油氣儲量研究業務數字化轉型設計與實現

李文倚?張歡

摘要：儲量研究是多專業、多層次協同工作，儲量新增、復算、核算以及可采儲量的標定是對儲量全生命周期的跟蹤。按照數字化轉型要求，依托公司勘探開發數據庫的數據支撐，通過建立支持勘探、開發、生產全過程8個評估點的儲量工作系統，規范儲量評估管理流程和標準，改進儲量評估工作模式，實現儲量基礎數據互聯互通，數據錄入和準備自動化，達到有力提升儲量研究和管理的工作效率、充分發揮儲量數據核心資產價值的目的。

關鍵詞：油氣儲量；數字化轉型；儲量研究

一、前言

儲量評估的大量數據準備仍由人工線下完成，無法滿足當前自動化、智能化的需求；“三條線”儲量數據分別由三部分人員進行管理，相互之間有很多相同或者類似的數據，存在數據重復錄入和維護的現象；儲量數據資產的價值挖掘還不夠。舊的儲量管理系統難以滿足油氣資產高效利用和優化決策要求，迫切需要開發一套適用于公司的儲量評估工作系統，以提高儲量分析應用的效率和質量，更科學、快捷地服務于公司勘探、開發、生產及財務等業務，才能進一步發揮儲量數據核心資產的作用[1]。

二、儲量數字化轉型設計

原有的儲量評估及管理系統實現了儲量成果數據在線管理，建立了基于R3軟件的已開發油田儲量評估工作系統，并已廣泛應用于公司年報匯總、已開發油田儲量評估、資產減值計算等業務。未開發油田的儲量評估沒有統一軟件支撐。儲量評估過程未實現線上流程化管理，儲量研究和分析的質量難以統一管理。

依托勘探開發數據湖和儲量工作系統，在十四五期間，分兩個階段，實現儲量業務數字化轉型。第一階段目標是實現常規油氣儲量研究數字化轉型（2020年—2022年），具體目標包括建立支持勘探、開發、生產全過程8個評估點的基礎系統；按照勘探開發數據治理要求，建立國家、內部和上市三條線儲量業務數據標準；實現從數據湖數據推送基礎數據以及按照數據標準采集入湖。第二階段目標是實現非常規油氣儲量研究數字化轉型（2023年—2025年），具體目標是實現非常規油氣藏儲量評估；優化儲量復算數據處理功能；深化儲量工作系統油氣儲量研究應用[2]。目前已實現第一階段目標。

三、儲量工作系統架構

儲量工作系統的技術架構（如圖1）按照Spring Cloud微服務架構與容器化部署的技術路線進行建設，共劃分了14個微服務。對于結構化數據采用結構化數據庫存儲，非結構化數據采用文件方式存儲。

儲量工作系統是一個面向研究地質儲量計算與管理工作流程化的業務應用系統，為實現綜合地質分析、儲量計算研究及成果標準化、效率高效化需要從多個層面、多個維度實現從數據采集到成果應用的閉環流程，將系統設計為數據服務層、技術支撐層、業務工作層三個層面[3]。

數據管理：儲量系統從數據湖中抽取儲量計算所需要的基礎數據存儲在儲量項目庫。儲量業務研究完成后，項目庫存儲研究的中間成果數據與最終成果數據、成果文檔，及相應成果回存到數據湖。

技術支撐：是系統的核心引擎，主要目標是構建微服務架構體系、基礎服務及數據處理能力，為上層的業務應用提供服務接入支持和計算能力支持。服務接入以微服務架構體系為基礎，讓各個服務之間在結構上“松耦合”，而在功能上則表現為一個統一整體，微服務架構是系統應用開發的理想選擇。數據分析與計算能力支持主要提供數據基礎服務及與其他已建成庫互聯互通服務能力建設。H5專業圖形服務主要為應用層提供專業圖形引擎及成圖組件[4]。

工作系統：指系統項目實現的業務應用，包括綜合地質分析、儲量計算、報告編制、類比庫管理、在線審批。在工作系統提供用戶和系統間的互動功能，為用戶通過系統進行業務研究提供良好的交互體驗。

四、儲量工作系統功能實現

儲量工作系統以儲量評估任務為主線，從數據庫及本地文件中提取數據，完成綜合地質分析、儲量計算、油藏類比等基礎工作，成果用來編制儲量報告及附圖附表，經過領導、專家審批后入各類成果管理庫，并按照儲量業務數據標準采集入湖。綜合考慮公司儲量評估工作系統儲量計算、報告編制以及儲量審批等內容，儲量評價工作系統共設計9大功能模塊，包括：項目管理、數據管理、綜合地質分析、儲量計算、報告編制、類比庫管理、在線審批、成果管理、系統管理。

（一）數據管理

梳理儲量分析需要的基礎數據，基于現有數據庫已有成果優化數據標準、數據格式、數據源頭等，分析儲量報告及附表相關數據項類型，有效獲取基礎數據，并根據基礎數據和中間成果數據統計生成儲量報告需要的附表和插表。數據提取方式包括數據庫提取、用戶導入、在線輸入三種方式。

