已发现油田储量增长潜力评价——以扎格罗斯盆地为例

凡玉梅，张继龙，高　宪，李广超，宋丽娜

(中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)



已发现油田储量增长潜力评价
——以扎格罗斯盆地为例

凡玉梅，张继龙，高宪，李广超，宋丽娜

(中国石化 石油勘探开发研究院，北京 100083)

已发现油气田储量增长评价是油气资源潜力评价的主要研究内容，评价对象所处区域的地质和开发条件不同，储量增长预测模型也各不相同。采用修正Arrington方法，分析了扎格罗斯盆地已发现油田可采储量随着油田年龄增长的变化规律，建立了可采储量累积增长系数和油田年龄的数学模型，预测了盆地已发现油田储量增长的潜力。同时分别研究了不同储量规模、不同发现年代油田对储量增长的贡献。研究表明：扎格罗斯盆地储量增长模型符合幂函数形式，已发现油田在未来30年可采储量将增长20.7%。随着盆地勘探开发的进程，储量增长速度呈不稳定的阶梯状，其中可采储量规模大于150 MMb的油田储量正增长的潜力较大；在相同时间段内，已发现油田的储量增长速度远远大于新油田的发现。

修正Arrington方法；储量增长；资源评价；扎格罗斯盆地

已发现油田储量增长评价是通过研究一个盆地、省份、国家或大区的储量增长历史来预测未来储量增长趋势。该研究在石油资源潜力评价工作中发挥着越来越重要的作用。美国地质调查局(USGS)等国际能源机构通常采用修正的Arrington方法评估全球以及部分地区的储量增长潜力。根据现有评估结果[1]，世界范围内(不包含美国)已发现油气储量增长和待发现资源量几乎相等。中东和北非、中南美、前苏联等地区，已发现油田储量增长占未来储量增加的60%～86%[2]。同时由于不同区域开发策略、储量评估标准及生产设施等条件不尽相同，其储量增长规律也各不相同[3]，因此有必要对典型区域开展储量增长评价和研究。扎格罗斯盆地是中东大区第二大油气富集盆地，油田储量和油田数量较大，研究其储量增长潜力对区域资源量评估和投资机会跟踪具有重要意义。

1　储量增长预测方法

针对单一油气田或区块，储量增长预测方法大致可分为6种[4]：数学模型法、递减曲线分析法、储量-产量历史拟合法、储量-产量双向平衡控制模型法、勘探效益分析法和油气田规模序列法。每种预测方法各有其预测特点和适用条件，需根据实际情况选择最优方法或模型[5]。

针对盆地、国家和大区的储量增长评价，通常采用修正Arrington方法[6-7]，该方法以评价区已发现油气田作为评价对象[8]，以油田年龄(a)为自变量，可采储量累积增长系数CGF为因变量，建立两者之间函数关系，预测已发现油气田在未来n年内潜在可采储量的增长。其中年增长系数AGF(n)采用移动平均法计算，为两个相邻年龄组的储量和之比[9]：

(1)

式中：AGF(n)为第n年储量增长系数，小数；W(a,a+n)为油田发现年代“a”在“a+n”年发布的可采储量，MMb；W(a,a+n-1)为油田发现年代“a”在“a+n-1”年发布的可采储量，MMb；a为油田年龄，从油田发现的当年开始计算；a+n为储量发布报告时间,a。

累计增长系数CGF等于历年AGF的乘积：

CGFn=AGF1·AGF2·AGF3…AGFn

(2)

根据油田年龄和累积增长系数拟合的关系函数，以及计算公式(3)，计算评价对象在未来第n年的可采储量。

(3)

式中：Nn为第n年可采储量，MMb。

2　扎格罗斯盆地储量增长潜力评价

2.1盆地储量分布

扎格罗斯盆地位于阿拉伯板块的东北部,为一叠覆于中生代、古生代被动陆缘盆地之上的新生代前陆盆地。盆地西北-东南长约2 300 km，东北-西南宽100～300 km，面积约49.3×104km2(图1)。盆地自下而上发育多套以碳酸盐岩为主的储层，由于强烈的造山和褶皱作用，主要的储集空间为次生裂缝型孔隙[10-12]。

