中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田儲量增長特征及潛力

邊海光，田作基，吳義平，潘校華，童曉光，張曉蘇

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院；2.中國石油海外勘探開發(fā)公司）

0 引言

已發(fā)現(xiàn)油氣田儲量增長是指在評價和生產(chǎn)過程中可采儲量的增加量，其在制定油田開發(fā)計劃和國家能源政策方面具有重要作用。美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）已建立了幾個數(shù)學模型來預(yù)測美國和世界的油田儲量增長[1-5]。這些模型以美國油田歷史儲量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立儲量增長函數(shù)，通過外推來預(yù)測未來的儲量增長。國內(nèi)學者采用翁旋回模型、高斯模型和龔帕茲模型建立了成熟油氣區(qū)的儲量增長模型[6-12]，然而，其是以地質(zhì)儲量為基礎(chǔ)的，與已發(fā)現(xiàn)油氣田可采儲量的增長趨勢不同。美國油田、俄羅斯伏爾加—烏拉爾油田和西西伯利亞油田儲量增長的研究表明，由于地質(zhì)特征、影響運營成本的環(huán)境、國家能源政策以及生產(chǎn)目標的不同，每個地區(qū)具有獨特的儲量增長趨勢[13]。為了更好地評估儲量增長，每個含油氣區(qū)應(yīng)當分別建立其儲量增長函數(shù)。

1 儲量增長定義

儲量增長最早由美國學者阿靈頓（Arrington）研究美國油田儲量歷史記錄后提出，其發(fā)現(xiàn)美國油田最初的儲量評估通常較保守，盡管后期評估的油田規(guī)模（累計產(chǎn)量加上儲量）有增有減，但總的趨勢是隨著油田的開發(fā)生產(chǎn)，油田規(guī)模增大[14]。這里的儲量是指，在規(guī)定條件下，從一個給定日期開始，通過對已知油氣田實施開發(fā)而預(yù)期可商業(yè)采出的油氣量[15]。Klett指出，儲量增長是一般觀察到的由于儲量增加而引起的儲量評估值的調(diào)整，與“油田增長”、“儲量增值”、“已知增長”和“最終開采增值”同義[2]。USGS將儲量增長定義為相繼估算的已發(fā)現(xiàn)油氣田原油、天然氣和凝析油的增加量，通過擴邊、發(fā)現(xiàn)新油藏、提高采收率以及儲量復(fù)核，具有轉(zhuǎn)變?yōu)閮α康臐摿16-19]。

一般對于含油氣盆地或含油氣區(qū)而言，在間隔一段時間進行的兩次油氣可采儲量的評估結(jié)果是有差異的，其主要表現(xiàn)為：在間隔時間內(nèi)新發(fā)現(xiàn)了油氣田使得可采儲量增加，以及已發(fā)現(xiàn)的油氣田由于獲得新資料造成了油氣田規(guī)模調(diào)整。假定某一含油氣區(qū)在2000年評估時已發(fā)現(xiàn) 4個油氣田，其評估的油氣田規(guī)模分別記為RA1，RA2，RA3，RA4，那么，2000年估算的該含油氣區(qū)的可采儲量就是這 4個油氣田規(guī)模之和，即（RA1+RA2+RA3+RA4）。在2010年的評估中，該含油氣區(qū)新發(fā)現(xiàn)了兩個油氣田，其評估的油氣田規(guī)模分別為RB1，RB2。同時，由于已發(fā)現(xiàn)油氣田儲量的增長，4個已發(fā)現(xiàn)油氣田規(guī)模分別記為RA1′，RA2′，RA3′，RA4′，故2010年估算的該含油氣區(qū)的可采儲量為（RA1′+RA2′+RA3′+RA4′+RB1+RB2）。

將這兩次評估結(jié)果進行比較，該含油氣區(qū)可采儲量的增量稱為新增可采儲量ΔR，把新發(fā)現(xiàn)油氣田的儲量稱為新發(fā)現(xiàn)儲量RB，而已發(fā)現(xiàn)油氣田規(guī)模的調(diào)整則稱為已發(fā)現(xiàn)油氣田儲量增長（或儲量增長）ΔRA，用公式表達為：ΔR=（RA1′+RA2′+RA3′+RA4′+RB1+RB2）?（RA1+RA2+RA3+RA4）；RB=RB1+RB2；ΔRA=（RA1′+RA2′+RA3′+RA4′）?（RA1+RA2+RA3+RA4）。

