含油氣盆地不同勘探階段勘探目標綜合評價方法
——以濟陽坳陷為例

安天下

(1.中國石化勝利油田分公司 勘探開發研究院,山東 東營 257015; 2.中國地質大學(北京)地球科學與資源學院,北京 100083)

油氣勘探是一項高風險商業活動,隨著濟陽坳陷勘探程度日益增高[1],油氣勘探難度不斷增大,勘探目標的地質風險和經濟效益評價越來越受到重視[2]。以往地質風險評價指標數量較多,賦值過程相對復雜;經濟評價研究時間較早,涉及油藏類型少,已不能滿足當前的要求。因此,建立符合濟陽坳陷當前勘探特點的以地質風險和經濟效益評價為核心的勘探目標綜合評價思路和評價方法,對于控制勘探風險、保障經濟效益具有重要意義。

1 評價階段劃分與評價思路

完整的勘探流程包括預探井、評價井部署和儲量上報等工作。對于同一勘探目標,隨著勘探程度的提高,地質人員對其地質認識程度會不斷提高,地質資料不斷落實,勘探風險會相應減小,其經濟評價精度也隨之提高。地質風險和經濟評價精度的這一變化特點也表明,在不同勘探階段,應建立與之相適應的評價思路、內容和方法[3]。

1.1 評價階段劃分

參照相關標準,將勘探階段細分為預探評價、發現評價和詳探評價3個階段,確定了各階段的評價時間、任務、對象和內容(表1)。需要指出的是,在預探評價和發現評價階段地質風險較高,需開展地質風險評價和經濟評價;而在詳探評價中地質風險較小,主要開展經濟評價。

表1 評價階段劃分

1.2 評價內容及原則

預探評價階段的地質風險評價主要是明確風險因素,計算成藏概率;經濟評價主要是建立最小經濟儲量規模標準。發現評價階段的經濟評價主要是建立各類油藏的商業油流標準,同時進行地質風險評價,計算成藏概率,明確評價井主要風險因素。詳探評價階段主要開展現金流評價,經濟性判斷標準則看其凈現值是否大于零,內部收益率和投資回收期是否滿足基準要求(表2)。

表2 不同勘探階段評價內容及評價標準

2 勘探目標地質風險和經濟評價

2.1 地質風險評價

地質風險評價是用統計學和概率論原理,在鉆前評價過程中對圈閉風險和不確定性的定量或數值化評價。其目的是估計地質風險分析單元的含油氣概率。

2.1.1 地質風險分析中的基本概率法則

在地質風險分析中,常用基本概率法則如下:

(1)任一隨機事件的出現概率等于1減該事件不發生的風險;

(2)相互獨立隨機事件同時出現的概率等于每一事件單獨出現的概率的乘積(乘法定理),即P=Pa×Pb×Pc×Pd;

(3)兩個互斥事件A、B的和事件A+B的概率等于事件A概率與事件B概率的和,即Pa+b=Pa+Pb。

在油氣勘探中,鉆一口探井為一次試驗。這口井是干井或發現油(或氣),是互相排斥的兩種可能結果。該井為干井或油氣發現井的概率,是這兩個單獨概率之和,即P(油或干)=P(油)+P(干)。

2.1.2 地質風險評價標準

開展地質風險評價,準確描述地質風險對提高勘探成功率、保障勘探效益具有重要意義[4]。通過與從事勘探生產的研究人員多次結合,依據勘探實踐對評價標準進行驗證和反復修正[5-10],制定了更為合理的勘探目標地質風險評價標準。該標準以成藏規律和資料可靠程度為分級依據,將生、儲、蓋、圈、運、保6大地質要素,整合為烴源巖、儲層、蓋層、圈閉及保存、運移匹配5項地質要素。

每項地質要素包括1個或多個評價因子,每個評價因子又分為控制因素和修正條件,通過制定控制因素的賦值條件將每項要素分為5級進行賦值,來界定大的取值區間;通過制定修正條件的賦值條件,對主要控制因素的賦值結果進行小幅調整,以更加準確地展示不同勘探目標的差異(表3)。

成藏概率值可通過式(1)、(2)進行計算,計算的成藏概率越高,表明其地質風險越小。

fi=Ri(1-ki),

(1)

(2)

式中,F為成藏概率;fi為風險地質要素概率值;Ri為第i項評價要素控制因素賦值;ki為第i項要素修正條件(或影響因素)賦值。

2.2 經濟評價方法

2.2.1 計算模型建立

利用國際通用的現金流法建立最小經濟儲量規模標準和商業油流標準的計算模型[11-12],根據盈虧平衡原理(即評價期內,勘探開發等投入等于原油銷售收入),令NPV=0,建立計算模型,式(3)為商業油流標準的計算公式。

研究發現,最小經濟儲量規模受多個因素影響,如油藏初期產量、開采井數、注采比、開采年限等。因此,其計算模型作以下假設:設8年內能夠收回勘探開發投資及經營成本,且能開發完油藏并達到該類油藏的平均采收率。計算過程在建立商業油流的現金流評價表后,通過迭代qlim方式,取投資回收期剛好為8年的原油累產,并將原油累產值視為區塊可采儲量,最小經濟儲量規模即為原油累產與采收率比值。

(3)

其中

Ci=365qlima0w(1-Dc)t-1(p-R)fS.

Co=CkdS+CktHαS+fS(CkfHβ+Cdm+Cdc).

