改進(jìn)的儲量參數(shù)碾平算法研究

張豆娟 陳存元 耿 斌，蘇成義，宋新娥 王永剛，李英英，方 麗 秦東風(fēng)，翟曉英，閆 華，韓連濱 赫鵬飛，王一楠

(中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015) (中石化勝利石油管理局地質(zhì)錄井公司，山東 東營 257000) (中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015) (中石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029)

改進(jìn)的儲量參數(shù)碾平算法研究

張豆娟 陳存元 耿 斌，蘇成義，宋新娥 王永剛，李英英，方 麗 秦東風(fēng)，翟曉英，閆 華，韓連濱 赫鵬飛，王一楠

(中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015) (中石化勝利石油管理局地質(zhì)錄井公司，山東 東營 257000) (中石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015) (中石化國際石油勘探開發(fā)有限公司，北京 100029)

為了消除目前儲量參數(shù)碾平算法中的系統(tǒng)誤差和降低進(jìn)位誤差，對原有的儲量參數(shù)碾平算法進(jìn)行了改進(jìn)。采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束方法碾平儲量合計單元各項參數(shù)，從而有效消除儲量參數(shù)碾平中的單項系統(tǒng)誤差；將各碾平參數(shù)值在各自變化范圍內(nèi)按照最小單位步長先離散化，再采用全排列組合法優(yōu)選出使體積、質(zhì)量、溶解氣儲量相對誤差平方和達(dá)到最小的一組參數(shù)，該組參數(shù)即為合計項的最優(yōu)儲量參數(shù)碾平項選擇。經(jīng)過檢驗，利用該方法能夠降低進(jìn)位誤差。

儲量參數(shù)；改進(jìn)碾平算法；地面脫氣原油體積；地面脫氣原油質(zhì)量；溶解氣；系統(tǒng)誤差；進(jìn)位誤差

在石油勘探開發(fā)及儲量計算中，通常在用容積法計算某個油田區(qū)塊各個計算單元儲量后需要碾平一個合計項的各參數(shù)平均值，這樣在油田各項評價中可以對各油田之間的儲量參數(shù)或一個油田不同時期的儲量參數(shù)進(jìn)行對比分析。由于一個油田的儲量一般是多個層位、區(qū)塊儲量的累加，而大油田的儲量計算單元有時達(dá)數(shù)百個之多，因而利用權(quán)衡法算出的各參數(shù)平均值相乘得出的儲量與各個計算單元儲量累計有一定誤差［1］。當(dāng)儲量合計單元各參數(shù)的乘積不等于各儲量計算單元的儲量之和時，可以在合計計算單元的各參數(shù)之間平差，目前誤差平差方法的缺失導(dǎo)致必然同時存在一部分進(jìn)位誤差。原計算方法的缺陷集中反映在由儲量合計算單元各碾平參數(shù)的乘積算出的儲量不等于各儲量計算單元的儲量之和。為了消除目前儲量參數(shù)碾平算法中的系統(tǒng)誤差和降低進(jìn)位誤差，筆者對原有儲量參數(shù)碾平算法進(jìn)行了改進(jìn)研究。

1 消除系統(tǒng)誤差

1.1基本原理

從生產(chǎn)實際要求出發(fā)，碾平參數(shù)的目的是為了求取眾多計算單元儲量累加后，最能代表這些儲量參數(shù)的平均值，同時由各碾平參數(shù)的乘積計算出的儲量與各計算單元的累加儲量誤差最小，即儲量參數(shù)碾平后計算出的體積、質(zhì)量、溶解氣誤差最小。改進(jìn)的儲量參數(shù)碾平算法的核心是通過使由儲量合計算單元各碾平參數(shù)的乘積計算出的地質(zhì)儲量與各儲量計算單元的地質(zhì)儲量之和(體積儲量、質(zhì)量儲量、溶解氣儲量)相等，從而達(dá)到消除系統(tǒng)誤差的目的。

1)累加體積儲量 一個區(qū)塊各計算單元的累加體積儲量由下式計算得到：

(1)

式中，N為一個區(qū)塊各計算單元的累加體積儲量，104m3；n為區(qū)塊中的計算單元數(shù)；Ai為區(qū)塊中第i個計算單元的含油面積，km2；hi為各計算單元有效厚度，m；Φi為各計算單元有效孔隙度，%；Soi為各計算單元原始含油飽和度，%；Boi為各計算單元原油體積系數(shù)。

2)累加質(zhì)量儲量 一個區(qū)塊各計算單元的累加質(zhì)量儲量由下式計算得到：

(2)

式中，Nz為區(qū)塊各計算單元的累加質(zhì)量儲量，104t；ρoi為各計算單元地面原油密度，g/cm3。

3)累加溶解氣儲量 一個區(qū)塊各計算單元的累加溶解氣儲量由下式計算得到：

(3)