本文以中東地區(qū)大油田為研究對象，通過對不同時期估算的新增可采儲量進行對比，分析其儲量增長特征。通過統(tǒng)計油田的年儲量增長系數(shù)，采用最小二乘法建立年儲量增長函數(shù)，對中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田的儲量增長潛力進行了預(yù)測。

2 中東地區(qū)大油田儲量增長分析

一般認為中東地區(qū)包括 16個國家和地區(qū)，面積740多萬平方千米，這些國家和地區(qū)包括沙特阿拉伯、伊朗、伊拉克、科威特、阿聯(lián)酋、阿曼、卡塔爾、敘利亞、也門、巴林、約旦、黎巴嫩、土耳其、以色列/巴勒斯坦和塞浦路斯（見圖1）。

截至 2010年，中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)可采儲量超過6 821×104t（5×108bbl）油當量的大油田達 167個，其中，沙特阿拉伯43個，伊朗41個，伊拉克36個，科威特12個，阿聯(lián)酋15個，阿曼9個，卡塔爾5個，中立區(qū)4個，敘利亞1個，也門1個。將這些大油田按照發(fā)現(xiàn)時間排序，并統(tǒng)計了IHS數(shù)據(jù)庫在1980年、1990年、2000年和2010年對這些大油田油田規(guī)模的評估數(shù)據(jù)，對中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田儲量增長進行了研究，具體分析如下。

圖1 中東地區(qū)大油田分布

2.1 新增可采儲量

中東地區(qū) 1980年的大油田石油可采儲量為 1980年以前發(fā)現(xiàn)的油田在1980年或1980年以前最后一次評估的油田規(guī)模之和。同理可以得到中東地區(qū)大油田在1990年、2000年和2010年的石油可采儲量（見圖2）。

圖2 中東地區(qū)大油田不同時期評估的新增可采儲量

通過以上計算，得到了中東地區(qū)大油田在 1981—1990年、1991—2000年和 2001—2010年的石油新增可采儲量分別為 34.4×108t、120.7×108t和 268.6×108t（見圖2）。可以看出，中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田新增可采儲量具有隨時間延續(xù)大幅度增加的趨勢，表現(xiàn)出較大的儲量增長潛力。

2.2 新發(fā)現(xiàn)儲量

中東地區(qū)在2010年評估中的167個大油田中，發(fā)現(xiàn)于1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年的油田個數(shù)分別為13個、3個和7個。相對于1980年的儲量評估，發(fā)現(xiàn)于1981—1990年的13個油田就應(yīng)屬于新發(fā)現(xiàn)油田，這些油田 1981—1990年的新發(fā)現(xiàn)儲量為10.02×108t。同理可以得到 1991—2000 年和 2001—2010年的新發(fā)現(xiàn)儲量，分別為9.89×108t和9.83×108t。

從分析結(jié)果可以看出，在上述 3個階段中東地區(qū)都有大油田發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)油田數(shù)量最多的是在 1981—1990年，并且在該階段的新發(fā)現(xiàn)儲量也最大。雖然2001—2010年新發(fā)現(xiàn)油田數(shù)量相對1991—2000年有所增加，但是新發(fā)現(xiàn)儲量有所減少。總之，新發(fā)現(xiàn)儲量隨時間增長呈遞減趨勢。

2.3 儲量增長

在1981—1990年儲量增長評估中，1980年以前（包括1980年）發(fā)現(xiàn)的大油田數(shù)量為 144個，其中僅有 5個發(fā)生了儲量正增長。1991—2000年，已發(fā)現(xiàn)大油田數(shù)量為157個，儲量發(fā)生變化的有20個，其中有2個油田發(fā)生儲量負增長，18個油田發(fā)生儲量正增長。2001—2010年，已發(fā)現(xiàn)的160個大油田中，發(fā)生儲量正增長的油田個數(shù)達到91個，19個油田發(fā)生儲量負增長（見圖3）。

圖3 中東地區(qū)大油田不同階段儲量變化情況

通過對同一油田不同評估期的石油可采儲量進行比較，用后一評估期的評估值減去前一評估期的評估值，即可得到該油田的儲量增長。中東地區(qū)1981—1990年、1991—2000年和2001—2010年的大油田儲量增長分別為 24.4×108t、110.77×108t和 258.77×108t，在新增可采儲量中所占比例分別為71%，92%和96%（見圖4）。

圖4 中東地區(qū)大油田不同階段儲量增長和新發(fā)現(xiàn)儲量增長

對上述結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，對于單個油田而言，其儲量增長并不總是正值，有時會發(fā)生負調(diào)整造成儲量增長為負值；另外，并不是每個已發(fā)現(xiàn)油田都發(fā)生了儲量增長。從儲量增長的變化特征來看，中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田的儲量增長呈逐漸增加的趨勢，且其對中東地區(qū)大油田新增可采儲量的貢獻越來越大。

