跟蹤分析方法及其在圈閉評價過程中的作用

劉志強，陳繼華，張文彪

(中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

隨著風(fēng)險分析方法被引入到石油工業(yè)中[1－2］，地質(zhì)風(fēng)險分析和不確定性資源量估算得到了廣泛的應(yīng)用。特別是從20世紀(jì)70年代開始，國際油公司如 Chevron、BP、Shell、ELF 以及一些政府機構(gòu)開始大規(guī)模使用風(fēng)險分析方法幫助決策。現(xiàn)今，集合風(fēng)險分析、不確定性資源評價及技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價的一體化圈閉評價方法，已被大多數(shù)大型油公司和許多國家石油機構(gòu)所接受并采納[3－4］。

國內(nèi)風(fēng)險分析研究開展較晚，油氣勘探工作中也未廣泛應(yīng)用，但目前已有許多工程技術(shù)人員和學(xué)者發(fā)表了大量文章介紹風(fēng)險分析方法和相關(guān)軟件，并強調(diào)了利用各種方法進(jìn)行風(fēng)險分析的重要性[5－11］。盡管對各種風(fēng)險分析和圈閉評價的討論越來越多，但如何正確地使用具體評價方法，以及如何優(yōu)化方法和過程、矯正評價中的各種傾向，卻鮮有文章介紹。鉆前鉆后對比和跟蹤分析對圈閉的評價和認(rèn)識有著不可替代的作用。系統(tǒng)地開展跟蹤分析，對識別和調(diào)整評價方法中的不合理之處、降低人為因素的各種傾向性具有重要意義。

1 跟蹤分析方法

地質(zhì)風(fēng)險分析是技術(shù)人員基于掌握的信息、對信息的理解和判斷、工作經(jīng)驗和感性認(rèn)識等基礎(chǔ)之上對未知結(jié)果的定量分析。當(dāng)不同的技術(shù)人員對同一勘探目標(biāo)進(jìn)行分析，尤其是當(dāng)不同技術(shù)人員對不同地區(qū)的油氣資產(chǎn)進(jìn)行評價時，如何保持評價方法的一致性和結(jié)果的可對比性，是一個油公司在現(xiàn)代圈閉評價過程中必須面對的問題，這要求公司內(nèi)部適應(yīng)并形成一致的風(fēng)險評價方法[12］。跟蹤分析方法就是為滿足這種需求而形成的。

圖1 下剛果盆地某深水區(qū)塊鉆前、鉆后累積最終可采儲量對比Fig.1 Pre-and post-drill accumulative reserves of a deepwater block in Lower Congo Basin

跟蹤評價方法即系統(tǒng)的鉆后評估，英文中稱為PerformanceTracking，Post－ drillReview或Post－drill Feedback[13－14］，其核心內(nèi)容是通過分析已詳細(xì)記錄的歷史數(shù)據(jù)，識別風(fēng)險分析方法在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的誤差甚至錯誤，進(jìn)而總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，修正并完善分析方法的技術(shù)。通過跟蹤分析，即便在勘探新區(qū)開展工作，也可以在相對較短的時間內(nèi)建立起高水平的風(fēng)險分析團(tuán)隊，從而得到準(zhǔn)確的評價結(jié)果。

在中國石化對西非下剛果盆地某深水區(qū)塊濁積水道砂體的勘探過程中(圖1)，第1和第2個發(fā)現(xiàn)的鉆后結(jié)果和鉆前預(yù)測差別不大，但第3和第4個發(fā)現(xiàn)的實鉆效果明顯差于預(yù)期;而第7個發(fā)現(xiàn)的結(jié)果則相反，預(yù)期增加43 MMbbl儲量(1MMbbl=13.64 ×104t)，但實際鉆探增加了 200 MMbbl儲量，結(jié)果大大好于預(yù)期。通過對資源量計算時選取的各參數(shù)開展跟蹤分析，認(rèn)為振幅屬性對儲層厚度預(yù)測存在較大不確定性，有效儲層厚度的變化是造成鉆前、鉆后結(jié)果差別較大的最主要原因。在加深對儲層認(rèn)識的同時，利用相干屬性和分頻屬性等多種手段綜合分析，調(diào)整了對儲層厚度賦值的把控，準(zhǔn)確預(yù)測了其他未鉆探目標(biāo)的儲層分布和厚度。因此，最近3個發(fā)現(xiàn)的實際儲量與鉆前預(yù)測非常接近，有效的降低了項目的風(fēng)險。