實現地質、測井、分析化驗、測試測壓、開發動態5類專業數據的加載、維護，以及儲量綜合圖、沉積相圖、含油氣面積圖、構造圖等15類專業圖件加載[5]。

（二）儲量計算

依托國家儲量規范，儲量計算模塊主要實現儲量計算業務流程平臺化，完成油藏、氣藏、凝析氣藏三種油氣藏類型的地質儲量估算、技術可采儲量估算和經濟可采儲量估算。根據國家規范和行業標準，植入儲量參數計算如含油飽和度、天然氣偏差系數、采收率等50余種經驗公式和算法；運用容積法、動態法和概率法三種方法計算地質儲量；運用經驗公式法、產量遞減法、水驅特征曲線法等多種方法計算技術可采儲量[6]。

1.計算單元劃分

結合構造、儲層、流體系統分析，確定平面分區和縱向單元劃分；探明儲量單元確定的各類依據，形成成果表；控制儲量單元確定的各類依據，形成成果表；預測儲量單元確定的各類依據，形成計算單元劃分表。

2.計算參數確定

實現含油面積圈定原則、流體界面確定依據、成果圖的輸入；有效厚度下限標準輸入及下限確定分析（如四性關系分析），有效厚度圖的輸入及單元值輸出；有效孔隙度確定依據；原始飽和度、流體參數確定；煤層密度、煤層含氣量確定。生成的表格包括含油（氣）邊界確定表、平均有效厚度取值表、平均有效孔隙度取值表、平均原始含油（氣）飽和度取值表、平均原始原油體積系數取值表、平均原始天然氣體積系數取值表等。

3.計算結果確定

依據儲量計算公式和所確定的儲量參數計算并輸出地質儲量的結果（包括國家儲量計算規范和SEC儲量計算規范下的儲量計算），并形成地質儲量匯總表。

4.采收率確定

綜合考慮流體性質、油藏類型以及儲量分布等因素，采用不同方法確定采收率。系統實現三種以上方法采收率的計算和輸入，形成成果表。經驗公式法，實現多種經驗公式嵌入，并在系統上利用公式計算采收率；相似油田類比法，實現鏈接類比庫，選取相似油田進行采收率類比，采收率結果為一定數值范圍或取平均值；數值模擬法，新油田一般不用此方法，老油田復算結合數值模型確定采收率，并生成油田采收率匯總表。

5.技術可采儲量計算

技術可采儲量估算模塊包括采收率計算、采收率綜合取值、技術可采儲量估算等功能，同時提供不同油氣田類型（包括常規油藏、常規氣藏、凝析氣藏等）對應的采收率計算方法。

6.經濟可采儲量計算

經濟可采儲量估算模塊包括產量預測、開發設想、經濟可采儲量估算等功能，同時提供不同油氣田類型（包括常規油藏、常規氣藏、凝析氣藏等等）對應的產量預測計算方法。將產量預測結果推送到R3軟件，在軟件中得到剩余經濟可采儲量計算結果，并推送到儲量平臺。平臺根據剩余技術可采儲量的占比進行剩余經濟可采儲量劈分，得到各計算單元的剩余經濟可采儲量，根據各計算單元的累產，得到各計算單元經濟可采儲量。

（三）報告編制

通過分析儲量報告及附表的文字和數據，區分哪些內容是固定的，哪些可以從數據庫中取，哪些需要人工編輯，在此基礎上采用排版引擎生成報告和附表。支持儲量報告的在線編輯、在線預覽與在線提交。定制式自動生成儲量評估報告及附表。

根據國家儲量標準規范，定制儲量報告和附表模板，自動生成不同油氣藏類型、儲量級別、儲量類別的儲量報告、附表，以及有限公司3P3C儲量報表。內置附表和報告定制模板，報告、附表、附圖集、附表集可以一鍵生成；利用H5圖形技術，實現對附圖標準化。

（四）地質綜合特征分析

根據國家儲量規范的研究內容，分別從構造特征、儲層特征、油氣藏特征、有效厚度下限4個方面開展綜合地質分析。根據國家規范和行業標準，定制專業圖版，快速繪制60類專業圖件；縱向上可根據層位、油組、亞油組、小層、砂體不同的分層級別篩選數據；利用H5圖形技術，實現圖件人機交互。利用構造圖、地震剖面圖、儲層預測圖等開展構造特征分析、斷裂系統分析、構造圈閉分析、預測砂體分析。通過繪制各類圖件開展沉積環境分析、巖石類型分析、物性特征分析、孔隙結構分析。通過繪制各類圖件進行溫壓系統分析、流體性質分析、油藏類型分析。通過繪制各類圖件進行有效孔隙度、空氣滲透率、原始含油飽和度、四性關系、有效厚度下限分析[7]。

1.構造特征分析

實現構造成果圖件和數據的輸入，實現對構造特征、斷裂系統特征、圈閉特征的分析。包括但不限于以下成果：構造解釋典型地震剖面圖、構造解釋層位時間域構造圖、構造解釋層位深度域構造圖、斷裂系統疊合圖、斷層要素統計表、圈閉要素統計表。