式中,NPV為凈現值,萬元;Ci為現金流入,萬元;Co為現金流出,萬元;T為評價期(T=8),a;a0為油井采油時率,%;qlim為單井經濟極限初始日產量,t/d;Dc為年綜合遞減率,%;I為折現率(I=12%),%;f為生產井合理井網密度(油井),口/km2;S為含油面積,km2;H為單井進尺,m;Ckd為折合三維地震單位成本,萬元/km2;Ckt為探井每米成本,元/m;Ckf為生產井每米成本,元/m;Cdm為單井地面投資,萬元/口;Cdc為單井年操作費用(Cf+Cv),萬元/口;w為原油商品率,%;p為油價,元/t;R為噸油稅金,元/t;α為探井密度,口/km2;β為總井數與油井數比值,無因次。

表3 圈閉成藏風險評價要素及標準

2.2.2 開發概念方案設計

不同類型油藏的開發方式不同,其使用井型、注采比、遞減率、操作成本、地面投資等都有所差別[2],從而造成油藏的投入與產出不同,因此,需根據油藏開發方式的差異劃分油藏類型,建立不同類型油藏的開發概念方案。依據儲層滲透率、原油黏度和地面條件將油藏類型分為中高滲、一般低滲、特低滲、稠油和海上5類,結合開發現狀,設計了各類油藏的開發概念方案模型。

2.2.3 參數取值

各類油藏的開發概念方案模型中參數測算的準確與否,直接影響計算結果的可信度。本次重點對影響濟陽坳陷油藏勘探、開發投入的主要參數進行分析定值,其余參數參照有關規定以及近幾年本地區的開發實際情況統計取值(表4)。

表4 不同類型油藏基礎參數

2.2.4 經濟評價圖版

在確定公式③ 的各項參數后,利用公式,可計算出中高滲、一般低滲、特低滲、稠油和海上5種類型油藏在不同深度下的最小經濟儲量規模和商業油流標準。

最小經濟儲量規模計算結果表明,在相同深度、相同面積情況下,最小經濟儲量規模具有海上>稠油>特低滲>一般低滲>中高滲的特點,且各類油藏均具有隨面積增大,單位面積儲量規模要求變小的特點(圖1)。

經濟極限初產計算結果表明,相同條件下,對單井初產的要求具有海上>稠油>特低滲>一般低滲>中高滲的特點。與工業油流標準相比,經濟極限初產標準的起點要求更高,而隨深度的增幅較工業油流標準低(表5)。

圖1 不同類型油藏最小經濟儲量規模

表5 不同類型油藏商業油流標準

3 勘探目標綜合評價與優選

3.1 勘探目標綜合評價方法

以預探井、評價井及其對應的圈閉或油氣藏為評價對象,耦合地質風險和經濟評價結果,建立了勘探目標綜合評價方法。該方法以圖版的形式進行表現,縱坐標是用成藏概率表征地質風險,橫坐標是用資源量與最小經濟儲量規模表征經濟性(圖2)。

圖2 勘探目標綜合評價圖

通過建立成藏概率和經濟性分級界限,將勘探目標分為四類。其中,Ⅰ類勘探目標最好,Ⅱ類次之,Ⅲ類再次,Ⅳ類最差。此處,筆者著重介紹3個起始點的標準制定依據(表6),成藏概率分級的依據主要是考慮風險因素的級別和個數,當4個評價要素中只有一個高風險因素且為3級時(成藏概率值0.7),認為其風險很小,作為Ⅰ、Ⅱ類分類界限;當出現一個4級風險時(成藏概率值0.5),其風險較小,作為Ⅱ、Ⅲ類分級界限;當出現兩個4級、一個2級時,風險較高,作為Ⅲ、Ⅳ類界限(成藏概率值0.2)。

經濟性分級主要考慮資源的轉化率,通常預測儲量升級探明的升級比例在50%。因此,當比值為2時,可確保儲量具有經濟性,作為Ⅰ、Ⅱ類分類界限;當比值為1,且轉化率為100%時,剛能滿足經濟要求,定為Ⅲ、Ⅳ類的界限。起始點之后的標準根據風險增大,相應儲量規模要增大的原則進行劃分。在勘探決策和部署中,建議優先選擇Ⅰ、Ⅱ類目標,Ⅳ類目標在當前經濟形勢下無經濟效益,應當暫不鉆探。

表6 勘探目標綜合評價起始點分級依據

3.2 勘探目標評價效果

近年來,濟陽坳陷東部探區部署了39口探井,資源量約為2.47×108t。通過對所部屬探井評價優選,評價出Ⅰ類目標10口、Ⅱ類23口、Ⅲ類6口。從已完鉆12口井的鉆探效果分析看,鉆探成功率與綜合評價分級結果顯示出很好的對應關系:其中,Ⅰ類目標成功率為80%,Ⅱ類目標成功率50%,Ⅲ類目標成功率33%,充分表明綜合評價圖版具有很好的評價效果。

4 結 論

(1)通過計算成藏概率來表征地質風險,將生、儲、蓋、圈、運、保6項地質要素整合為烴源巖、儲層、蓋層、圈閉及保存、運移匹配5大風險地質要素。以成藏規律和資料可靠程度為依據,建立了各評價因子的分級賦值標準。利用成藏概率計算公式,可定量計算勘探目標的成藏概率值,成藏概率值越高,表明勘探目標地質風險越小。

(2)根據勘探開發實踐,在對不同類型油藏進行勘探開發概念方案設計和經濟參數分析的基礎上,根據盈虧平衡原理利現金流法,建立了不同類型油藏的最小經濟儲量規模標準和商業油流標準。

(3)以成藏概率值表征地質風險,以圈閉資源量與最小經濟儲量規模的比值表征經濟效益,通過制定成藏概率和經濟性分級標準,建立了勘探目標地質風險評價與經濟評價的綜合評價圖版。綜合考慮了地質風險與經濟效益,將勘探目標分為好(Ⅰ類)、較好(Ⅱ類)、一般(Ⅲ類)和差(Ⅳ類)等4個等級,分級結果可作為勘探部署的依據。