式中，Gs為1個區(qū)塊各計算單元的累加溶解氣儲量，108m3；Rsi為各計算單元的溶解氣油比。

4)體積儲量 體積儲量Na(要求Na與N相等)由下式計算得到：

(4)

5)質(zhì)量儲量 質(zhì)量儲量Nza(要求Nza與Nz相等)由下式計算得到：

(5)

6)溶解氣儲量 溶解氣儲量Gsa(要求Gsa與Gs相等)由下式計算得到：

(6)

1.2具體步驟

步1 合計單元含油面積取各計算單元面積Ai的疊合含油面積A。

步2 計算合計單元碾平地面原油密度和溶解氣油比:

步3 分別采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束法碾平有效孔隙度、原始含油飽和度、原油體積系數(shù)。

①采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束法碾平有效孔隙度：

②分別采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束法碾平原始含油飽和度：

③分別采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束法碾平原油體積系數(shù)：

步4 由于有效厚度僅保留1位小數(shù)，其進(jìn)位誤差對儲量計算結(jié)果影響較大，同時由于縱向上各計算單元含油面積可能會疊合而造成合計單元厚度增大，因而在碾平了其他儲量參數(shù)后，應(yīng)依據(jù)各計算單元累加體積、質(zhì)量、溶解氣儲量反算碾平有效厚度:

樊101區(qū)塊沙三中亞段儲量表如表1所示。根據(jù)表1利用改進(jìn)算法與原有算法分別進(jìn)行計算，在全保留小數(shù)位數(shù)時，與原有算法相比，改進(jìn)算法可以消除單項系統(tǒng)誤差(見表2)。

表1 樊101區(qū)塊沙三中地質(zhì)儲量表

表2 改進(jìn)后的算法與原有算法在樊101區(qū)塊沙三中亞段的應(yīng)用對比

2 降低進(jìn)位誤差

2.1基本原理

由于儲量計算規(guī)范要求各參數(shù)保留一定小數(shù)位數(shù)(含油面積保留2位小數(shù)，地面脫氣原油密度保留3位小數(shù)，原始溶解氣油比取整，有效孔隙度保留1位小數(shù)，原始含油飽和度保留1位小數(shù)，原油體積系數(shù)保留3位小數(shù)，有效厚度保留1位小數(shù))，這樣必然導(dǎo)致進(jìn)位誤差存在。為了盡可能合理地考慮誤差程度，選用相對誤差來約束。首先將這些參數(shù)在它們的變化范圍內(nèi)按照最小單位步長離散化，然后全排列組合優(yōu)選一組參數(shù)使體積、質(zhì)量、溶解氣儲量相對誤差平方和達(dá)到最小，這樣由該組參數(shù)計算出來的體積儲量、質(zhì)量儲量和溶解氣儲量的相對誤差較小，從而達(dá)到降低進(jìn)位誤差的目的。

2.2具體步驟

步1 合計單元含油面積取各計算單元面積Ai的疊合含油面積A。

2.3應(yīng)用效果

埕北15井區(qū)儲量表如表3所示。根據(jù)表3利用改進(jìn)算法與原有算法分別進(jìn)行計算，結(jié)果如表4所示。由表4可知，改進(jìn)算法可以顯著降低進(jìn)位誤差。

表3 埕北15井區(qū)儲量表

表4 改進(jìn)算法與原有算法在埕北15井區(qū)的應(yīng)用對比

3 結(jié)論與建議

1)分別采用地面脫氣原油體積、質(zhì)量、溶解氣約束方法碾平儲量合計單元各參數(shù)，可以有效消除儲量參數(shù)碾平中的單項系統(tǒng)誤差。

2)將各碾平參數(shù)值在各自變化范圍內(nèi)按照最小單位步長先離散化，再采用全排列組合法優(yōu)選出使體積、質(zhì)量、溶解氣儲量相對誤差平方和達(dá)到最小的一組參數(shù)，該組參數(shù)即為合計項的最優(yōu)儲量參數(shù)碾平項選擇。經(jīng)過檢驗，利用該方法能夠降低進(jìn)位誤差。

3)在實際應(yīng)用時發(fā)現(xiàn)用溶解氣體積約束方法碾平出的各項儲量參數(shù)與體積、質(zhì)量約束方法所計算的參數(shù)很不相同，這樣會使參數(shù)動態(tài)范圍變化很大，最終增加運(yùn)算量而計算精度提高不大。因此，建議僅考慮體積、質(zhì)量約束來碾平合計單元參數(shù)，而溶解氣油比可采用溶解氣儲量除以體積儲量的簡便方法來獲得。

［1］楊通佑，范尚炯，陳元千,等. 石油及天然氣儲量計算方法［M］. 北京：石油工業(yè)出版社，1990.

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.07.020

TE328

A

1673-1409(2012)07-N061-04

2012-04-13

張豆娟(1979-)，女，2004年大學(xué)畢業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探開發(fā)及儲量管理方面的研究工作。

［編輯］ 李啟棟