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

儲(chǔ)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(guó)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(rèn)識(shí)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系，分析了目前有關(guān)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)相關(guān)的認(rèn)識(shí)或觀點(diǎn)形成的背景及依據(jù)，通過對(duì)中石化200個(gè)已開發(fā)油田的分析，從中篩選了38個(gè)油田對(duì)其分油田類型進(jìn)行了儲(chǔ)采比統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)進(jìn)行了穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比的理論推導(dǎo)。研究表明，儲(chǔ)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(chǔ)采比的大小來判斷是否能夠穩(wěn)產(chǎn)。

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

儲(chǔ)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(xiàng)重要指標(biāo)，是石油工業(yè)內(nèi)部一個(gè)重要比例關(guān)系。在國(guó)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(shì)和合理開發(fā)方案；在我國(guó)，也有很多學(xué)者、專家對(duì)這一重要油氣田參數(shù)進(jìn)行過分析、研究。通過儲(chǔ)采比可以分析、判斷油田所處開發(fā)階段、生產(chǎn)形勢(shì)、穩(wěn)產(chǎn)狀況及其資源保證程度。

根據(jù)國(guó)際上通用的定義，儲(chǔ)采比是指一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)油氣田，在某年份剩余的可采儲(chǔ)量與當(dāng)年年產(chǎn)量的比值［1～4］。

式中：

ω——儲(chǔ)采比，a；

NRR——油田的剩余可采儲(chǔ)量，104t；

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a。

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

油田穩(wěn)產(chǎn)存在兩種概念：一種是絕對(duì)穩(wěn)產(chǎn)，即從油田整個(gè)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(duì)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?jī)?chǔ)采比與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系指的是絕對(duì)穩(wěn)產(chǎn)，而不是相對(duì)穩(wěn)產(chǎn)。

1　目前對(duì)儲(chǔ)采比的普遍認(rèn)識(shí)

儲(chǔ)采比概念由蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)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(chǔ)采比，如果低于這個(gè)儲(chǔ)采比，原油產(chǎn)量便不可能增加了。國(guó)內(nèi)對(duì)于儲(chǔ)采比的研究始于20世紀(jì)90年代，提出了保持穩(wěn)產(chǎn)的儲(chǔ)采比警戒值（臨界值）等認(rèn)識(shí)［1～5，10］。目前，對(duì)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系的認(rèn)識(shí)主要有以下兩點(diǎn)。

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(gè)比較容易理解，我們也往往以儲(chǔ)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?yàn)椋?）可采儲(chǔ)量是一個(gè)變量，不是常量，隨著勘探程度的提高、技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)不斷有新的發(fā)現(xiàn)、提高采收率來增加可采儲(chǔ)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(chǔ)量。2）某一年的產(chǎn)量是以某一剩余可采儲(chǔ)量的儲(chǔ)采比或采油速度為基礎(chǔ)的，隨著剩余可采儲(chǔ)量的下降，年產(chǎn)油量不會(huì)是一個(gè)常量，它也是要遞減的，是一個(gè)不斷遞減的變量。因此，儲(chǔ)采比僅僅是一個(gè)表示油田潛在能力大小的指標(biāo)，如果沒有新的可采儲(chǔ)量補(bǔ)充或通過提高采收率增加可采儲(chǔ)量，則油田的產(chǎn)量必然是要遞減的，從而也就說明了儲(chǔ)采比并不表示油田以當(dāng)年年產(chǎn)水平開采下去還能穩(wěn)產(chǎn)的年限。

1.2儲(chǔ)采比為12a左右時(shí)，油田將進(jìn)入遞減期

萬(wàn)吉業(yè)教授根據(jù)中國(guó)產(chǎn)量規(guī)律與儲(chǔ)采比建立了其對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)關(guān)系式，并提出了12a作為油田進(jìn)入遞減的警戒值［10］。

式中：

ω——儲(chǔ)采比，a；

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a；

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

2　儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系研究的新認(rèn)識(shí)

為了解決目前對(duì)儲(chǔ)采比的認(rèn)識(shí)往往不能解釋目前油田生產(chǎn)實(shí)際的問題，筆者對(duì)中國(guó)石化具有一定儲(chǔ)量規(guī)模并明顯進(jìn)入遞減期的油田進(jìn)行了油田分類、儲(chǔ)采比數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并從實(shí)質(zhì)上解釋了塔河等上產(chǎn)階段的油田與儲(chǔ)采比的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后，從理論上推導(dǎo)了儲(chǔ)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(chǔ)采比的值不同，差

別比較大

筆者對(duì)中石化200個(gè)已開發(fā)油田進(jìn)行了分析，并從中篩選部分油田進(jìn)行儲(chǔ)采比統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。篩選條件有兩個(gè)：

