基于信息技術的油氣開發儲量計算單元劈分方法研究與實現

［摘 要］在西南油氣田公司開發儲量管理系統應用取得成功的背景下，為了進一步豐富系統功能，滿足油氣田企業儲量信息化管理需要，挖掘現有數據資源價值，本文對油氣開發儲量計算單元劈分方法進行了研究，以儲量與礦業權、油氣井等多要素關聯為基礎，明確儲量計算單元對應礦業權、行政區以及各氣礦范圍內儲量規模，實現了儲量隨礦業權更新、延續變更等范圍條件變化而變化的動態管理，使油氣田決策者能夠實時掌握各礦業權、行政區、油氣礦內儲量家底，從而更好地支撐油氣田企業的勘探開發業務規劃和部署。

［關鍵詞］計算單元；儲量劈分；信息系統；礦業儲量

0" " "引 言

在國內油氣礦產資源改革的新形勢、新政策下，油氣田企業油氣儲量管理業務趨于精細化、規范化，并對探明儲量的掌握程度提出了更高的要求，如礦業權證內各類儲量分布情況、行政區劃管轄內的儲量分布情況以及各油氣礦單位的儲量占比情況等，均是油氣田科研人員與決策者重點關注的問題。由于礦權、行政區以及各油氣礦單位范圍內的儲量與每年上報的探明儲量計算單元并不一定是一一對應的關系，這給各維度儲量統計帶來了一定的難度。故油氣開發儲量計算單元劈分方法研究成為解決這一問題的關鍵所在。在當前信息化管理基礎上實現儲量劈分，將會大大減少研究人員的工作量并提高工作效率以及儲量統計精度，對油氣儲量的科學化管理具有積極的意義。

1" " "儲量計算單元劈分業務現狀

我國礦產資源儲量管理目前形成了以評審備案、登記統計為核心的儲量管理制度體系［1］。油氣田企業根據現行國內政策，衍生出的國內新增探明儲量管理業務包括：新增、復算、核算、標定、結算、可采儲量標定等，用于指導油氣田企業的勘探開發業務規劃和部署。儲量管理業務的基礎是數據及資料的管理，由油氣田分公司下屬勘探開發研究機構主導完成儲量年度數據入庫、資料收集入庫、儲量公報編制等內容。

在主體儲量管理業務外，基于數據資料管理的計算單元劈分與統計工作是科研人員日常工作之一，主要包括礦業權、行政區劃、油氣礦等三類（圖1）。其中，礦業權內儲量計算單元統計是決策者掌握儲量家底的數據來源；各行政區劃范圍內儲量統計是油氣田與地方政府開展交流所需提供的關鍵統計數據，以便共同促進油氣礦產資源儲量的合理利用與保護；各油氣礦單位轄區內儲量計算單元劈分是決策者針對油氣礦資源劈分、動用情況的掌握以及下步探明儲量與開發對策的決策依據［2］。

每年在提交探明儲量時，由于提交儲量計算單元時只需在西南油氣田公司范圍內即可，儲量計算單元還未與礦業權、行政區劃、油氣礦建立明確的劈分關系，所以需要對儲量單元進行劈分及匯總統計。在日常工作中，儲量劈分及統計存在以下痛點：

