油气预探区带评价优选方法及其应用

刘超英，闫相宾， 高山林， 闵 斌

(中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)



油气预探区带评价优选方法及其应用

刘超英，闫相宾， 高山林， 闵 斌

(中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

随着勘探的不断深入，勘探目标评价已由盆地评价逐渐转移到以区带和圈闭为主的目标评价上。作为油气发现的主要勘探目标，预探区带是实现效益勘探的重点目标。油气预探区带评价存在勘探程度低、评价参数多并难以量化等问题。基于勘探风险分析技术建立了“油气发现概率-资源战略价值”的预探区带评价模板，提出了对应的评价参数、赋值标准、计算公式及结果分类标准，实现了统一平台下的预探区带评价优选。利用该方法对四川盆地通南巴、鄂西-渝东、南江和川东南下组合及知新场-龙宝梁陆相等油气预探区带进行了评价优选，指出了重点勘探方向。

评价模型；资源战略价值;油气发现概率;区带评价；预探区带

勘探目标优选可为油气勘探年度计划和中长期规划的制定提供科学依据。近年来，随着勘探不断深入，勘探程度逐渐加大，勘探目标评价已由盆地评价逐渐转移至以含油气区带及圈闭为主的目标评价[1]。国内的油气勘探也由过去的 “侧重发现、轻视效益”逐步向“以区带勘探为主、以效益为目标”的项目管理过渡。油公司关注的重点不再是优选钻探评价哪些圈闭，而是选择对哪些区带进行钻探。预探区带作为油气发现的主要勘探目标，是实现效益勘探的重点评价目标，对它的评价引起了越来越多地质学家的关注，但其评价方法相对盆地和圈闭还较为薄弱[2-4]。

预探区带勘探程度较低，作为区带评价中的重要对象，其勘探目的不同于评价及区域勘探区带[5]，重点在于油气发现。因此，该区带的评价参数及优选标准也有别于其它类型区带。本文基于油气勘探风险分析技术结合预探区带勘探特点，探讨了该类区带评价参数、评价方法与模型，并以四川盆地5个预探区带为例进行了实例分析。

1 预探区带定义及划分

区带的定义和划分是区带评价及优选的基础，国内外对其开展了不同层面的研究[1，6-7]，本文将含油气区带定义为含油气盆地内由相似地质特征或成因联系的目标群组成的二、三级构造单元或沉积相带(图1)，其具有独特地质属性，可以作为一个整体进行勘探部署并可能发现规模储量。区带的划分在平面上按照地质构造单元,而在纵向上结合沉积相带进行划分。随着勘探程度的增加区带划分不断细化:在勘探初期，勘探目的层较为单一时，可以按照地质单元进行划分(如塔中地区北坡);随着勘探的逐步深入，划分不断细化(如东营凹陷南部缓坡带-沙河街组四段下亚段)。

图1 区带关系示意图[6]Fig.1 Schematic diagram showing the relationship between basins,plays and traps[6]

国内外按照地质成因、风险评价和含油气情况等将含油气区带划分为不同的种类[3,8]。研究中结合勘探程度和勘探目的，将含油气区带划分为评价、预探和区探三种类型[5]。其中预探区带是指勘探程度中等或偏低，油气资源落实，已有油气发现但未形成产能或邻区已发现大中型油气田的区带。

2 预探区带评价方法及赋值标准

2.1 评价模板

预探区带勘探风险高，但具备潜在的资源及战略意义。评价预探区带需要重点考虑的因素是地质成藏因素、工程技术的适应性、资源潜力及战略意义等，如何将这些关键要素进行定量表征并在统一平台上进行优选是技术难点所在。本文利用油气勘探风险分析技术[9]原理,建立了针对油气预探区带评价优选的“油气发现概率-资源战略价值”方法：将预探区带的油气发现概率和资源战略价值作为评价指标，对预探区带进行评价、优选排队。其中区带的油气发现概率评价参数包括地质成藏关键因素(烃源岩、圈闭、储层、保存和油气配套史)及工程技术适用性，资源战略价值评价参数包括资源潜力、资源规模、勘探战略意义和探井成功率(图2)。

2.2 油气发现概率

由于受地质认识程度和资料限制，油气勘探中充满了风险和不确定性[8]。风险意味着预期勘探与实际勘探的差异所产生的损失；而不确定性则更多地体现在地质因素的认知程度[9]。对于油气勘探来说，成藏地质因素和工程技术措施都具有不确定性，研究中引入“油气发现概率”表征地质风险及工程技术的不确定性，来反映油气勘探中可能发现油气的概率。

