中國(guó)新版《石油可采儲(chǔ)量計(jì)算方法》標(biāo)準(zhǔn)中存在的主要問(wèn)題及建議

陳元千，李 劍

（中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京100083）

中國(guó)不但是產(chǎn)油和用油大國(guó)，也是石油進(jìn)口大國(guó)。中國(guó)的石油工業(yè)已融入國(guó)際石油體系之中。中石油、中石化和中海油3大國(guó)有石油公司，已成為擁有大量海外投資和油氣資源的國(guó)際石油公司。因此，所制定的國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，除應(yīng)考慮其科學(xué)性、實(shí)用性和國(guó)際性外，還應(yīng)考慮與中國(guó)石油工業(yè)的國(guó)際地位相符。雖然新版《石油可采儲(chǔ)量計(jì)算方法》標(biāo)準(zhǔn)［1］（簡(jiǎn)稱為新版標(biāo)準(zhǔn)）已發(fā)布了3 a有余，但在實(shí)際可采儲(chǔ)量評(píng)估應(yīng)用中，出現(xiàn)問(wèn)題的反饋尚不清楚。然而，筆者在對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)閱讀和研討后，深感有若干值得關(guān)注的問(wèn)題。為此，針對(duì)上述問(wèn)題提出了僅供參考和討論的意見(jiàn)和建議。

1 存在的主要問(wèn)題

石油可采儲(chǔ)量的計(jì)算方法，大體上可分為類比法、經(jīng)驗(yàn)公式法、驅(qū)油效率法、產(chǎn)量遞減法和水驅(qū)特征曲線法5類。筆者針對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)計(jì)算方法方面存在的問(wèn)題分別加以簡(jiǎn)要評(píng)論。

1.1 類比法

類比法又稱為經(jīng)驗(yàn)類比法，主要應(yīng)用于勘探初期，由預(yù)探井發(fā)現(xiàn)含油氣構(gòu)造和區(qū)塊后，評(píng)估專家利用類比法選用采收率，將其與由容積法估算的地質(zhì)儲(chǔ)量相乘即為相應(yīng)的可采儲(chǔ)量。依據(jù)其可信度劃分，該可采儲(chǔ)量屬于預(yù)期可采資源量，可用于下一步評(píng)探工作的部署。在新版標(biāo)準(zhǔn)5.3.2.3類比法中，僅提出了類比條件，而缺少可供選用的采收率選值范圍。對(duì)于一次采油和二次采油開(kāi)發(fā)的油田，筆者在表1中列出了不同驅(qū)動(dòng)類型可供參考使用的采收率變化范圍。

表1 油田類比法采收率選值范圍［2］

1.2 經(jīng)驗(yàn)公式法

經(jīng)驗(yàn)公式法又被稱為相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式法，主要用于評(píng)價(jià)詳探階段的初中期，通過(guò)若干探井的鉆井、取心、測(cè)井和試油，取得靜動(dòng)態(tài)資料，利用有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算采收率，再乘以由容積法估算的地質(zhì)儲(chǔ)量，即可得到相應(yīng)的可采儲(chǔ)量。該可采儲(chǔ)量按可信度劃分，屬于概算級(jí)可采儲(chǔ)量，可用于可行性概念開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方案。新版標(biāo)準(zhǔn)中的經(jīng)驗(yàn)公式法存在3個(gè)主要問(wèn)題。

問(wèn)題一，5.3.2.1.1中水驅(qū)砂巖油藏采收率的經(jīng)驗(yàn)公式1可信度低。該經(jīng)驗(yàn)公式由文獻(xiàn)［3］提出，但因沒(méi)有公布建立該經(jīng)驗(yàn)公式的基礎(chǔ)資料，而且只有25個(gè)統(tǒng)計(jì)樣本，相關(guān)系數(shù)為0.621，因此，可信度低。

問(wèn)題二，5.3.2.1.1中水驅(qū)砂巖油藏采收率的經(jīng)驗(yàn)公式3來(lái)源不清。新版標(biāo)準(zhǔn)中列出的井控面積與采收率的經(jīng)驗(yàn)公式（表2），未見(jiàn)正式發(fā)表，也缺少建立公式的樣本數(shù)和相關(guān)系數(shù)值，其可靠性難以判斷。筆者認(rèn)為，表3中列出的Мартос等［4］統(tǒng)計(jì)研究烏拉爾—優(yōu)爾加地區(qū)采收率與井控面積的經(jīng)驗(yàn)公式具有一定的參考價(jià)值。