3 儲量增長潛力預(yù)測

儲量增長預(yù)測基于油田儲量評估歷史記錄進行外推，需要連續(xù)的油田石油儲量年度評估數(shù)據(jù)。連續(xù)兩年評估的油田可采儲量之比即為年儲量增長系數(shù)。設(shè)R（d，e）為d年發(fā)現(xiàn)的油田的可采儲量，其中e為儲量評估年份，則油田發(fā)現(xiàn)年齡為n=e?d+1，年儲量增長系數(shù)可由下式得出：

中東地區(qū)大油田儲量數(shù)據(jù)并不連續(xù)，而是間隔幾年，間隔期儲量增長由期間各年累計增長形成，間隔期儲量總增長系數(shù)等于間隔期間各年年增長系數(shù)乘積。因此，平均年儲量增長系數(shù)可由下式得出：

根據(jù)統(tǒng)計學特征以及經(jīng)驗判斷，該平均年儲量增長系數(shù)記為間隔期中間年的年儲量增長系數(shù)較為合理。通過對數(shù)據(jù)進行處理，可以得出中東地區(qū)大油田年儲量增長系數(shù)與油田發(fā)現(xiàn)年齡的統(tǒng)計關(guān)系，并通過最小二乘法對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行擬合，從而建立年儲量增長系數(shù)與油田發(fā)現(xiàn)年齡的函數(shù)關(guān)系（見圖5），其表達式如下：

圖5 中東地區(qū)大油田年儲量增長趨勢擬合

根據(jù)（3）式可計算已發(fā)現(xiàn)大油田未來某年的累計儲量增長系數(shù)。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，油田發(fā)現(xiàn)100 a后儲量基本不再增長，因此（3）式的適用條件為n＜100。

假設(shè)油田發(fā)現(xiàn)年齡為n年，最近儲量評估年份為e年，則油田最大可采儲量可由下式得出：

統(tǒng)計中東地區(qū)所有大油田的累計增長系數(shù)，得到所有油田最大的累計增長系數(shù)，用以調(diào)節(jié)已發(fā)現(xiàn)大油田的儲量增長潛力評估結(jié)果。根據(jù)以上所得的年儲量增長函數(shù)與最大累計增長系數(shù)綜合估算，得出中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田石油最終可采儲量，然后減去目前的可采儲量，得出中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田石油儲量增長潛力約為 4 366×108t。

4 結(jié)論

在含油氣盆地或含油氣區(qū)內(nèi)，相繼兩次評估的可采儲量的差值為新增可采儲量。新增可采儲量由兩部分組成：新發(fā)現(xiàn)儲量和已發(fā)現(xiàn)油氣田的儲量增長。

根據(jù)中東地區(qū)1980年、1990年、2000年和2010年大油田儲量評估結(jié)果，隨著時間延續(xù)，新增可采儲量大幅增加，新發(fā)現(xiàn)儲量有所減少，已發(fā)現(xiàn)油田儲量增長大幅度增加。已發(fā)現(xiàn)油田儲量增長對新增可采儲量的貢獻越來越大，比例從 71%增加到 96%，為新增可采儲量的主要貢獻者。

中東地區(qū)發(fā)生儲量增長的大油田數(shù)量大幅度增加，不僅發(fā)生正增長的大油田數(shù)量增加，發(fā)生負增長的大油田數(shù)量也在增加，但是發(fā)生正增長的大油田占大多數(shù)。因此，中東地區(qū)有必要加強對已發(fā)現(xiàn)油氣田的儲量增長研究。

根據(jù)年儲量增長函數(shù)與統(tǒng)計的最大累計增長系數(shù)綜合預(yù)測中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田石油儲量增長潛力約為4 366×108t，因此，中東地區(qū)已發(fā)現(xiàn)大油田的儲量增長潛力還很巨大。

符號注釋：

RA1，RA2，RA3，RA4——2000年時各油氣田儲量，108t；RA1′，RA2′，RA3′，RA4′——2010 年時各油氣田儲量，108t；RB1，RB2——2000—2010年新發(fā)現(xiàn)儲量，108t；R——可采儲量，108t；d，e——油田發(fā)現(xiàn)年份及可采儲量評估年份；k（n）——第n年儲量增長系數(shù)，無量綱；k——平均年儲量增長系數(shù)，無量綱；n——油田發(fā)現(xiàn)年齡，a；R(d,d+100)——油田最大可采儲量，108t。

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