扎格罗斯盆地油气资源极其丰富，截至2014年底，原油概算(2P)可采储量278×108t(约为194 437 MMb)，天然气概算(2P)可采储量油当量145×108t(约为101 807 MMb)，凝析油概算(2P)可采储量13×108t(约为9 283 MMb)，分别占油气总当量的63%,33%和4%。其中95%的原油储量分布在规模大于21×106t(约为150 MMb)的大型、超大型油田中，但小型及中型油田个数多。

图1　扎格罗斯盆地已发现油气田分布Fig.1　Locations of known oil and gas fields in Zagros Basin

2.2储量增长模型及潜力预测

对盆地油气田进行筛选，确保选取的评价对象正处于开发期，没有废弃，油田发现年份、储量报告年份详细无误，油田储量报告等于或者晚于发现年份，参与评价的油田发现时间连续。

筛选后参入评价的油田有284个，评价对象的发现时间段为1953—2013年，储量报告时间段为1995—2013年。第0年即2013年可采储量为167×108t(约为116 723 MMb)。应用公式(1)和公式(2)计算累积增长系数CGF值45个。

累积增长系数(CGF)与油田年龄(a)符合幂函数形式(图2)，其数学关系式为CGF=1.116x0.275，从图中看出，油田年龄为40 a时，累积增长系数为3.1，在油田年龄较小时期(15 a之前)储量增长速度较快。

应用公式(3)预测评价油田未来30 a可采储量将增加35×108t(约为24 200 MMb)，与2013年可采储量相比，评价油田可采储量增长了20.7%。

2.3按规模评价储量增长

为了解盆地内不同规模油田的增长规律，可采储量按照大型及超大型(≥21×106t，约为150 MMb)、中型(21×106～2.1×106t，约为150～15 MMb)、小型及特小型(<2.1×106t，约为15 MMb)划分为三组，分别建立累积增长系数CGF和油田年龄a的关系曲线(图3)。研究表明：可采储量大于或等于21×106t的大型、超大型油田储量增长明显，油田年龄40 a的时候，累积增长系数达到6。但可采储量小于21×106t的中小型油田，经过近20 a的储量增长徘徊期后，累积增长系数步入较快的递减期。

分析认为随着开发技术进步，特别是20世纪70年代以来酸化压裂技术以及注气混相/非混相驱技术的应用[13]，使得储量增长两级分化现象明显。开发投入多、技术适应的油田储量增长潜力大，开发投入少或者技术适应性差的油田储量下降幅度增大。

3　扎格罗斯盆地储量增长特点

3.1储量增长历程

盆地的油气勘探始于1899年，1905年在伊朗/伊拉克的边界处发现了盆地内的第一个油田——Chia Surkh 2油田，此后随着勘探开发进展，扎格罗斯盆地储量持续快速增长(图4，图5)，到20世纪70年代，已经发现了75%的大型油气田，主要集中在3个时间段[14]。

图2　扎格罗斯盆地累积增长系数与油田年龄关系曲线Fig.2　Fitted relationship between cumulative growth factor and field age in Zagros Basin

图3　扎格罗斯盆地分规模储量增长曲线Fig.3　Reserve growth curves of oilfields with different reserve scales

20世纪20—40年代，地球物理勘探技术的产生和发展，成为世界油气勘探的主要手段。另一方面油田开发可以进行人工注水提高油井产量，第一次技术革命加速了勘探开发进程，平均每年有1～3个高产大型油田发现。

20世纪50—70年代，“国际财团”加入，勘探开发工作有较大进展，1958—1969年共发现新油气田64个，但发现的储量规模远小于20世纪20—30年代发现储量的规模。

两伊战争后，伊朗实施了战后经济发展和工业多样化计划，恢复和扩大油气生产。国家石油公司开放其油气部门，逐步把外国资金可以介入的领域从海上扩大到陆上项目，刺激了石油的大力开发。21世纪初以来，由于阿扎德甘等巨型油田发现，伊朗石油储量增长较快，未来增产潜力较大。