2.儲層特征分析

加載數據表及地層對比剖面等數據圖表，實現地層特征分析；加載沉積相相關圖表，基于基礎數據生成C-M圖、粒度概率曲線圖等，對沉積環境進行定性分析；基于分層數據，實現儲層參數的快速統計分析及成圖，如砂巖厚度、砂巖百分含量、孔隙度、滲透率等，實現儲層物性分析；快速形成巖石分類三角圖、巖石分類表、黏土含量表等，對巖石學進行分析；快速生成毛管壓力曲線特征圖等，實現對儲層孔隙結構的分析。分析的儲層包括砂巖、碳酸鹽巖等多種儲層類型。

3.油氣藏特征分析

流體性質分析，形成相關數據表，并增加流體性質相關判別標準，形成油藏參數數據表；溫壓系統分析，快速形成地層壓力、地層溫度與深度的關系曲線圖；油氣水界面的分析：基于地層溫度、地層壓力數據，快速繪制地層溫度－深度、地層壓力－深度關系圖，擬合公式計算壓力系數、地溫梯度等參數，并按相關分類標準對地層溫壓系統進行分類評價。油藏類型分析，油藏剖面成果圖的輸入，測井解釋油氣水成果的輸入，判斷油藏類型。

4.有效厚度下限分析

快速繪制巖心孔隙度與巖心覆壓孔隙度關系圖，編寫認識結論；空氣滲透率分析，快速形成滲透率相關關系圖，幫助分析滲透率特征；原始含油飽和分析，快速繪制相關關系圖，對原始含油飽和度特征進行分析；四性關系分析：分析巖性、電性、含油性和物性兩兩之間的關系，形成各類關系圖及結論和認識；有效厚度下限分析：根據測試數據、測井解釋成果數據等快速繪制各類交會圖，輔助判斷有效厚度電性下限、物性下限、含油性下限、巖性下限，形成有效厚度下限表。

（五）儲量評估類比庫

基于歷史研究成果數據庫，綜合考慮油藏地質特征、開發動態因素，分別從儲層、流體、油藏、儲量、開發等多個方面提取出油藏類比涉及的參數項，建立油氣藏類比數據庫。建立油藏類比模型，找到與研究目標最相似的油藏，為目標油藏推薦關鍵參數進行儲量計算研究，輔助勘探開發決策，降低勘探開發風險。類比庫關鍵類比指標包括油氣藏基礎信息、儲層特征、流體特征、溫壓特征、儲量狀況5個方面[8]。

（六）在線審批

用戶基于成果管理模塊的儲量成果，發起、查看、審核審批流程，實現儲量成果的在線審批可視化。審批成果可加載成果庫文件和本地文件；未通過的成果完善后可重新發起審批，直到通過審核。實現“評價－審核－確認”全流程可視化管理。實現儲量評估成果分公司研究院、分公司、集團公司三級儲量審查、評審過程。每個節點實現以下功能：上傳報告、附圖表材料；專家在線審核相關成果；記錄專家信息、評審意見等審查過程信息。

（七）成果管理

以項目為主線，管理所有項目下油氣田每個儲量節點的數據、圖件、報告等成果，并實現探明庫成果推送及mdb成果庫生成。成果管理包括基礎數據、中間成果、最終成果。

五、技術成果創新

儲量工作系統實現了儲量評估一體化、數據管理自動化、儲量成果標準化、參數類比便捷化的四化目標。儲量評估工作系統實現了業務流和數據流雙優化，基于數據湖，以數據驅動業務，實現儲量評估流程的一體化，實現了研究團隊、專家團隊、管理團隊等多專業、多角色的協同一體化辦公，數據和成果實時共享[9]；基于儲量評估流程的數據需求，數據湖定期自動推送多項主數據和業務數據集至系統，實現數據推送實時化，及時滿足儲量評估工作的需要，實現數據“取之于湖，用之于湖”；根據國家儲量規范，內置21類報告模板、100余類附表模板和相關算法，自動生成各類儲量報告和表格，實現了對儲量成果的規范化管理；基于油氣藏參數指標體系，快速提取油藏類比庫參數，推薦相似油氣藏，獲取儲量參數，為儲量研究提供基礎數據[10]。

六、應用效果

儲量工作系統上線后，已在多個油氣田儲量評估過程中，實現數據加載、地質綜合分析、儲量估算、報告生成等全過程的應用，并將儲量計算得到的成果按照計算單元和開發單元匯總統計。目前儲量工作系統還存在一些問題：系統使用起來不太方便，很多數據還需要人工錄入；與專業軟件沒有建立數據接口，相關成果數據不能自動獲取；系統的應用步驟比較復雜，業務人員短時間還無法適應系統設計的工作流程。同時，由于系統涉及面大，開發時間長，一些功能未在項目需求調研階段提出，需要后續進行完善。

參考文獻

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作者單位：中海油研究總院有限責任公司

責任編輯：周航