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

2）明顯進(jìn)入遞減階段的油田。

根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以明顯看出：

1）進(jìn)入遞減時(shí)油田的儲(chǔ)采比都小于20a，說明儲(chǔ)采比的大小會(huì)影響油田的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)；

2）進(jìn)入遞減時(shí)油田的儲(chǔ)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(jìn)入遞減時(shí)儲(chǔ)采比的具體大小，也沒有較好的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性；

3）不同類型油田進(jìn)入遞減時(shí)儲(chǔ)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(jìn)入遞減時(shí)的儲(chǔ)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(chǔ)采比統(tǒng)計(jì)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(chǔ)采比條件下可能保持產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)

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(chǔ)采比也從2003年的4.86a，到2008年增加至7.88a。不但實(shí)現(xiàn)了在較低儲(chǔ)采比條件下產(chǎn)量大幅度增加，儲(chǔ)采比也持續(xù)增加，其原因主要是年儲(chǔ)量替代率維持在200％以上，每年都有較大的儲(chǔ)量投入開發(fā)。新區(qū)產(chǎn)量不但彌補(bǔ)了老區(qū)遞減，而且能使油區(qū)產(chǎn)量大幅度提高。同時(shí)，剩余可采儲(chǔ)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(shí)埕島油田產(chǎn)量為10×104t，儲(chǔ)采比為1.74a。而到1999年時(shí)，其產(chǎn)量為201× 104t，儲(chǔ)采比為9.87a，其根本原因就是每年都有較大的儲(chǔ)量投入開發(fā)、儲(chǔ)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(chǔ)采比可以影響油田產(chǎn)量遞減率，

儲(chǔ)采比越大，遞減率越小；反之亦然

當(dāng)油田進(jìn)入開發(fā)中后期，產(chǎn)量將出現(xiàn)遞減，進(jìn)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)量替代率Fig.3　Reserve replacement ratio of Northwest oilfield during past eight years

圖4　埕島油田儲(chǔ)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(chǔ)量替代率Fig.5　Reserve replacement ratio of Chengdao oilfield during 1993-1999

王俊魁研究認(rèn)為在油田進(jìn)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(dāng)n=0.5時(shí)，則式（3）、式（4）可變形為：

由式（5）得

將式（7）代入式（6）得：

當(dāng)油田開發(fā)結(jié)束時(shí)，Q→Qe，Np→NR，代入式（8）得：

則穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比為：

式中：

Q——油田的年產(chǎn)量，104t/a；

Qi——遞減時(shí)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(chǔ)采比范圍對(duì)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(cè)起始點(diǎn)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(chǔ)量，104t；

ω——儲(chǔ)采比，a；

t——油田的開發(fā)時(shí)間，a。

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

同時(shí)，根據(jù)表1所篩選的38個(gè)油田，統(tǒng)計(jì)了這些油田在不同儲(chǔ)采比范圍時(shí)其對(duì)應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率（表2）。

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以明顯看出，儲(chǔ)采比越大，油田對(duì)應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率越小（表2；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(chǔ)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(chǔ)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(rèn)識(shí)

保持油田在合理儲(chǔ)采比條件下進(jìn)行開發(fā)，是油田開發(fā)必須遵循的客觀規(guī)律，通過對(duì)儲(chǔ)采比的理論及統(tǒng)計(jì)分析，澄清了目前對(duì)儲(chǔ)采比相對(duì)模糊的或不確切的認(rèn)識(shí)，并明確了以下幾點(diǎn)結(jié)論和認(rèn)識(shí)：

1）不能單純依靠?jī)?chǔ)采比的大小確定油田是否能夠穩(wěn)產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)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(chǔ)量、處于建產(chǎn)階段的油田在較低儲(chǔ)采比條件下也能保持產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)。

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

參 考 文 獻(xiàn)

1 陳元千，趙慶飛.油氣田儲(chǔ)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(chǔ)采比的分析方法［J］.斷塊油氣田，2000，7（1）：31～33

3 趙慶飛.儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)采比、儲(chǔ)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(chǔ)采比研究中的幾個(gè)問題［J］.中國(guó)海上油氣（地質(zhì)），2003，17（5）：350～354

8 王天智.不同遞減條件下儲(chǔ)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(guó)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(wàn)吉業(yè).石油天然氣“資源量-儲(chǔ)量-產(chǎn)量”的控制預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)［J］.石油學(xué)報(bào)，1994，15（3）：51～60

11 張抗.近20年中國(guó)石油儲(chǔ)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(chǔ)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(cè)［J］.石油勘探與開發(fā)，1983，10（6）：65～71

（編輯張亞雄）

中圖分類號(hào)：TE33

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0253-9985（2010）04-0511-07

收稿日期：2010-05。

第一作者簡(jiǎn)介：趙慶飛（1972—），男，高級(jí)工程師，油藏工程、儲(chǔ)量評(píng)價(jià)、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