表2 井控面積與采收率的經(jīng)驗(yàn)公式［1］

表3 馬爾托斯的經(jīng)驗(yàn)公式［4］

問(wèn)題三，5.3.2.1.4中稠油熱采油藏采收率的經(jīng)驗(yàn)公式7可靠性低。在新版標(biāo)準(zhǔn)中，稠油蒸汽驅(qū)開(kāi)采的經(jīng)驗(yàn)公式由文獻(xiàn)［5］引入。但因蒸汽驅(qū)在中國(guó)稠油開(kāi)采中得到了廣泛的應(yīng)用，因此，該經(jīng)驗(yàn)公式已普遍用于稠油蒸汽驅(qū)采收率的評(píng)價(jià)。由調(diào)研結(jié)果獲悉，該經(jīng)驗(yàn)公式不是根據(jù)稠油蒸汽驅(qū)開(kāi)發(fā)的實(shí)際采收率與相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)研究建立的結(jié)果，而是首先人為設(shè)定一個(gè)稠油油藏的基礎(chǔ)參數(shù)：厚度為18 m，凈毛比為0.6，滲透率變異系數(shù)為0.6，原始含油飽和度為0.7，滲透率為1 000×10-3μm2，地層原油粘度為800 mPa·s，埋深為800 m，應(yīng)用蒸汽驅(qū)數(shù)值模擬技術(shù)，求得該假定油藏的采收率；然后利用改變其中某個(gè)參數(shù)的數(shù)值，如厚度，固定其他參數(shù)數(shù)值，再進(jìn)行注蒸汽模擬計(jì)算，求得不同厚度下的采收率。依此方法類推，可以求得不同參數(shù)與采收率的變化關(guān)系，其關(guān)系可以用直線、半對(duì)數(shù)和雙對(duì)數(shù)表示；最后，通過(guò)綜合處理，可以得到多因素影響的采收率經(jīng)驗(yàn)公式。這種脫離礦場(chǎng)實(shí)際，完全通過(guò)人為改變參數(shù)建立起來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式是不可信的，根本不能用于蒸汽驅(qū)采收率的預(yù)測(cè)。

1.3 驅(qū)油效率法

驅(qū)油效率法是一種以實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的微觀確定水驅(qū)油采收率的方法。新版標(biāo)準(zhǔn)中驅(qū)油效率法主要存在2處錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤一，將采出程度誤認(rèn)為驅(qū)油效率。

在新版標(biāo)準(zhǔn)5.3.2.2.2中，驅(qū)油效率的表達(dá)式為

式中：ED為驅(qū)油效率；為平均含水飽和度；Swi為原始含水飽和度。

若將式（1）中的分子和分母同乘以Vp并同除以Boi，則式（1）變?yōu)?/p>

式中：Vp為有效孔隙體積，104m3；Boi為原始原油體積系數(shù)，Rm3/STm3。

由式（2）可以看出，在注水保持地層壓力的條件下，分子為到某一時(shí)間時(shí)累積注入水的體積量，即被水累積驅(qū)替的原油體積量，分母則為原油地質(zhì)儲(chǔ)量。因此，式（1）不是驅(qū)油效率的表達(dá)式，而應(yīng)當(dāng)是到某一時(shí)間的采出程度，即

式中：R為某一時(shí)間地質(zhì)儲(chǔ)量的采出程度。

根據(jù)水驅(qū)油的兩相流動(dòng)測(cè)試資料，可以建立油水兩相相對(duì)滲透率曲線，束縛水飽和度下的原始含油飽和度和最高含水飽和度下的殘余油飽和度之差為可流動(dòng)含油飽和度，而驅(qū)油效率定義為可流動(dòng)含油飽和度與原始含油飽和度的比值［6-10］，其表達(dá)式為

式中：Soi為原始含油飽和度；Sor為殘余油飽和度。

錯(cuò)誤二，將采收率誤認(rèn)為采出程度。

在新版標(biāo)準(zhǔn)5.3.2.2.2中，將采出程度錯(cuò)誤地寫(xiě)為

式中：EA為平面波及系數(shù)；EZ為垂向波及系數(shù)。

應(yīng)當(dāng)指出，國(guó)際上將采收率［6-16］統(tǒng)一定義為驅(qū)油效率與平面波及系數(shù)和垂向波及系數(shù)三者的乘積，即

同時(shí)在新版標(biāo)準(zhǔn)中，將國(guó)際上通用的驅(qū)油效率法，稱之為驅(qū)油效率—波及系數(shù)法，也是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