3.2储量增长特点

3.2.1储量增长主要来源于大型及特大型油田

统计扎格罗斯盆地1995—2013年油田储量的变化情况，其中储量发生正增长的油田占总数的43%，储量比例达到了93%。储量发生正增长的油田中，大型、超大型油田占比49%，储量增长了99.1%，是储量增长的主体[15]。

图4　扎格罗斯盆地年发现原油储量和油田个数Fig.4　Annual newly discovered oil reserves and number of oilfields in Zagros Basin

图5　扎格罗斯盆地累积储量随时间变化曲线Fig.5　Cumulative reserves curve in Zagros Basin

3.2.2老油田储量增长幅度大于新油田发现储量

以5年为一个时间段，分析1986—2011年扎格罗斯盆地新老油田储量增长特点。期间石油储量共增加了232×108t(约为162 736 MMb)，其中1986年之前发现的老油田储量增加了221×108t(约为154 523 MMb)。1986年之后新发现的油田储量增加了12×108t(约为8 213 MMb)，分别占储量增量的95.0%和5.0%。并且在每一个时间段，老油田的储量增长都大于新油田的发现储量(表1)。

表1　扎格罗斯盆地不同时间段储量增长统计

3.2.3储量增长幅度不稳定

随着盆地勘探开发历史进程，储量整体呈现增长趋势，但不同时间段储量增长幅度不一(图6)。其中1996—2001年储量增长幅度最大，增长了119×108t(约为83 000 MMb)，占储量总增量的51%。其次为2001—2006年，储量增长了50×108t(约为34 804 MMb)，占储量总增量的21%；1991—1996年储量增长幅度最小，增长了24×108t(约为16 701 MMb)，占储量总增量的8%。

4　认识

1) 扎格罗斯盆地已发现油田储量增长潜力较大，预测未来30年可采储量将增长20.7%。不同规模储量增长变化趋势差异大，大型、超大型规模的油田是盆地储量增长的主要贡献者，中小型规模油田储量增长潜力小或出现负增长。

2) 储量增长速度随着油田年龄增长而减缓，年龄越大增长系数越小。因此新油气田储量增长潜力最大，同时由于地质复杂性、技术配套适应性等原因，导致新油气田储量增长存在较大的不确定性。

图6　扎格罗斯盆地不同储量报告时间累积储量对比曲线Fig.6　Comparison of cumulative reserves among different reporting dates in Zagros Basin

3) 已发现油田储量增长是增储上产的重要、甚至主要环节，老油田储量增长幅度远远大于新油田的发现储量。因此需进一步挖潜、提高已发现油气田可采储量。

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(编辑张亚雄)

Potential reserve growth assessment of known oilfields：A case study from Zagros Basin

Fan Yumei,Zhang Jilong,Gao Xian,Li Guangchao,Song Lina

(Exploration&ProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China)

Reserve growth assessment of known oil fields is an important task in resources evaluation.The reserve growth forecast models differ from region to region due to different geological and development conditions.By using modified Arrington method,this paper analyzed the recoverable reserve variation with oilfield age,established a mathematical model between cumulative growth factor and oilfield age and forecasted the potential reserve growth in the future.Meanwhile,we studied the actual reserve growth of oilfields with different reserve scales and discovery periods.Results show that the reserve growth model of Zagros Basin follows a power function.The recoverable reserves of the known oilfields in Zagros Basin will increase 20.7% in the next 30 years.The reserve growth rate of Zagros Basin is unstable and stepped in the exploration and development process.Oilfields with recoverable reserves larger than 150 MMb in this region have greater positive growth potential and reserve growth rates of the known oilfields are much larger than that of the newly discovered oilfields in the same period.

modified Arrington method,reserve growth, resource assessment,Zagros Basin

2014-11-25;

2016-04-15。

凡玉梅(1971—)，女，高级工程师，油气田开发。E-mail:fanym.syky@sinopec.com。

国家科技重大专项(2011ZX05031-001-005)。

0253-9985(2016)03-0394-05

10.11743/ogg20160312

TE155

A