勘探的地质风险是勘探风险中最关键的问题，需要从区带的圈闭、储层、保存和油气充注等方面逐一分析各个地质条件存在的可能性和有效性，并用概率值表示。根据概率论中“相互独立事件同时发生的概率等于他们各自发生概率的乘积”的原则，可用圈闭、储层、保存和油气充注四种因素各自发生概率的乘积表示地质风险[8-10][公式(1)]，含油气概率越大，地质风险越低。

图2 预探区带评价模板Fig.2 Template for the evaluation of preliminary exploratory plays

(1)

式中：P为区带含油气概率(0≤P≤1)；Pi为单项成藏地质条件存在的概率(0≤Pi≤1)；P1为圈闭条件发生的概率；P2为保存条件发生的概率；P3为储层条件发生的概率；P4为油气充注条件发生的概率。

实际工作中，地质学家往往对评价对象的成藏地质条件的存在概率进行过高的估计，这就造成含油气概率普遍偏高。为降低地质评价中的人为因素影响，本研究中将勘探对象所处的勘探程度作为评价赋值约束条件之一。强调在评价单项成藏地质条件的存在概率赋值时，要根据评价资料质量、数量、来源(直接或间接)以及解释的把握性(确定没有、不确定、确定有)，对应所属的高、中、低等3个勘探程度在0～1的区间内进行赋值(图3)。例如，预探区带其勘探程度为低勘探程度时，单项成藏地质条件的存在概率根据其勘探程度[11]的划分结果，在[0.3,0.5],(0.5,0.6],(0.6,0.7]3个区间内赋值。

最终区带油气发现概率(P油气发现)是排除了勘探地质风险，满足工程适应性的概率，可表示为：

(2)

从技术层面上看，工程技术的适应性可以根据工程技术难度以及自然地理环境来表征，其赋值标准见表1。

图3 不同勘探程度下成藏地质条件概率赋值区间Fig.3 Assignment intervals of probability for various geologic conditions of hydrocarbon accumulation at different exploration maturities

赋值区间E地面条件E技术适应性(0.75,1.00]具备良好的地表条件,地形高差小,有利开采(如平原、丘陵等),满足环保要求、交通良好目前工程、工艺技术适应目标勘探开发,配套技术系列已形成(0.50,0.75]地形高差小,地表条件较差(山区、沙漠、高原),需要改进交通条件目前工程工艺技术较适应勘探开发,部分关键技术有待完善(0.25,0.50]地形高差小,地表条件差(山区、沙漠、高原),交通条件较差目前工程工艺技术系列正形成,部分技术尚需攻关[0,0.25]现有条件不能适应地面和环保要求、交通困难,无水源目前工程、工艺技术不能满足勘探开发,配套技术需要大规模改进与完善

2.3 资源价值评价

区带的资源价值评价决定了勘探的效益[12]。评价时考虑可发现的资源规模、潜力、探井成功率以及勘探的战略意义等因素的影响，利用资源量指数、潜在资源量指数、探井成功率指数和勘探战略价值4个参数综合反映预探区带的资源价值的相对大小，定量化表示资源潜力和价值:

(3)

式中：Iep为勘探价值指数；Qr为资源量相对值，小数；Qs为潜在资源量相对值，小数；Qws为探井成功率相对值，小数(它反映了勘探目标的落实程度，可用该区带的探井成功率与对比评价的最大探井成功率的比值表示，如该地区无探井可用邻区值进行类比)；Qes为勘探战略意义相对值，小数，其赋值标准见表2。

与以往计算不同的是，这里将不确定性引入区带的资源量，所指的资源量为概率分布或资源量均值[13-14]。

区带油气资源量计算方法有统计法、类比法和成因法等三大类资源评价方法。不同的方法具有不同的适用范围，应根据具体评价区的特点进行选择。针对预探区带一般采用资源丰度类比法、圈闭数类比法及油藏规模序列法(表3)。

表2 勘探战略意义赋值

区带的资源量一般呈对数正态分布，对于低勘探程度预探区带，可以分别统计区带面积及资源丰度，利用蒙特卡罗法或图版法计算评价区的资源量概率(Pmean)。

在图版法计算过程中可以分别取面积的P10面积和P90面积，类比丰度的P10丰度和P90丰度，分别相乘计算出概率为3.7%和96.3%的资源量(P3.7资源量及P96.3资源量)：

