成及20年變化分析［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2006，27（4）：542～548

10 萬吉業(yè).石油天然氣“資源量-儲量-產(chǎn)量”的控制預(yù)測與評價系統(tǒng)［J］.石油學報，1994，15（3）：51～60

11 張抗.近20年中國石油儲量變化分析［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2005，26（5）：584～588

12 徐向華，周慶凡，張玲.塔里木盆地油氣儲量及其分布特征［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2004，25（3）：300～303

13 翟曉先，云露.塔里木盆地塔河大型油田地質(zhì)特征及勘探思路回顧［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2008，29（5）：565～573

14 王俊魁.油田產(chǎn)量遞減類型的差別與觀測［J］.石油勘探與開發(fā)，1983，10（6）：65～71

（編輯張亞雄）

中圖分類號：TE33

文獻標識碼：A

文章編號：0253-9985（2010）04-0511-07

收稿日期：2010-05。

第一作者簡介：趙慶飛（1972—），男，高級工程師，油藏工程、儲量評價、開發(fā)規(guī)劃。

Relationship between reserve-production ratio and stable production：an exam ple from SINOPEC's producing oilfields

Zhao Qingfei，F(xiàn)an Zheyuan and Wei Haifeng
（SINOPEC Exploration＆amp；Production Research Institute，Beijing 100083，China）

Abstract：Currently，the common understanding of reserve-production ratio is contrary to the actual production in oilfields.To understand the relationship between reserve-production ratio and stable production，we analyze the existing views and their background and basis.We select 38 out of SINOPEC's 200 producing oilfields and make a statistics on reserve-production ratio according to the type of oilfields.Their hypothetical reserve-production ratio at the end of stable production is also deduced.The results show that the relationship between reserveproduction ratio and stable production depends on the development phase of an oilfield，oilfield type and the development policy.Whether an oilfield can keep stable production cannot be judged only from reserve-production ratio.

Keywords：reserve-production ratio，decline rate，end of stable production，stable production，oilfield type