圈閉評價中的跟蹤評價，主要是針對勘探目標(biāo)開展的，對比鉆前、鉆后風(fēng)險評價和資源估算結(jié)果，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，改善、優(yōu)化評價的過程和方法，使勘探目標(biāo)的鉆前評價更準(zhǔn)確。楊登維等[15］總結(jié)認(rèn)為，跟蹤分析的工作內(nèi)容包括:(1)建立探井評價數(shù)據(jù)庫;(2)對比發(fā)現(xiàn)概率與探井成功率;(3)如果探井為干井，確定其失敗原因;(4)如果探井為發(fā)現(xiàn)井，對比預(yù)測的資源量參數(shù)和實際的儲量參數(shù);(5)總結(jié)其中的經(jīng)驗教訓(xùn)。

跟蹤分析方法主要包括2個方面，一是對發(fā)現(xiàn)概率(即圈閉含油氣概率，主要針對失利井)的反饋分析，二是針對油氣藏規(guī)模(即資源量計算結(jié)果，主要針對發(fā)現(xiàn)井)的反饋分析。下文將結(jié)合實際例子對這2種方法詳細(xì)介紹。

2 地質(zhì)風(fēng)險跟蹤分析

勘探目標(biāo)發(fā)現(xiàn)概率是圈閉地質(zhì)風(fēng)險評價的主要結(jié)果，用以描述勘探目標(biāo)的風(fēng)險。通過對比實際的鉆井成功率和預(yù)測的發(fā)現(xiàn)概率，可以判斷鉆前的風(fēng)險分析是否準(zhǔn)確，評價者是否有樂觀或悲觀的傾向，或者評價過程中保持了中立和務(wù)實的態(tài)度等問題[12］，從而正確認(rèn)識勘探目標(biāo)所面臨的風(fēng)險。常用的地質(zhì)風(fēng)險跟蹤分析方法有風(fēng)險直方圖法和關(guān)鍵風(fēng)險分析法。

2.1 風(fēng)險直方圖法

風(fēng)險直方圖是通過鉆井結(jié)果和鉆前預(yù)測的發(fā)現(xiàn)概率區(qū)間組成的簡單直方圖[13］。將鉆前評價認(rèn)為發(fā)現(xiàn)概率在某一區(qū)間內(nèi)的發(fā)現(xiàn)井和失利井?dāng)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計，并且按不同的發(fā)現(xiàn)概率區(qū)間分類，形成風(fēng)險直方圖。通過風(fēng)險直方圖可以直觀地得到實際探井成功率。如果實際探井成功率和所在區(qū)間發(fā)現(xiàn)概率一致，說明對于此風(fēng)險區(qū)間內(nèi)的評價基本客觀;如果實際探井成功率和所在區(qū)間發(fā)現(xiàn)概率不一致，則說明此風(fēng)險區(qū)間內(nèi)的評價不一定可靠，需詳細(xì)分析導(dǎo)致評價不準(zhǔn)確的原因。需要注意的是，在分析一口探井同時鉆探2個或多個主要目標(biāo)時，需要用圈閉的成功率和圈閉的預(yù)計發(fā)現(xiàn)概率進(jìn)行分析。

對2005年至今中國石化在沙特魯卜哈里盆地B區(qū)塊的風(fēng)險勘探結(jié)果繪制風(fēng)險直方圖(圖2)。在1/2～1/4風(fēng)險區(qū)間內(nèi)共鉆探了6個圈閉，其中3個獲得發(fā)現(xiàn)，實際成功率50%，與所在區(qū)間基本一致;在1/4～1/8風(fēng)險區(qū)間內(nèi)共鉆探了5個圈閉，其中1個成功，成功率20%，也與所在區(qū)間一致。這說明鉆前對圈閉風(fēng)險的估計較為準(zhǔn)確。

圖2 沙特魯卜哈里盆地B區(qū)塊勘探目標(biāo)風(fēng)險直方圖Fig.2 Risk histogram for prospects in block B，Rub Al Khali Basin，Saudi Arabia