（1）儲量計算單元數據量大，涉及的工作單位多，信息傳遞環節多，手工劈分工作量大；

（2）礦業權、油氣礦范圍隨時變更，統計人員難以獲取全部更新信息，導致數據錯誤［3］；

（3）人工手動劈分、統計時常有數據不閉合的，數據質量難以保證；

（4）行政區劃會隨國家政策逐年度變更，儲量計算單元對應行政區劃適時調整，行政區劃內數據往往統計時間有限，數據量大情況下易造成統計結果誤差。

這些痛點的存在極大影響著科研人員的工作效率，且統計結果難以質控驗證準確性，因此開展分區儲量統計工作信息化建設工作的需求是非常迫切的。

2" " "儲量劈分方法研究

以充分利用現有資源，避免重復建設為原則開展信息化功能建設。西南油氣田公司開發儲量管理系統是在用信息化管理工具，按照共享能力強、便于業務擴展的系統要求，采用B/S結構，按照應用分為“數據管理”“綜合應用”“工作流程”三大塊，其中系統數據管理具體包括通過年度探明儲量新增，復（核）算、結算、可采儲量標定等成果數據的錄入，依托開發儲量系統入庫成果數據，實現儲量管理人員對年度儲量累計生成，可采儲量標定聯動。開發儲量數據庫以儲量計算單元為最小記錄單位，可以作為儲量計算單元劈分的具體對象；系統建立的開發儲量累計庫能夠對儲量計算單元劈分后的結果進行自動匯總統計；目前西南油氣田公司開發儲量管理系統擁有歷年完整儲量計算單元數據，可以擴展儲量計算單元與礦業權、行政區劃、油氣礦關聯關系，這些均為儲量劈分工作的數字化功能建設提供了十分便利的條件［4-5］。

2.1" "容積法劈分

探明儲量多以容積法儲量計算方法得出［6］。根據容積法計算油氣地質儲量公式，地質儲量的影響因素為儲量計算單元的合理劃分、含油面積及油層的物性等，對于地質儲量劈分，其影響因素為含油氣面積、有效厚度及單儲系數等［7-8］。因影響儲量因素較多，儲量計算單元劈分后存在誤差是難以避免的，是儲量參數這些間接物理量的劈分誤差逐級傳遞的結果［9-11］。同時，按照礦業權、行政區劃、油氣礦等對儲量計算單元進行劈分，除計算面積是相對確定的數據外，油藏性質難以科學化度量?？紤]到研究對象對數據精度的要求，因此系統功能可以在數據層面上通過確定計算面積占比實現對儲量計算單元進行劈分。面積占比可通過專業軟件進行確立，將礦業權范圍（圖2）、行政區劃（圖3）、油氣礦劃分（圖4）范圍、儲量計算單元范圍等空間數據進行空間運算獲取面積劈分結果。

可通過地理信息系統技術（GIS技術）進行空間運算方式，實現礦業權、行政區劃、油氣礦范圍等數據空間可視化，為儲量計算單元劈分提供有效的技術手段［12-13］，通過對空間疊置數據采集和處理實現面積占比的獲取。利用所占面積范圍對儲量計算單元的分割，由業務人員給定分割后儲量面積的比例從而得出儲量比值。

另一種方法是人工錄入儲量占比。此種方式雖然增加了部分人工錄入的工作量，但是相比于面積劈分，此方法適用性更廣闊，可適用于動態法儲量劈分，業務人員根據儲層性質、油氣層位、油氣井等信息進行劈分，以劈分占比結果進行約束，給予業務人員處理數據的靈活性。結合儲量計算單元劈分需求，系統綜合兩種方法進行設計。

儲量計算單元比例確定后，按照該劈分比例，可進一步自動計算得到計算單元劈分后的油氣地質儲量、油氣技術可采儲量、油氣經濟可采儲量等參數。

2.2" "動態法劈分

2.2.1" "劈分依據

根據《DZ/T0334—2020石油天然氣探明儲量報告編寫規范》登記探明儲量應按礦業權、省份（海域）、生態環境保護區進行劈分儲量并闡述劈分結果。

（1）當油氣田跨省時，以省界分割油氣田；

（2）當油氣田跨礦業權時，根據儲量與所屬礦業權關系將探明儲量按所屬礦業權進行劈分；

（3）當油氣田與自然保護區有重疊時，以自然保護區外邊界進行儲量劈分。

2.2.2" "劈分原則

劈分前后，含氣面積和探明地質儲量、技術可采儲量及經濟可采儲量的合計應與最近一次備案證明中合計數據一致，其中，與礦業權調整退出區域重疊部分的經濟可采儲量可不一致；從計算單元開始劈分的儲量，儲量參數能滿足今后進行儲量復（核）算要求，不產生矛盾且數據閉合。

2.2.3" "劈分方法

動態法儲量采用單井采出油氣量法進行劈分。具體方法是根據單井累計產氣量（或累計產油量）與所在計算單元所占的比例進行劈分，各單井坐標與省份、礦業權、自然保護區進行疊合，根據各省份、礦業權、自然保護區與計算單元投影重疊區域井的累計產量所占比例算出劈分儲量。