1.4 產(chǎn)量遞減法

在新版標(biāo)準(zhǔn)中將產(chǎn)量遞減法稱為遞減曲線法。對(duì)于已進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段的油田，可以利用產(chǎn)量遞減法預(yù)測(cè)產(chǎn)量和可采儲(chǔ)量。產(chǎn)量遞減法的應(yīng)用與油藏類型、儲(chǔ)集類型、驅(qū)動(dòng)類型和開(kāi)發(fā)方式無(wú)關(guān)。中石油、中石化和中海油3大國(guó)有石油公司，每年都花費(fèi)重金，聘請(qǐng)DeGolyer and MacNaughton Company和Ryder Scott Company2家國(guó)際著名的評(píng)估公司，對(duì)所管轄油田的可采儲(chǔ)量和剩余可采儲(chǔ)量進(jìn)行年度評(píng)估，而他們采用的都是產(chǎn)量遞減法。油田的開(kāi)發(fā)模式分為4類（圖1）：①投產(chǎn)即進(jìn)入遞減（圖1a）；②先穩(wěn)產(chǎn)后遞減（圖1b）；③上產(chǎn)到峰值后遞減（圖1c）；④上產(chǎn)—穩(wěn)產(chǎn)—遞減（圖1d）。新版標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)量遞減法主要存在以下4個(gè)問(wèn)題。

問(wèn)題一，在新版標(biāo)準(zhǔn)中，產(chǎn)量遞減法的所有公式，只適用于投產(chǎn)即進(jìn)入遞減的開(kāi)發(fā)模式（圖1a），而不適用于其他3類經(jīng)常發(fā)生的開(kāi)發(fā)模式。

問(wèn)題二，新版標(biāo)準(zhǔn)5.4.1.2中有關(guān)判斷遞減類型的方法，只推薦采用文獻(xiàn)［2］中的圖解法，而忽視了線性試差法、曲線位移法和典型曲線擬合法的應(yīng)用，而后3類方法更為有效。當(dāng)利用電腦程序計(jì)算時(shí)，后3類方法可快速得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

圖1 油田開(kāi)發(fā)模式

問(wèn)題三，在新版標(biāo)準(zhǔn)的5.4.1.3中，對(duì)于確定遞減參數(shù)，僅提出使用圖解法和二元回歸法［11］，而忽視了更為實(shí)用有效的線性試差法、曲線位移法和典型曲線擬合法。由于二元回歸法并不存在線性關(guān)系，因此，難以判斷所求結(jié)果的可靠性。同時(shí)，將確定初始遞減率Di=1/[a1(1 -n ) ]的公式，誤寫(xiě)為Di=-1[a1(1 -n )]。這可能是印刷校對(duì)不嚴(yán)格出現(xiàn)的問(wèn)題，但作為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，該錯(cuò)誤是不應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)的。

問(wèn)題四，在新版標(biāo)準(zhǔn)5.4.1.4中，應(yīng)用產(chǎn)量遞減法確定技術(shù)可采儲(chǔ)量和經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量時(shí)，所引用的產(chǎn)量和累積產(chǎn)量的關(guān)系式，只適用于投產(chǎn)即進(jìn)入遞減的開(kāi)發(fā)模式，而不適用于其他3類開(kāi)發(fā)模式。為此，筆者針對(duì)適用于4類開(kāi)發(fā)模式的3種遞減類型，預(yù)測(cè)可采儲(chǔ)量的關(guān)系式分述如下。

對(duì)于指數(shù)遞減法［12-14］，遞減階段的年產(chǎn)油量和總累積產(chǎn)油量的表達(dá)式分別為

式中：D為年遞減率，a-1；Npt為從投產(chǎn)開(kāi)始記錄的總累積產(chǎn)油量，104t。

指數(shù)遞減的年產(chǎn)油量與總累積產(chǎn)油量的關(guān)系式為

其中

當(dāng)Q=0和Q=QEL（QEL為經(jīng)濟(jì)極限年產(chǎn)油量，104t/a）時(shí)，由式（9）可得預(yù)測(cè)技術(shù)可采儲(chǔ)量和經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的關(guān)系式為

式中：NRT為技術(shù)可采儲(chǔ)量，104t；NRE為經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量，104t。

對(duì)于雙曲線遞減法［9，12］，遞減階段的年產(chǎn)油量和總累積產(chǎn)油量的表達(dá)式分別為

式中：n為遞減指數(shù)，其值為0～1；Di為初始遞減率，a-1。

雙曲線遞減的年產(chǎn)油量與總累積產(chǎn)油量的關(guān)系式為

其中

當(dāng)Q=0和Q=QEL時(shí)，由式（16）可得預(yù)測(cè)技術(shù)可采儲(chǔ)量和經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的關(guān)系式分別為

