跟踪分析方法及其在圈闭评价过程中的作用

刘志强，陈继华，张文彪

(中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083)

随着风险分析方法被引入到石油工业中[1－2］，地质风险分析和不确定性资源量估算得到了广泛的应用。特别是从20世纪70年代开始，国际油公司如 Chevron、BP、Shell、ELF 以及一些政府机构开始大规模使用风险分析方法帮助决策。现今，集合风险分析、不确定性资源评价及技术经济评价的一体化圈闭评价方法，已被大多数大型油公司和许多国家石油机构所接受并采纳[3－4］。

国内风险分析研究开展较晚，油气勘探工作中也未广泛应用，但目前已有许多工程技术人员和学者发表了大量文章介绍风险分析方法和相关软件，并强调了利用各种方法进行风险分析的重要性[5－11］。尽管对各种风险分析和圈闭评价的讨论越来越多，但如何正确地使用具体评价方法，以及如何优化方法和过程、矫正评价中的各种倾向，却鲜有文章介绍。钻前钻后对比和跟踪分析对圈闭的评价和认识有着不可替代的作用。系统地开展跟踪分析，对识别和调整评价方法中的不合理之处、降低人为因素的各种倾向性具有重要意义。

1 跟踪分析方法

地质风险分析是技术人员基于掌握的信息、对信息的理解和判断、工作经验和感性认识等基础之上对未知结果的定量分析。当不同的技术人员对同一勘探目标进行分析，尤其是当不同技术人员对不同地区的油气资产进行评价时，如何保持评价方法的一致性和结果的可对比性，是一个油公司在现代圈闭评价过程中必须面对的问题，这要求公司内部适应并形成一致的风险评价方法[12］。跟踪分析方法就是为满足这种需求而形成的。

图1 下刚果盆地某深水区块钻前、钻后累积最终可采储量对比Fig.1 Pre-and post-drill accumulative reserves of a deepwater block in Lower Congo Basin

跟踪评价方法即系统的钻后评估，英文中称为PerformanceTracking，Post－ drillReview或Post－drill Feedback[13－14］，其核心内容是通过分析已详细记录的历史数据，识别风险分析方法在应用过程中出现的误差甚至错误，进而总结经验教训，修正并完善分析方法的技术。通过跟踪分析，即便在勘探新区开展工作，也可以在相对较短的时间内建立起高水平的风险分析团队，从而得到准确的评价结果。

在中国石化对西非下刚果盆地某深水区块浊积水道砂体的勘探过程中(图1)，第1和第2个发现的钻后结果和钻前预测差别不大，但第3和第4个发现的实钻效果明显差于预期;而第7个发现的结果则相反，预期增加43 MMbbl储量(1MMbbl=13.64 ×104t)，但实际钻探增加了 200 MMbbl储量，结果大大好于预期。通过对资源量计算时选取的各参数开展跟踪分析，认为振幅属性对储层厚度预测存在较大不确定性，有效储层厚度的变化是造成钻前、钻后结果差别较大的最主要原因。在加深对储层认识的同时，利用相干属性和分频属性等多种手段综合分析，调整了对储层厚度赋值的把控，准确预测了其他未钻探目标的储层分布和厚度。因此，最近3个发现的实际储量与钻前预测非常接近，有效的降低了项目的风险。

圈闭评价中的跟踪评价，主要是针对勘探目标开展的，对比钻前、钻后风险评价和资源估算结果，总结经验教训，改善、优化评价的过程和方法，使勘探目标的钻前评价更准确。杨登维等[15］总结认为，跟踪分析的工作内容包括:(1)建立探井评价数据库;(2)对比发现概率与探井成功率;(3)如果探井为干井，确定其失败原因;(4)如果探井为发现井，对比预测的资源量参数和实际的储量参数;(5)总结其中的经验教训。

跟踪分析方法主要包括2个方面，一是对发现概率(即圈闭含油气概率，主要针对失利井)的反馈分析，二是针对油气藏规模(即资源量计算结果，主要针对发现井)的反馈分析。下文将结合实际例子对这2种方法详细介绍。

2 地质风险跟踪分析

勘探目标发现概率是圈闭地质风险评价的主要结果，用以描述勘探目标的风险。通过对比实际的钻井成功率和预测的发现概率，可以判断钻前的风险分析是否准确，评价者是否有乐观或悲观的倾向，或者评价过程中保持了中立和务实的态度等问题[12］，从而正确认识勘探目标所面临的风险。常用的地质风险跟踪分析方法有风险直方图法和关键风险分析法。

2.1 风险直方图法

风险直方图是通过钻井结果和钻前预测的发现概率区间组成的简单直方图[13］。将钻前评价认为发现概率在某一区间内的发现井和失利井数进行统计，并且按不同的发现概率区间分类，形成风险直方图。通过风险直方图可以直观地得到实际探井成功率。如果实际探井成功率和所在区间发现概率一致，说明对于此风险区间内的评价基本客观;如果实际探井成功率和所在区间发现概率不一致，则说明此风险区间内的评价不一定可靠，需详细分析导致评价不准确的原因。需要注意的是，在分析一口探井同时钻探2个或多个主要目标时，需要用圈闭的成功率和圈闭的预计发现概率进行分析。