統(tǒng)計不同時間段、不同盆地或地區(qū)探井的風(fēng)險直方圖，可以分析評價方法是否存在系統(tǒng)性的缺陷，或者不同地區(qū)各自評價團(tuán)隊對風(fēng)險評價方法的執(zhí)行是否保持良好的一致性。Otis在1997年的文章中展示了1991－1994年雪佛龍公司通過使用風(fēng)險直方圖法提高風(fēng)險預(yù)測結(jié)果的例子[13］，說明該方法對于調(diào)整、優(yōu)化風(fēng)險分析方法作用明顯。

2.2 關(guān)鍵風(fēng)險分析法

分析勘探目標(biāo)的關(guān)鍵風(fēng)險是圈閉評價的一項重要內(nèi)容。對于失利井而言，導(dǎo)致實際鉆探失利的原因和鉆前預(yù)測的關(guān)鍵風(fēng)險是否一致，也需要進(jìn)行跟蹤分析和評價，以便判斷哪些方面認(rèn)識仍然欠缺，需要加深。關(guān)鍵風(fēng)險分析法即將鉆前預(yù)測的關(guān)鍵風(fēng)險和鉆后實際失利原因交會對比，統(tǒng)計實際失利原因在鉆前判斷的關(guān)鍵風(fēng)險中所占的比例，即關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率，之后針對關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率較低的風(fēng)險因子開展深入分析。

表1為西非深水區(qū)塊20個失利目標(biāo)的關(guān)鍵風(fēng)險分析。其中，鉆前認(rèn)為油氣充注(綜合考慮烴源巖和運移)為主要風(fēng)險的目標(biāo)共4個，實際僅1個目標(biāo)確實由于充注原因而失利了，鉆前關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率為25%。鉆前認(rèn)為儲層為主要風(fēng)險的目標(biāo)為5個，而實際4個目標(biāo)是儲層因素而失利，另一個目標(biāo)由于后期構(gòu)造活動導(dǎo)致油氣散失，因此關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率為80%。以此類推，分別計算各風(fēng)險因子的關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率，可見油氣充注的關(guān)鍵風(fēng)險正確識別率相對較低。鉆前對于油氣充注的風(fēng)險是高估的，這主要由于西非深水主要勘探層系為第三系濁積水道砂體，受水深及埋深影響，烴源巖很少被鉆遇，因此對其發(fā)育情況和成熟度等情況認(rèn)識不清;而同時勘探目標(biāo)受到下伏白堊系鹽巖的底辟、逆沖、以及相應(yīng)的斷層等綜合構(gòu)造活動影響，油氣的運移時期、運移通道等十分復(fù)雜，導(dǎo)致對油氣運移的判斷也存在很大不確定性。綜合分析4類關(guān)鍵風(fēng)險的正確識別率，可以判斷今后的技術(shù)研究重心需放在油氣充注上。針對關(guān)鍵風(fēng)險開展技術(shù)研究，可以利用最小的投入來最大化的降低風(fēng)險[4，12］。

表1 下剛果盆地深水區(qū)塊勘探目標(biāo)關(guān)鍵風(fēng)險分析對比Table 1 Key risk analysis for prospects in a deepwater block in Lower Congo Basin

3 資源評價跟蹤分析

在進(jìn)行鉆探前，能準(zhǔn)確估算勘探目標(biāo)的資源量，對于勘探部署和決策意義重大。很多公司就是由于多次過高的估計了勘探目標(biāo)的資源量，付出了額外的勘探成本[16］。對資源評價的跟蹤分析不僅可以判斷鉆前資源量估算是否正確、各計算參數(shù)取值是否合理，同時也可以判斷評價人員是否具有不同動機導(dǎo)致的各種傾向，進(jìn)而進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。資源評價跟蹤分析主要使用的方法有百分位數(shù)直方圖法和雙對數(shù)交會圖法。