對(duì)于調(diào)和遞減法［2］，遞減階段的年產(chǎn)油量和總累積產(chǎn)油量的表達(dá)式分別為

調(diào)和遞減的年產(chǎn)油量與總累積產(chǎn)油量存在如下的半對(duì)數(shù)關(guān)系

其中

當(dāng)Q=1和Q=QEL時(shí)，由式（23）可得預(yù)測(cè)技術(shù)可采儲(chǔ)量和經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量的關(guān)系式分別為

而在新版標(biāo)準(zhǔn)的5.4.1.4.3中，將經(jīng)濟(jì)可采儲(chǔ)量錯(cuò)誤地寫(xiě)為

1.5 水驅(qū)特征曲線法

從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，水驅(qū)特征曲線法已經(jīng)成為中國(guó)標(biāo)定石油可采儲(chǔ)量必備的方法，但在新版標(biāo)準(zhǔn)中的水驅(qū)特征曲線法，仍存在如下值得重視的問(wèn)題。

問(wèn)題一，含水率、含油率和水油比三者分別與總累積產(chǎn)油量的關(guān)系式，都是甲型和乙型水驅(qū)曲線的派生公式，而且前二者只適用于高含水期［15］。

由于甲型水驅(qū)曲線［16］和乙型水驅(qū)曲線［17］，以及丙型和丁型水驅(qū)曲線［18］，均已被比較完整的理論推導(dǎo)所證明，并在中國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用，因而，在新版標(biāo)準(zhǔn)中，由甲型和乙型水驅(qū)曲線派生的含水率與累積產(chǎn)油量的水驅(qū)曲線（5.4.2.1.1）、含油率與累積產(chǎn)油量的水驅(qū)曲線（5.4.2.1.2）和水油比與累積產(chǎn)油量的水驅(qū)曲線（5.4.2.1.3）的內(nèi)容均可刪除。這3種派生的水驅(qū)曲線，其功能完全等同于甲型和乙型水驅(qū)曲線，現(xiàn)就其派生關(guān)系推證如下。

由文獻(xiàn)［16］理論推導(dǎo)證明的甲型水驅(qū)曲線的表達(dá)式為

式中：Wp為累積產(chǎn)水量，104t；a1和 b1分別為甲型水驅(qū)曲線直線段線性回歸的截距和斜率。

其中

式中：WOR為水油比。

由文獻(xiàn)［17］理論推導(dǎo)證明的乙型水驅(qū)曲線的表達(dá)式為

式中：Lp是累積產(chǎn)液量，104t；a2和b2分別為乙型水驅(qū)曲線直線段線性回歸的截距和斜率。

其中

其中

式中：fw為含水率。

已知1+WOR=1/fo，故由式（34）可得5.4.2.1.2的含油率與累積產(chǎn)油量的關(guān)系式為

其中

式中：fo為含油率。

問(wèn)題二，童憲章圖版法的表達(dá)式不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

在新版標(biāo)準(zhǔn)5.4.3中，童憲章圖版法所依據(jù)的關(guān)系式為

將式（43）可以改寫(xiě)為物理概念比較清楚的表達(dá)式，即

應(yīng)當(dāng)指出，童憲章圖版法建立的基礎(chǔ)為N=7.5/b1（N為地質(zhì)儲(chǔ)量，104t）和 fwL=0.98（ fwL為技術(shù)極限含水率），主要用于判斷開(kāi)發(fā)調(diào)整的階段效果，不能確定水驅(qū)采收率，否則會(huì)在調(diào)整效果減弱或失效時(shí)，含水率變化的數(shù)據(jù)點(diǎn)由右向左移動(dòng)，表現(xiàn)出采收率會(huì)減小。

問(wèn)題三，技術(shù)極限含水率一律采用98%并不合理。

在新版標(biāo)準(zhǔn)中，為了確定技術(shù)可采儲(chǔ)量，將技術(shù)極限含水率統(tǒng)一規(guī)定為98%是不合理的。對(duì)于不同滲透率級(jí)別和不同類型的油藏，應(yīng)規(guī)定不同的技術(shù)極限含水率。關(guān)于如何確定經(jīng)濟(jì)極限含水率，可以參考文獻(xiàn)［19-20］介紹的有關(guān)內(nèi)容。

2 相關(guān)建議

關(guān)于新版標(biāo)準(zhǔn)中存在的問(wèn)題，在簡(jiǎn)要評(píng)述的基礎(chǔ)上，筆者對(duì)今后新版標(biāo)準(zhǔn)的修訂，提出了如下僅供參考的建議。

第一，作為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)重視行文嚴(yán)謹(jǐn)流暢，敘述簡(jiǎn)明準(zhǔn)確，注重標(biāo)點(diǎn)符號(hào)的使用，切忌內(nèi)容重復(fù)，篇幅失調(diào)。