对2005年至今中国石化在沙特鲁卜哈里盆地B区块的风险勘探结果绘制风险直方图(图2)。在1/2～1/4风险区间内共钻探了6个圈闭，其中3个获得发现，实际成功率50%，与所在区间基本一致;在1/4～1/8风险区间内共钻探了5个圈闭，其中1个成功，成功率20%，也与所在区间一致。这说明钻前对圈闭风险的估计较为准确。

图2 沙特鲁卜哈里盆地B区块勘探目标风险直方图Fig.2 Risk histogram for prospects in block B，Rub Al Khali Basin，Saudi Arabia

统计不同时间段、不同盆地或地区探井的风险直方图，可以分析评价方法是否存在系统性的缺陷，或者不同地区各自评价团队对风险评价方法的执行是否保持良好的一致性。Otis在1997年的文章中展示了1991－1994年雪佛龙公司通过使用风险直方图法提高风险预测结果的例子[13］，说明该方法对于调整、优化风险分析方法作用明显。

2.2 关键风险分析法

分析勘探目标的关键风险是圈闭评价的一项重要内容。对于失利井而言，导致实际钻探失利的原因和钻前预测的关键风险是否一致，也需要进行跟踪分析和评价，以便判断哪些方面认识仍然欠缺，需要加深。关键风险分析法即将钻前预测的关键风险和钻后实际失利原因交会对比，统计实际失利原因在钻前判断的关键风险中所占的比例，即关键风险正确识别率，之后针对关键风险正确识别率较低的风险因子开展深入分析。

表1为西非深水区块20个失利目标的关键风险分析。其中，钻前认为油气充注(综合考虑烃源岩和运移)为主要风险的目标共4个，实际仅1个目标确实由于充注原因而失利了，钻前关键风险正确识别率为25%。钻前认为储层为主要风险的目标为5个，而实际4个目标是储层因素而失利，另一个目标由于后期构造活动导致油气散失，因此关键风险正确识别率为80%。以此类推，分别计算各风险因子的关键风险正确识别率，可见油气充注的关键风险正确识别率相对较低。钻前对于油气充注的风险是高估的，这主要由于西非深水主要勘探层系为第三系浊积水道砂体，受水深及埋深影响，烃源岩很少被钻遇，因此对其发育情况和成熟度等情况认识不清;而同时勘探目标受到下伏白垩系盐岩的底辟、逆冲、以及相应的断层等综合构造活动影响，油气的运移时期、运移通道等十分复杂，导致对油气运移的判断也存在很大不确定性。综合分析4类关键风险的正确识别率，可以判断今后的技术研究重心需放在油气充注上。针对关键风险开展技术研究，可以利用最小的投入来最大化的降低风险[4，12］。

表1 下刚果盆地深水区块勘探目标关键风险分析对比Table 1 Key risk analysis for prospects in a deepwater block in Lower Congo Basin

3 资源评价跟踪分析

在进行钻探前，能准确估算勘探目标的资源量，对于勘探部署和决策意义重大。很多公司就是由于多次过高的估计了勘探目标的资源量，付出了额外的勘探成本[16］。对资源评价的跟踪分析不仅可以判断钻前资源量估算是否正确、各计算参数取值是否合理，同时也可以判断评价人员是否具有不同动机导致的各种倾向，进而进行调整和优化。资源评价跟踪分析主要使用的方法有百分位数直方图法和双对数交会图法。

3.1 百分位数直方图法

百分位数直方图法通常是被用来统计对比钻前钻后的结果，并分析钻前资源评价的准确性[13］。该图构建的方法分3步:(1)确定某一油气藏实际发现的储量对应于钻前评价资源量的百分位数是多少;(2)按等间隔的百分位数构建直方图的数据组;(3)对多个油藏实际储量对应的百分位数按已划分的数据组进行统计，并形成百分位数直方图。如图3所示，上方4个小图分别为4个油藏的钻前资源量累积概率曲线，钻后实际储量分别为31，250，9，75 MMbbl。实际储量的值对应在钻前预测的累计概率曲线上百分位数分别为25%，75%，22%，91%。对以上这4个百分位数按照图3下方小图20%间隔的数据组进行统计，即20% ～40%区间内有2个数值，60% ～80%区间内1个数值，80% ～100%区间内有1个数值，便形成了百分位数直方图。

图3 百分位数直方图的绘制Fig.3 Plotting of a percentile histogram

钻前、钻后跟踪分析的数据对越多，则百分位数直方图所表现的结果就越有指导意义。如果直方图表现为正偏态，说明实钻结果在钻前较保守的估值范围内，钻前的估算过于乐观(图4a);而结果表现为负偏态，说明实钻结果在钻前较乐观的估值范围内，钻前的估算过于悲观(图4b)。如果直方图表现为两端双峰分布，说明钻前估算的范围过窄;而直方图表现为中间单峰，说明钻前估算的范围过宽。最理想的百分位数直方图表现为均一分布形式，这表示对已发现油气藏钻前的评价和钻后实际结果基本一致(图4e)。