(4)

(5)

最终利用Skewness公式可得到Pmean的结果：

Pmean=0.3P90资源量+0.4P50资源量+0.3P10资源量

(6)

2.4 优选结果分类

区带评价的目的是为勘探部署提供依据，不同类型的区带勘探目的不同，所承担的风险及价值评价的标准也不同，可以针对不同区带的勘探目的制定不同的分类标准。在大量的数据统计分析的基础上，根据油气发现概率及资源战略价值的大小对预探区带评价优选结果进行了分类。

预探区带勘探目的在于寻求新突破、新发现，以便培育新的资源阵地，在可承受一定风险的情况下,追求资源价值的最大化。据此将评价结果分为三类(图4)。

表3 区带资源量计算方法类比

图4 预探区带优选结果分类示意图Fig.4 Schematic diagram showing the result classification of exploratory play evaluation

1) Ⅰ类预探区带

是指油气资源规模大，关键成藏因素较为清楚或虽然存在部分地质或工程问题，但极具勘探战略价值,是力求突破的重点资源接替区带，应加大工作量的投入，力求突破。

2) Ⅱ类预探区带

CAV-1、CAV-2参与DPN发病的多种作用机制，CAV-1在炎症反应作用下内皮细胞和巨噬细胞上起完全相反的作用，至于造成这种相反效应的原因尚不明确；CAV-2在机体胰岛素进程中，既可调控STAT3的活性，导致胰岛素抵抗；也参与胰岛素受体募集、介导胰岛素受体内吞以及胰岛素受体被溶酶体水解；而在高糖环境下可造成施万细胞上CAV-1表达量的下降且与施万细胞脱髓鞘病变密切相关。探究CAV在DPN的作用机制，可为DPN的临床治疗提供新的思路。

是指油气资源规模较大或关键成藏因素较为清楚，需进一步加强研究及攻关，寻求突破。

3) Ⅲ类预探区带

是指关键成藏因素不清，地质问题有待深入研究，配套的工艺技术存在明显瓶颈需进一步完善的区带，需加强地质研究及工程技术攻关。

3 应用实例

本研究以四川盆地预探区带为例进行综合评价。根据四川盆地构造不整合面、构造滑脱面(志留系页岩和中-下三叠统膏盐层)的分布，以构造变形特征为主要依据，纵向上从上往下可以将四川盆地划分为上组合、中组合和下组合三大含油气层系，其中下组合是指震旦系—志留系的成藏组合。评价中根据平面分块、纵向分层的特点，按照“层块结合”进行评价研究。评价中选择通南巴下组合、鄂西-渝东下组合、南江下组合、川东南下组合和川西坳陷知新场-龙宝梁陆相作为评价对象进行评价。

所选的5个预探区带勘探程度较低，因此在地质风险评价过程中主要考虑成藏的主控因素，工程风险中主要考虑工程技术的适应性及自然地理环境。以通南巴下组合为例，该构造带位于米仓-大巴山前缘，为一大型背斜构造带[15]，由南阳场、涪阳坝和黑池梁三个构造组成。其下组合发育震旦系灯影组、寒武系洗象池组、寒武系龙王庙组和志留系韩家店组4套储层，曾经有成藏过程，地震资料品质较好，下组合发育可靠大型圈闭，泥质盖层厚，断裂破坏弱，保存条件较好。下组合天然气总资源量为6 788×108m3，已落实两个大型圈闭，圈闭资源量为1 439.2×108m3。根据地质风险评价概率赋值图(图3)及工程技术适应性评价赋值表(表1)，通南巴下组合含油气概率为0.27，工程技术适应性为0.42。根据公式(2)，其勘探风险概率为0.66，油气发现概率为0.34。其余区带勘探风险如表4。

表4 四川盆地5个预探区带风险对比

3.1 突破区带资源价值计算

根据预探区带的模板及参数对四川盆地的5个预探区带的资源战略价值进行评价。为了便于比较和对比，我们根据四川盆地预探区带的勘探现状进行了评价指数的归一化：

在四川盆地中假设最大的区带资源量为1×1012m3，取各个区带的资源量均值与其的比值：

2) 潜在资源(圈闭资源量)规模指数

根据全国第三次资源评价结果及相关资源量计算结果，在四川盆地中假设最大的区带潜在资源量为3 000×108m3，取各个区带的资源量均值与其的比值：

3)资源战略价值评价结果

统计分析资源量、潜在资源规模、探井成功率和勘探战略意义，并将其归一化约束到0～1，组合成资源价值指数Iep，对四川盆地5个预探(突破)区带进行资源战略价值评价(图5)。