3.1 百分位數(shù)直方圖法

百分位數(shù)直方圖法通常是被用來統(tǒng)計對比鉆前鉆后的結(jié)果，并分析鉆前資源評價的準(zhǔn)確性[13］。該圖構(gòu)建的方法分3步:(1)確定某一油氣藏實際發(fā)現(xiàn)的儲量對應(yīng)于鉆前評價資源量的百分位數(shù)是多少;(2)按等間隔的百分位數(shù)構(gòu)建直方圖的數(shù)據(jù)組;(3)對多個油藏實際儲量對應(yīng)的百分位數(shù)按已劃分的數(shù)據(jù)組進(jìn)行統(tǒng)計，并形成百分位數(shù)直方圖。如圖3所示，上方4個小圖分別為4個油藏的鉆前資源量累積概率曲線，鉆后實際儲量分別為31，250，9，75 MMbbl。實際儲量的值對應(yīng)在鉆前預(yù)測的累計概率曲線上百分位數(shù)分別為25%，75%，22%，91%。對以上這4個百分位數(shù)按照圖3下方小圖20%間隔的數(shù)據(jù)組進(jìn)行統(tǒng)計，即20% ～40%區(qū)間內(nèi)有2個數(shù)值，60% ～80%區(qū)間內(nèi)1個數(shù)值，80% ～100%區(qū)間內(nèi)有1個數(shù)值，便形成了百分位數(shù)直方圖。

圖3 百分位數(shù)直方圖的繪制Fig.3 Plotting of a percentile histogram

鉆前、鉆后跟蹤分析的數(shù)據(jù)對越多，則百分位數(shù)直方圖所表現(xiàn)的結(jié)果就越有指導(dǎo)意義。如果直方圖表現(xiàn)為正偏態(tài)，說明實鉆結(jié)果在鉆前較保守的估值范圍內(nèi)，鉆前的估算過于樂觀(圖4a);而結(jié)果表現(xiàn)為負(fù)偏態(tài)，說明實鉆結(jié)果在鉆前較樂觀的估值范圍內(nèi)，鉆前的估算過于悲觀(圖4b)。如果直方圖表現(xiàn)為兩端雙峰分布，說明鉆前估算的范圍過窄;而直方圖表現(xiàn)為中間單峰，說明鉆前估算的范圍過寬。最理想的百分位數(shù)直方圖表現(xiàn)為均一分布形式，這表示對已發(fā)現(xiàn)油氣藏鉆前的評價和鉆后實際結(jié)果基本一致(圖4e)。

百分位數(shù)直方圖法不僅可以用來對比資源量計算結(jié)果，而且還可以對比計算資源量時各參數(shù)的取值，其應(yīng)用方法是完全一致的。Oits曾利用百分位數(shù)直方圖法對雪佛龍海外石油公司1989－1990年間油氣田儲量及其計算參數(shù)進(jìn)行分析[13］，認(rèn)為公司鉆前的資源估計過于樂觀，含油面積和儲層厚度估值傾向于樂觀，而凈毛比、孔隙度和含油飽和度估值分布過窄。在對評價過程進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化后，雪佛龍海外石油公司在1993－1994年間的鉆前評價與實際結(jié)果就更加準(zhǔn)確了(圖5)。

圖4 百分位數(shù)直方圖法的不同表現(xiàn)Fig.4 Different shapes of percentile histogram

圖5 雪佛龍海外石油公司實際百分位數(shù)直方圖Fig.5 Actual percentile histogram for Chevron Overseas Petroleum

3.2 雙對數(shù)交會圖法

雙對數(shù)交會圖是Rose推薦的一種快速、直觀對比鉆前、鉆后資源規(guī)模的一種方法[12－14］。具體做法是通過將鉆前預(yù)計資源量和鉆后資源量均值投在雙對數(shù)坐標(biāo)上，判斷投影點與y=x線是否接近，從而較直觀地分析鉆前的認(rèn)識是否準(zhǔn)確。雙對數(shù)交會圖與百分位數(shù)直方圖一樣，不僅適用于資源量的對比，同時也適用于各計算參數(shù)的對比。

對西非下剛果盆地某深水區(qū)塊發(fā)現(xiàn)油田的鉆前鉆后資源均值進(jìn)行了對比(圖6)。數(shù)據(jù)點基本均投在y=x線附近，但總體仍偏向于該直線下方，說明鉆前預(yù)測和鉆后實際發(fā)現(xiàn)基本相當(dāng)，但是鉆前預(yù)測仍是偏向樂觀的。

與百分位數(shù)直方圖法相比，雙對數(shù)交會圖法簡單而直觀，然而其劣勢也尤為突出。雙對數(shù)交會圖法僅適用于單個數(shù)據(jù)對的對比，如鉆前、鉆后定值法計算的資源量值，鉆前、鉆后資源量均值等，而不能對鉆前鉆后資源規(guī)模的概率分布情況進(jìn)行對比和分析。

