含油气盆地不同勘探阶段勘探目标综合评价方法——以济阳坳陷为例

安天下

(1.中国石化胜利油田分公司 勘探开发研究院,山东 东营 257015; 2.中国地质大学(北京)地球科学与资源学院,北京 100083)

油气勘探是一项高风险商业活动,随着济阳坳陷勘探程度日益增高[1],油气勘探难度不断增大,勘探目标的地质风险和经济效益评价越来越受到重视[2]。以往地质风险评价指标数量较多,赋值过程相对复杂;经济评价研究时间较早,涉及油藏类型少,已不能满足当前的要求。因此,建立符合济阳坳陷当前勘探特点的以地质风险和经济效益评价为核心的勘探目标综合评价思路和评价方法,对于控制勘探风险、保障经济效益具有重要意义。

1 评价阶段划分与评价思路

完整的勘探流程包括预探井、评价井部署和储量上报等工作。对于同一勘探目标,随着勘探程度的提高,地质人员对其地质认识程度会不断提高,地质资料不断落实,勘探风险会相应减小,其经济评价精度也随之提高。地质风险和经济评价精度的这一变化特点也表明,在不同勘探阶段,应建立与之相适应的评价思路、内容和方法[3]。

1.1 评价阶段划分

参照相关标准,将勘探阶段细分为预探评价、发现评价和详探评价3个阶段,确定了各阶段的评价时间、任务、对象和内容(表1)。需要指出的是,在预探评价和发现评价阶段地质风险较高,需开展地质风险评价和经济评价;而在详探评价中地质风险较小,主要开展经济评价。

表1 评价阶段划分

1.2 评价内容及原则

预探评价阶段的地质风险评价主要是明确风险因素,计算成藏概率;经济评价主要是建立最小经济储量规模标准。发现评价阶段的经济评价主要是建立各类油藏的商业油流标准,同时进行地质风险评价,计算成藏概率,明确评价井主要风险因素。详探评价阶段主要开展现金流评价,经济性判断标准则看其净现值是否大于零,内部收益率和投资回收期是否满足基准要求(表2)。

表2 不同勘探阶段评价内容及评价标准

2 勘探目标地质风险和经济评价

2.1 地质风险评价

地质风险评价是用统计学和概率论原理,在钻前评价过程中对圈闭风险和不确定性的定量或数值化评价。其目的是估计地质风险分析单元的含油气概率。

2.1.1 地质风险分析中的基本概率法则

在地质风险分析中,常用基本概率法则如下:

(1)任一随机事件的出现概率等于1减该事件不发生的风险;

(2)相互独立随机事件同时出现的概率等于每一事件单独出现的概率的乘积(乘法定理),即P=Pa×Pb×Pc×Pd;

(3)两个互斥事件A、B的和事件A+B的概率等于事件A概率与事件B概率的和,即Pa+b=Pa+Pb。

在油气勘探中,钻一口探井为一次试验。这口井是干井或发现油(或气),是互相排斥的两种可能结果。该井为干井或油气发现井的概率,是这两个单独概率之和,即P(油或干)=P(油)+P(干)。

2.1.2 地质风险评价标准

开展地质风险评价,准确描述地质风险对提高勘探成功率、保障勘探效益具有重要意义[4]。通过与从事勘探生产的研究人员多次结合,依据勘探实践对评价标准进行验证和反复修正[5-10],制定了更为合理的勘探目标地质风险评价标准。该标准以成藏规律和资料可靠程度为分级依据,将生、储、盖、圈、运、保6大地质要素,整合为烃源岩、储层、盖层、圈闭及保存、运移匹配5项地质要素。

每项地质要素包括1个或多个评价因子,每个评价因子又分为控制因素和修正条件,通过制定控制因素的赋值条件将每项要素分为5级进行赋值,来界定大的取值区间;通过制定修正条件的赋值条件,对主要控制因素的赋值结果进行小幅调整,以更加准确地展示不同勘探目标的差异(表3)。

成藏概率值可通过式(1)、(2)进行计算,计算的成藏概率越高,表明其地质风险越小。

fi=Ri(1-ki),

(1)

(2)

