美國(guó)SEC新準(zhǔn)則下油氣藏類比方法研究

李忠春，楊兆平，王天奇，劉雄志，原瑞娥

(1.中油勘探開發(fā)研究院西北分院，甘肅 蘭州 730020;2.中油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

引 言

SEC(Securities and Exchange Commission美國(guó)證券交易委員會(huì))發(fā)布的油氣儲(chǔ)量評(píng)估新準(zhǔn)則，首次就類比油氣藏給出明確定義，并認(rèn)可了其在未開發(fā)儲(chǔ)量(PUD)評(píng)估中的作用，特別是PUD采收率的標(biāo)定。它可以為有限數(shù)據(jù)下目標(biāo)油藏的采收率評(píng)估提供指導(dǎo)，但要求類比油藏與目標(biāo)油藏必須共同具有幾個(gè)特征，即具有相同的地層、相同的沉積環(huán)境、相似的地質(zhì)構(gòu)造、相同的驅(qū)動(dòng)機(jī)理[1-3]。雖然SEC公布了油氣藏類比準(zhǔn)則，但國(guó)內(nèi)尚沒有公開發(fā)表的適合中國(guó)石油海外油藏類比的有效方法。因此，SEC新準(zhǔn)則下油氣藏類比方法研究對(duì)目標(biāo)油藏采收率的標(biāo)定具有重要意義。本文嚴(yán)格按照SEC準(zhǔn)則，從油氣藏類比指標(biāo)選取著手，在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)地建立了一套符合SEC準(zhǔn)則的油氣藏類比方法、技術(shù)路線及相似性計(jì)算數(shù)學(xué)模型，旨在為油氣藏原油采收率的標(biāo)定和中國(guó)石油在海外證券市場(chǎng)進(jìn)行儲(chǔ)量申報(bào)提供強(qiáng)有力的證據(jù)。

1 類比油氣藏類比參數(shù)的確定

1.1 類比油氣藏選擇原則

應(yīng)選擇地質(zhì)和開發(fā)資料基本可靠，開發(fā)單元有一定規(guī)模，井網(wǎng)基本完善，注水方式合理，開發(fā)時(shí)間較長(zhǎng)，規(guī)律性較好及采收率評(píng)估合理的油氣藏，其大小可以是一個(gè)油氣田、一個(gè)油氣藏、一個(gè)開發(fā)試驗(yàn)區(qū)，甚至可以是一個(gè)井組。同時(shí)，一個(gè)油氣藏可按不同開發(fā)階段建成多個(gè)類比油氣藏[2]。

1.2 類比油氣藏參數(shù)的確定

類比法主要用于油田開發(fā)前期或初期，一般是通過與已進(jìn)入開發(fā)中后期的油田進(jìn)行類比獲得采收率。通過對(duì)大量油氣藏?cái)?shù)據(jù)的系統(tǒng)整理分析，重點(diǎn)考慮表征油氣藏特征并影響采收率的相關(guān)參數(shù)[4-10]，最終確定了油氣藏類比的6類73個(gè)參數(shù)(表1)，并完成相應(yīng)的類比油氣藏庫(kù)的建設(shè)。

2 類比思路與流程

在完成類比油氣藏庫(kù)建設(shè)基礎(chǔ)之上，對(duì)類比方法展開研究。根據(jù)可拓相似性理論，油藏可以看作是一個(gè)系統(tǒng)，表征該系統(tǒng)特征的要素有很多，比如孔隙度、滲透率、原油黏度等。因此，計(jì)算2個(gè)油藏之間的相似性(可拓性相似元數(shù)值)，首先應(yīng)確定表征油藏特征的要素，稱為類比參數(shù)，然后在滿足SEC準(zhǔn)則條件下，建立合適的類比方法。

2.1 確定目標(biāo)油氣藏類比參數(shù)

油氣藏的地質(zhì)、儲(chǔ)層、流體、溫度壓力系統(tǒng)、儲(chǔ)量特征、開發(fā)參數(shù)等特征參數(shù)反映了油氣藏的總體特征。不同類型油氣藏，反映其總體特征或主要特征的參數(shù)不一樣，因此對(duì)于不同類型的目標(biāo)油氣藏，應(yīng)從表1的73個(gè)參數(shù)中優(yōu)選確定出能夠反映其主要特征的參數(shù)，這些參數(shù)稱為類比參數(shù)。

2.2 確定類比方法

通過大量的文獻(xiàn)調(diào)研及油田實(shí)例預(yù)測(cè)試，創(chuàng)造性地提出了定性類比與定量類比相結(jié)合的類比方法。

定性類比是將類比油氣藏庫(kù)中的類比油氣藏與目標(biāo)油氣藏的地質(zhì)層位、沉積環(huán)境、構(gòu)造類型、驅(qū)動(dòng)機(jī)理和巖石性質(zhì)一一比較，保留符合上述SEC準(zhǔn)則要求的油氣藏(也叫做初選)。