百分位数直方图法不仅可以用来对比资源量计算结果，而且还可以对比计算资源量时各参数的取值，其应用方法是完全一致的。Oits曾利用百分位数直方图法对雪佛龙海外石油公司1989－1990年间油气田储量及其计算参数进行分析[13］，认为公司钻前的资源估计过于乐观，含油面积和储层厚度估值倾向于乐观，而净毛比、孔隙度和含油饱和度估值分布过窄。在对评价过程进行调整和优化后，雪佛龙海外石油公司在1993－1994年间的钻前评价与实际结果就更加准确了(图5)。

图4 百分位数直方图法的不同表现Fig.4 Different shapes of percentile histogram

图5 雪佛龙海外石油公司实际百分位数直方图Fig.5 Actual percentile histogram for Chevron Overseas Petroleum

3.2 双对数交会图法

双对数交会图是Rose推荐的一种快速、直观对比钻前、钻后资源规模的一种方法[12－14］。具体做法是通过将钻前预计资源量和钻后资源量均值投在双对数坐标上，判断投影点与y=x线是否接近，从而较直观地分析钻前的认识是否准确。双对数交会图与百分位数直方图一样，不仅适用于资源量的对比，同时也适用于各计算参数的对比。

对西非下刚果盆地某深水区块发现油田的钻前钻后资源均值进行了对比(图6)。数据点基本均投在y=x线附近，但总体仍偏向于该直线下方，说明钻前预测和钻后实际发现基本相当，但是钻前预测仍是偏向乐观的。

与百分位数直方图法相比，双对数交会图法简单而直观，然而其劣势也尤为突出。双对数交会图法仅适用于单个数据对的对比，如钻前、钻后定值法计算的资源量值，钻前、钻后资源量均值等，而不能对钻前钻后资源规模的概率分布情况进行对比和分析。

4 跟踪分析的作用

图6 下刚果盆地某深水区块钻前及钻后资源量双对数交会图Fig.6 Log－ log cross plot of pre-and post-drill resources in a deepwater block in Lower Congo Basin

圈闭评价在高风险、高投资的油气勘探活动中占据重要地位，因为圈闭对于油公司而言是重要的资产，而且正确评价圈闭可以降低勘探风险、提高勘探效益。对圈闭进行的风险分析和资源量估算是圈闭评价工作中最基础、最核心的内容[15－17］，因此，如何保证正确地分析圈闭发现概率、并准确地估算最终可采资源量就显得尤其重要。

绝大多数油公司的圈闭资产都分布在不同地区，由不同的专业人员进行管理和评价。通过建立统一的风险分析方法和贯彻执行一致的方法，才能对不同地区、由不同技术人员在不同时间评价的圈闭进行对比和优选，从而选择符合公司战略、同时具有较高发现概率和较大资源规模的目标进行勘探。对于野猫井和一些较高风险的探井，评价人员潜意识下为了让评价目标可以被钻探，从而获得发现甚至获得晋升机会，通常会过于乐观地估算资源量，过高地估计发现概率。跟踪分析方法本身并不评价圈闭，但它却可以通过历史数据的反馈，保证评价方法的正确应用，优化评价流程，降低在圈闭评价过程人为的各种倾向性[4，12－13］，同时为个人或者团队提供客观的反馈信息和参考。

长期以来，跟踪分析并没有得到应有的重视。主要原因有以下几个方面:(1)害怕批评别人或被批评;(2)业务发展步伐快，而跟踪分析需耗费人力物力，短期效果不明显;(3)“尊重”领导，听从领导指示而忽视历史的教训等。然而如果从长期考虑，跟踪分析可以优化风险分析方法、避免不必要的投资风险，可以总结经验教训帮助公司和专家团队成长，其最终目的是通过准确识别风险和资源潜力来降低勘探成本，优化油公司的资产组合。持续的跟踪分析将为油公司的发展带来显著的长期效益，对资产增值的意义巨大，因此有必要组织专门的团队系统地开展跟踪分析研究。

5 结论

(1)跟踪分析方法即系统的钻后评估法，是通过分析已详细记录的历史数据，识别风险分析和资源量估算方法在应用过程中出现的误差甚至错误，进而总结经验教训，修正并完善圈闭评价方法的技术。

(2)跟踪分析的内容包括对发现概率的反馈分析和对油气藏资源规模的反馈分析。对于失利井，主要利用风险直方图法和关键风险分析法来研究和评价风险分析方法和过程;对于成功井，主要利用百分位数直方图法和双对数交会图法来研究、评价和提高钻前资源量估算的准确性，以及各计算参数取值的准确性。

(3)系统地持续地执行跟踪分析，可以完善评价方法和流程，避免人为的倾向性，并优化油公司的资产组合，具有显著的经济效益。

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