3" " "儲量劈分功能實現

基于中國石油勘探開發夢想云平臺提供PaaS技術架構，以夢想云平臺提供的統一數據和統一技術為基礎，依托開發儲量管理系統，將儲量、礦權、產量、井位等多要素相結合，形成新一代儲量管理模式，有效提升儲量研究人員、管理人員、決策人員的工作效率，為西南油氣田的勘探開發業務規劃和部署提供支撐。

西南油氣田開發儲量管理系統數據庫設計以計算單元作為主數據。主數據包括能源類型、油氣田、區塊、計算單元、開發單元、行政區劃、構造單元、層位等幾大類共性數據信息。開發單元按照天然氣、頁巖氣、石油三大能源類型進行劃分，計算單元通過與不同能源類型業務數據進行關聯，包括計算方法、地質儲量、技術可采、經濟可采、孔隙度、滲透率、試油井等，與開發單元建立一對多從屬關系，支撐開發單元從新增、拆分、合并到核銷的全生命周期聯動。

西南油氣田開發儲量管理系統從企業級數據生態角度考慮，設計對開發儲量業務輸入輸出數據類別進行梳理，分出計算單元、開發單元，標定單元三類數據清單。結合儲量備案、開發方案、生產動態業務需求，設計以儲量單元為實體，以計算單元作為最小單元進行入庫及管理，通過計算單元與開發儲量單元進行關聯，支持探明儲量新增、復（核）算、結算、可采儲量標定等數據的校驗、入庫、維護。同時建立儲量單元與礦權、井口、報告文檔等關聯，其中井口通過與油氣水井生產數據管理系統（A2）中油氣水井數據建立關系，以井口、產層作為橋梁，建立儲量與產量關系，實現儲量業務多要素相關性分析［14］。

基于開發儲量各類數據入庫成果，根據日常業務統計需要，西南油氣田開發儲量管理系統實現了按照行政區、礦權、油氣礦單位等條件進行儲量單元的劈分，支持不同場景的業務應用。

3.1" "按礦業權劈分儲量

系統實現儲量劈分與統計，必須要確定礦業權與儲量關系。因礦業權是動態變化的，如何利用信息技術建立礦業權與儲量計算單元的動態關系是設計關鍵。解決思路有以下幾種。

思路一：儲量計算單元與礦業權關系唯一，調整計算單元與礦業權關系，所有計算單元關聯礦業權全部更新為最新有效礦業權及劈分比例。

思路二：保證歷史礦業權可選擇，新增計算單元可選擇有效礦業權關聯，累計儲量中關聯新增計算單元礦業權關系及劈分比例；在以后的累計過程中順帶上一年累計儲量礦業權，也可在累計中調整礦業權關系及劈分比例。

思路三：儲量計算單元智能關聯礦業權關系。每年新增計算單元選擇有效礦業權關系及劈分比例，累計儲量中關聯新增權業權關系及劈分比例；依據礦業權變更歷史關聯與之對應年度有效礦業權，在以后的累計儲量中智能關聯最新有效礦業權及劈分比例。

三種思路各有其優劣。對于第一種思路，優點是確定性高，數據關聯關系簡單，但是不能保存礦業權變更歷史，無法掌握礦業權及其對應儲量的變化過程；第二種思路解決了歷史數據保存的問題，但數據關聯關系相對復雜，且均需人工核查搭建關聯關系；第三種思路側重智能化聯動功能實現，可進一步擴展統計分析、礦業權與儲量計算單元聯動功能，但智能關聯仍需考慮諸多問題，如未更新礦業權時查不到當年有效礦業權、當年同時有多個礦業權存在有效、智能關聯礦業權的解決方案需要考慮眾多不確定因素。

綜合考慮現階段應用需求及數據情況，結合業務人員對數據的靈活性操作，采用第二種建設思路，并將智能關聯作為系統擴展功能后續實現。建立好礦業權與儲量計算單元關系后，利用信息技術采用劈分比例標準，完成儲量計算單元在礦業權層面的劈分（見表1）與統計，實現具體礦業權內各類儲量精細化分析工作。