图5 四川盆地5个预探区带资源价值对比Fig.5 Comparison of resource values among the five exploratory plays in the Sichuan Basin

图6 四川盆地5个预探区带油气发现-资源战略价值Fig.6 Probability of hydrocarbon discovery vs. strategic value of resources for the five exploratory plays in the Sichuan Basin

3.2 预探区带综合评价结果

区带的综合评价是建立在风险评价和资源价值评价的基础上，并按照统一评价方法、统一参数与取值标准进行评价。利用双因素法对四川盆地5个预探区带进行了排队(图6)。

从图中可以清晰地看出，鄂西-渝东下组合、川东南下组合、通南巴下组合和知新场-龙宝梁陆相较南江下组合战略资源价值较大。其中：知新场-龙宝梁陆相勘探风险相对较小，但其资源战略价值中等；川东南下组合、通南巴下组合和鄂西-渝东下组合资源规模较大，极具勘探战略价值，是下组合勘探中优先考虑的预探区带，但存在较大的勘探风险。

通过研究分析，针对四川盆地下组合的勘探主要面临以下问题与风险：①复杂构造带地震方法技术,非均质碳酸盐岩储层预测、复杂构造成像、岩性油气藏识别；②构造复杂，经受应力条件大，天然气保存条件不清；③裂缝性储层预测技术不成熟；④缺少地层压力预测、检测的有效手段，钻井、固井、井筒工艺等工程技术(普遍性的问题)存在问题。

针对以上问题，需要采取进一步的针对性措施，将勘探技术方法及工程工艺技术攻关进一步加强，开展海相储层地震识别与评价技术、碳酸盐岩储层钻录测试和酸化压力技术以及海相碳酸盐岩地层优化快钻钻井技术攻关，尽快地形成适应不同地质条件的勘探技术方法系列和工程工艺技术系列，才能开拓四川盆地下组合天然气的勘探。

4 结论

1) 勘探目标的评价过程中需要强调风险和不确定性，研究中采用“油气发现概率-资源战略价值”的风险价值评价法对预探区带进行评价，指明预探的重点和次序。

2) 预探区带勘探目标在于油气发现，需要承担较多的风险，其评价模型、参数与增储、突破区带不同，参数赋值及资源量计算需要对应评价目的层的勘探程度，采用不同的赋值范围及计算方法。

3) 针对四川盆地预探区带，川东南下组合、通南巴下组合、鄂西-渝东下组合资源规模较大，极具勘探战略价值。下组合勘探应重点考虑川东南下组合。

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(编辑 张玉银)

Play evaluation methods and their application in preliminary exploration

Liu Chaoying,Yan Xiangbin,Gao Shanlin,Min Bin

(PetroleumExploration&ProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China)

With the increasing of exploration maturity,the focus of exploration target evaluation has gradually shifted from basins to plays and traps.As the major targets to hydrocarbon discovery,preliminary exploratory plays are the main targets to achieve exploration benefit.However,evaluation of preliminary exploration target is very challenging due to the low exploration maturity and multiple evaluation parameters which are difficult to quantify.Based on the principles of exploration risk analysis,this paper established the model of probability of hydrocarbon discovery-strategic value of resources for evaluation of preliminary exploratory plays,and provided relevant assessment parameters,assignment criteria,computational formula and results classification methods,making it possible to evaluate preliminary exploration target on an unified platform.Five preliminary exploration plays in the Sichuan Basin,such as Tongnanba,Exi-Yudong,Nanjiang,lower combination of southeast Sichuan and Zhixinchang-Longbaoliang,are selected and evaluated with this model.

evaluation model，strategic value of resources，probability of discovery，play evaluation，preliminary exploratory play

2014-10-30;

2014-12-05。

刘超英(1980—)，男，博士、教授级高级工程师，勘探目标评价。E-mail:liuchaoying.syky@sinopec.com。

0253-9985(2015)02-0314-05

10.11743/ogg20150217

TE155

A