第二，對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式的選用應(yīng)本著少而精和寧缺毋濫的原則，重點(diǎn)考慮方法的實(shí)用性和可靠性。對(duì)于那些資料不充分、樣本少和相關(guān)系數(shù)低的公式，如新版標(biāo)準(zhǔn)中的經(jīng)驗(yàn)公式1、經(jīng)驗(yàn)公式7和表3中所列的經(jīng)驗(yàn)公式可以考慮刪除。對(duì)于中國(guó)20世紀(jì)90年代由統(tǒng)計(jì)研究建立的具有地質(zhì)特點(diǎn)的經(jīng)驗(yàn)公式，如新版標(biāo)準(zhǔn)中的經(jīng)驗(yàn)公式4和經(jīng)驗(yàn)公式5，由于當(dāng)時(shí)油田尚未進(jìn)行重大的開(kāi)發(fā)調(diào)整，擁有的資料所限，用來(lái)源于水驅(qū)特征曲線法或其他方法所確定的采收率一般偏低，因此，需要考慮對(duì)這些公式進(jìn)行修正。同時(shí)，還應(yīng)考慮在標(biāo)準(zhǔn)中引用那些通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明有效的國(guó)外經(jīng)驗(yàn)公式，如文獻(xiàn)［9，20］所介紹、并為國(guó)外石油公司所熟悉的經(jīng)驗(yàn)公式。

第三，應(yīng)當(dāng)考慮增加預(yù)測(cè)模型法［21-22］的內(nèi)容。它可用于油田、地區(qū)和全國(guó)年產(chǎn)油量、累積產(chǎn)油量和可采儲(chǔ)量的預(yù)測(cè)，以及盆地、地區(qū)和全國(guó)的年資源量、累積資源量和總資源量的預(yù)測(cè)。

第四，作為國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可采儲(chǔ)量計(jì)算方法所用的物理量符號(hào)，應(yīng)當(dāng)注意它們的科學(xué)性、合理性和國(guó)際性，盡量避免符號(hào)設(shè)置的隨意性和局限性，比如，產(chǎn)層凈毛比的符號(hào)用ht，原油商品率的符號(hào)用Do，鉆井井?dāng)?shù)的符號(hào)用Wd等均是不規(guī)范的。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意引用一些希臘文的符號(hào)，比如α，β，η，σ，ε和ω等；如果將產(chǎn)層凈毛比、原油商品率和鉆井井?dāng)?shù)分別改為ε，η和nd，則更為合理。另外，在新版標(biāo)準(zhǔn)的附錄A（符號(hào)注釋）中，將符號(hào)的物理量名稱，寫(xiě)成物理量數(shù)值的作法極為不妥，因?yàn)樗欠?hào)的名稱，而不是符號(hào)的數(shù)值。

第五，新版標(biāo)準(zhǔn)中的術(shù)語(yǔ)和定義部分，應(yīng)考慮修訂。例如，將國(guó)際上通用的可采儲(chǔ)量和剩余可采儲(chǔ)量Reserves定義為“地質(zhì)儲(chǔ)量和可采儲(chǔ)量的統(tǒng)稱”是不正確的。

第六，為便于標(biāo)準(zhǔn)的使用者對(duì)不同計(jì)算方法的查詢、了解和核對(duì)，需考慮標(biāo)注不同方法的來(lái)源或署名作者的姓名。

3 結(jié)束語(yǔ)

石油可采儲(chǔ)量是油田開(kāi)發(fā)建設(shè)中的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，它的可靠性將決定開(kāi)發(fā)投資建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)程度。石油可采儲(chǔ)量的計(jì)算方法是評(píng)估工作的重要尺度，必須考慮它的科學(xué)、實(shí)用和可靠。筆者作為一名長(zhǎng)期從事油氣可采儲(chǔ)量評(píng)估方法的研究者和實(shí)踐者，十分關(guān)注新版標(biāo)準(zhǔn)《石油可采儲(chǔ)量計(jì)算方法》的制定和實(shí)施。在對(duì)新版標(biāo)準(zhǔn)閱讀和思考之后，對(duì)可采儲(chǔ)量計(jì)算方法存在的問(wèn)題，提出了僅供參考的意見(jiàn)和建議，期望大家各抒己見(jiàn)，參與討論。

［1］ 侯建鋒，李軍詩(shī)，紀(jì)淑紅，等.SY/T 5367—2010石油可采儲(chǔ)量計(jì)算方法［S］.北京：石油工業(yè)出版社，2010.

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