定量類比包括終選和相似性計(jì)算。終選是指在初選的基礎(chǔ)上，根據(jù)目標(biāo)油氣藏儲(chǔ)層、流體、溫度壓力等類比參數(shù)的取值，限定類比油氣藏特征參數(shù)取值范圍，保留符合取值范圍的油氣藏;相似性計(jì)算是指利用相似性數(shù)學(xué)模型計(jì)算終選保留下來的類比油氣藏與目標(biāo)油氣藏之間的相似程度，并對(duì)相似性進(jìn)行排隊(duì)。

相似性數(shù)學(xué)模型的確定:判斷任何2個(gè)樣本之間的相似程度或差異程度，可以采用距離法。首先，任何2個(gè)樣本單元Xi和Xj之間的距離應(yīng)該是與Xi和Xj有關(guān)的數(shù)字，即是Xi和Xj的函數(shù)。其次，任何2個(gè)樣本之間的距離應(yīng)該不小于0，并且當(dāng)Xi和Xj相同時(shí)，樣本之間無差異，距離應(yīng)該等于0。

油氣藏的地質(zhì)參數(shù)、儲(chǔ)層物性參數(shù)、流體物性參數(shù)及溫度壓力參數(shù)等表征了油氣藏的整體特征。如果2個(gè)油氣藏的各項(xiàng)特征參數(shù)基本接近，則這2個(gè)油氣藏很相似或相似度很高;反之，則相異性很高[11-12]。關(guān)于相異性或“距離”的常用度量有歐式距離、閔可夫斯基度量(Minkowski)、坎貝拉度量(Canberra)、捷卡諾夫斯基系數(shù)(Czekanowski)，其中歐式距離和閔可夫斯基度量不能消除量綱的影響，坎貝拉度量和捷卡諾夫斯基系數(shù)可以消除量綱的影響，但坎貝拉度量更加直觀。因此，參考坎貝拉度量，并考慮要素的權(quán)重系數(shù)，設(shè)計(jì)了計(jì)算類比油氣藏與目標(biāo)油氣藏之間距離(相異性)的數(shù)學(xué)模型[13-14]:

式中:a為目標(biāo)油氣藏;b為類比油氣藏;i為油氣藏的第i個(gè)類比參數(shù);φ為油氣藏孔隙度，%;K為油氣藏滲透率，10-3μm2;μ為原油黏度，mPa·s;Swi為原始含水飽和度，%;NTG為凈毛比;ρo為原油密度，g/cm3;Boi為原油體積系數(shù)，m3/m3;GOR為原始溶解氣油比，m3/t;λ為權(quán)重系數(shù)。

將類比油氣藏和目標(biāo)油氣藏的特征參數(shù)值代入上述模型，計(jì)算Similarity(a，b)，數(shù)值越小，表明類比油氣藏與目標(biāo)油氣藏的相似程度越高。

3 應(yīng)用實(shí)例

為了快速進(jìn)行油氣藏類比，創(chuàng)新地編制了“油氣藏類比與管理智能系統(tǒng)(軟件)”，可以高效快捷地實(shí)現(xiàn)上述類比過程，該軟件已于2013年6月獲得著作權(quán)。經(jīng)過對(duì)不同地區(qū)、不同類型及不同開發(fā)階段油藏的實(shí)例測(cè)試，證實(shí)該系統(tǒng)準(zhǔn)確度高、實(shí)用性及可擴(kuò)展能力強(qiáng)，取得了較好的應(yīng)用效果。

Minagish油田位于Arab盆地的科威特境內(nèi)，為一灰?guī)r背斜油藏，處于開發(fā)后期，采出程度達(dá)35%，標(biāo)定的最終原油采收率為44%。將Minagish油田作為目標(biāo)油藏，輸入其類比油藏參數(shù)，利用上述軟件分別進(jìn)行定性類比與定量類比運(yùn)算，得到相似程度較高的3個(gè)類比油氣藏，并對(duì)相似性進(jìn)行排隊(duì)(表2)。

表2 油藏特征參數(shù)

與Minagish油田Minagish油藏相似程度最高的油藏依次為Wafra油田Minagish油藏、Umm Gudair油田Minagish油藏、Asab油田Thamama油藏。根據(jù)這3個(gè)類比油氣藏的采收率大小，可推測(cè)出Minaghish油田Minaghish單元最終原油采收率約為40% ～45%，與實(shí)際標(biāo)定的最終原油采收率44%相差較小，說明利用定性與定量相結(jié)合的類比方法，可以用來對(duì)目標(biāo)油藏采收率進(jìn)行評(píng)估。

4 結(jié)論

(1)在國(guó)內(nèi)首次系統(tǒng)地建立了一套符合SEC準(zhǔn)則的油氣藏類比方法、技術(shù)路線及相似性計(jì)算數(shù)學(xué)模型。

(2)相似性數(shù)學(xué)模型的理論基礎(chǔ)是相似性科學(xué)及多元統(tǒng)計(jì)分析，具有科學(xué)性，通過實(shí)例可以說明該模型的實(shí)用性。

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