3.2" "按油氣礦劈分儲量

儲量計算單元與油氣礦的對應關系也存在動態變化的過程，可能出現某年油氣礦1001中一部分劃歸到油氣礦1002，或者某年油氣礦1003整體并入油氣礦1002等情況。實現原理與礦業權相近，采取相同的設計思路，即保證歷史油氣礦可變動選擇。當年新增計算單元關聯選擇油氣礦關系，累計儲量即關聯新增計算單元關聯的油氣礦關系；在以后的累計儲量過程中順帶上一年累計儲量中的油氣礦關系，也支持在累計儲量中隨時調整油氣礦關系及劈分比例，達到按照油氣礦單位進行儲量劈分（見表2）與統計的目的。

3.3" "按行政區劈分儲量

根據實際儲量劈分業務需求，行政區劃現階段以市一級為最小行政單元。因行政區劃變化以年度為基準，其管轄范圍基本保持不變，可視為常量。按照儲量計算單元與行政區劃關系唯一的思路，確定年度新增計算單元與行政區劃關系及劈分比例，由業務人員選擇所屬行政區劃并輸入儲量劈分關系，實現探明儲量在行政區劃內的儲量數據精細化分析決策（見表3）。

4" " "應用效果

通過開發儲量管理系統中儲量劈分功能的建設與實現，油氣田科研人員減少了復雜歸屬條件下儲量統計的繁重工作，避免因人工統計疏漏造成的數據誤差，且不必考慮每年因礦業權變更、油氣礦儲量歸屬變更、儲量復算、結算等影響下的儲量變更等數據更新問題，大幅降低科研人員的工作量。系統功能上線后，決策者可隨時查看最新的行政區內、各氣礦內分區儲量統計數據，使決策者對油氣儲量有進一步的掌控，為油氣田企業與地方政府交流及下一步規劃提供有力支撐。

油氣儲量計算單元劈分方法研究與實現為進一步深化儲量業務精細化分類提供了一種借鑒思路，通過與信息化技術相融合，綜合圖形數據一體化應用，在不同維度下進行自動化統計分析，實現了儲量成果共享研究與應用，大幅提升了科研工作者處理日常工作的效率，加快了西南油氣田公司數字化轉型步伐。

主要參考文獻

［1］陳敏，孟剛，苗琦，等．我國礦產資源儲量管理現狀、問題及建議［J］.中國礦業，2020，29（7）：16-19，24．

［2］曲俊利，孟剛，苗琦，等.我國礦產資源儲量管理改革進展與建議［J］.能源與環境，2022（2）：2-4，8.

［3］劉恩奇.煤層氣探明儲量管理中需注意的問題［J］.中國石油和化工標準與質量，2020，40（11）：99-100.

［4］鄧頌平，楊麗沛，周梔.淺談《礦產資源儲量數據庫管理系統》的建設與應用［J］.國土資源信息化，2010（6）：19-22，74.

［5］林澍哲，梁梅芳，謝萍，等.自然資源資產管理信息系統設計與實現［J］.國土資源信息化，2021（1）：43-48.

［6］胡允棟. 基于不確定性分析的油氣儲量分類與評估方法［D］.北京：中國地質大學，2007.

［7］楊通佑，范尚炯，陳元千，等．石油及天然氣儲量計算方法

［M］. 2版.北京：石油工業出版社，1998．

［8］呂靖，宋保全，劉吉余.高含水期地質儲量劈分方法［J］.大慶石油學院學報，2007（6）：22-23，39，123.

［9］胡允棟，關濤.儲量參數誤差對儲量精度的影響［J］.石油勘探與開發，1998（6）：87-90，9，16.

［10］畢海濱，查全衡，王永卓.提高儲量評估水平的三大地質要素［J］.石油學報，2004（1）：25-29.

［11］徐春華，范小秦，池建萍，等.面積權衡劈分方法計算單井地質儲量［J］.特種油氣藏，2005（2）：45-48，106.

［12］傅瑾君，王曉星.基于MapGIS10的油氣礦權儲量信息系統構建與應用［J］.國土資源信息化，2020（6）：46-49.

［13］劉世翔. 基于GIS與含油氣系統的油氣資源評價方法研究［D］.長春：吉林大學，2008.

［14］張桂鳳，楊帆，趙涵，等.西南油氣田開發儲量管理數字化轉型探索與實踐［J］.中國管理信息化，2023（7）：102-108.

［收稿日期］2023-10-06

［作者簡介］楊帆（1991— ），男，河南新蔡人，碩士，工程師，主要研究方向：油氣開發儲量評價。