4 跟蹤分析的作用

圖6 下剛果盆地某深水區(qū)塊鉆前及鉆后資源量雙對數(shù)交會圖Fig.6 Log－ log cross plot of pre-and post-drill resources in a deepwater block in Lower Congo Basin

圈閉評價在高風(fēng)險、高投資的油氣勘探活動中占據(jù)重要地位，因為圈閉對于油公司而言是重要的資產(chǎn)，而且正確評價圈閉可以降低勘探風(fēng)險、提高勘探效益。對圈閉進(jìn)行的風(fēng)險分析和資源量估算是圈閉評價工作中最基礎(chǔ)、最核心的內(nèi)容[15－17］，因此，如何保證正確地分析圈閉發(fā)現(xiàn)概率、并準(zhǔn)確地估算最終可采資源量就顯得尤其重要。

絕大多數(shù)油公司的圈閉資產(chǎn)都分布在不同地區(qū)，由不同的專業(yè)人員進(jìn)行管理和評價。通過建立統(tǒng)一的風(fēng)險分析方法和貫徹執(zhí)行一致的方法，才能對不同地區(qū)、由不同技術(shù)人員在不同時間評價的圈閉進(jìn)行對比和優(yōu)選，從而選擇符合公司戰(zhàn)略、同時具有較高發(fā)現(xiàn)概率和較大資源規(guī)模的目標(biāo)進(jìn)行勘探。對于野貓井和一些較高風(fēng)險的探井，評價人員潛意識下為了讓評價目標(biāo)可以被鉆探，從而獲得發(fā)現(xiàn)甚至獲得晉升機會，通常會過于樂觀地估算資源量，過高地估計發(fā)現(xiàn)概率。跟蹤分析方法本身并不評價圈閉，但它卻可以通過歷史數(shù)據(jù)的反饋，保證評價方法的正確應(yīng)用，優(yōu)化評價流程，降低在圈閉評價過程人為的各種傾向性[4，12－13］，同時為個人或者團(tuán)隊提供客觀的反饋信息和參考。

長期以來，跟蹤分析并沒有得到應(yīng)有的重視。主要原因有以下幾個方面:(1)害怕批評別人或被批評;(2)業(yè)務(wù)發(fā)展步伐快，而跟蹤分析需耗費人力物力，短期效果不明顯;(3)“尊重”領(lǐng)導(dǎo)，聽從領(lǐng)導(dǎo)指示而忽視歷史的教訓(xùn)等。然而如果從長期考慮，跟蹤分析可以優(yōu)化風(fēng)險分析方法、避免不必要的投資風(fēng)險，可以總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)幫助公司和專家團(tuán)隊成長，其最終目的是通過準(zhǔn)確識別風(fēng)險和資源潛力來降低勘探成本，優(yōu)化油公司的資產(chǎn)組合。持續(xù)的跟蹤分析將為油公司的發(fā)展帶來顯著的長期效益，對資產(chǎn)增值的意義巨大，因此有必要組織專門的團(tuán)隊系統(tǒng)地開展跟蹤分析研究。

5 結(jié)論

(1)跟蹤分析方法即系統(tǒng)的鉆后評估法，是通過分析已詳細(xì)記錄的歷史數(shù)據(jù)，識別風(fēng)險分析和資源量估算方法在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的誤差甚至錯誤，進(jìn)而總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，修正并完善圈閉評價方法的技術(shù)。

(2)跟蹤分析的內(nèi)容包括對發(fā)現(xiàn)概率的反饋分析和對油氣藏資源規(guī)模的反饋分析。對于失利井，主要利用風(fēng)險直方圖法和關(guān)鍵風(fēng)險分析法來研究和評價風(fēng)險分析方法和過程;對于成功井，主要利用百分位數(shù)直方圖法和雙對數(shù)交會圖法來研究、評價和提高鉆前資源量估算的準(zhǔn)確性，以及各計算參數(shù)取值的準(zhǔn)確性。

(3)系統(tǒng)地持續(xù)地執(zhí)行跟蹤分析，可以完善評價方法和流程，避免人為的傾向性，并優(yōu)化油公司的資產(chǎn)組合，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

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