式中,F为成藏概率;fi为风险地质要素概率值;Ri为第i项评价要素控制因素赋值;ki为第i项要素修正条件(或影响因素)赋值。

2.2 经济评价方法

2.2.1 计算模型建立

利用国际通用的现金流法建立最小经济储量规模标准和商业油流标准的计算模型[11-12],根据盈亏平衡原理(即评价期内,勘探开发等投入等于原油销售收入),令NPV=0,建立计算模型,式(3)为商业油流标准的计算公式。

研究发现,最小经济储量规模受多个因素影响,如油藏初期产量、开采井数、注采比、开采年限等。因此,其计算模型作以下假设:设8年内能够收回勘探开发投资及经营成本,且能开发完油藏并达到该类油藏的平均采收率。计算过程在建立商业油流的现金流评价表后,通过迭代qlim方式,取投资回收期刚好为8年的原油累产,并将原油累产值视为区块可采储量,最小经济储量规模即为原油累产与采收率比值。

(3)

其中

Ci=365qlima0w(1-Dc)t-1(p-R)fS.

Co=CkdS+CktHαS+fS(CkfHβ+Cdm+Cdc).

式中,NPV为净现值,万元;Ci为现金流入,万元;Co为现金流出,万元;T为评价期(T=8),a;a0为油井采油时率,%;qlim为单井经济极限初始日产量,t/d;Dc为年综合递减率,%;I为折现率(I=12%),%;f为生产井合理井网密度(油井),口/km2;S为含油面积,km2;H为单井进尺,m;Ckd为折合三维地震单位成本,万元/km2;Ckt为探井每米成本,元/m;Ckf为生产井每米成本,元/m;Cdm为单井地面投资,万元/口;Cdc为单井年操作费用(Cf+Cv),万元/口;w为原油商品率,%;p为油价,元/t;R为吨油税金,元/t;α为探井密度,口/km2;β为总井数与油井数比值,无因次。

表3 圈闭成藏风险评价要素及标准

2.2.2 开发概念方案设计

不同类型油藏的开发方式不同,其使用井型、注采比、递减率、操作成本、地面投资等都有所差别[2],从而造成油藏的投入与产出不同,因此,需根据油藏开发方式的差异划分油藏类型,建立不同类型油藏的开发概念方案。依据储层渗透率、原油黏度和地面条件将油藏类型分为中高渗、一般低渗、特低渗、稠油和海上5类,结合开发现状,设计了各类油藏的开发概念方案模型。

2.2.3 参数取值

各类油藏的开发概念方案模型中参数测算的准确与否,直接影响计算结果的可信度。本次重点对影响济阳坳陷油藏勘探、开发投入的主要参数进行分析定值,其余参数参照有关规定以及近几年本地区的开发实际情况统计取值(表4)。

表4 不同类型油藏基础参数

2.2.4 经济评价图版

在确定公式③ 的各项参数后,利用公式,可计算出中高渗、一般低渗、特低渗、稠油和海上5种类型油藏在不同深度下的最小经济储量规模和商业油流标准。

最小经济储量规模计算结果表明,在相同深度、相同面积情况下,最小经济储量规模具有海上>稠油>特低渗>一般低渗>中高渗的特点,且各类油藏均具有随面积增大,单位面积储量规模要求变小的特点(图1)。

经济极限初产计算结果表明,相同条件下,对单井初产的要求具有海上>稠油>特低渗>一般低渗>中高渗的特点。与工业油流标准相比,经济极限初产标准的起点要求更高,而随深度的增幅较工业油流标准低(表5)。

图1 不同类型油藏最小经济储量规模

表5 不同类型油藏商业油流标准

3 勘探目标综合评价与优选

3.1 勘探目标综合评价方法

以预探井、评价井及其对应的圈闭或油气藏为评价对象,耦合地质风险和经济评价结果,建立了勘探目标综合评价方法。该方法以图版的形式进行表现,纵坐标是用成藏概率表征地质风险,横坐标是用资源量与最小经济储量规模表征经济性(图2)。

图2 勘探目标综合评价图

通过建立成藏概率和经济性分级界限,将勘探目标分为四类。其中,Ⅰ类勘探目标最好,Ⅱ类次之,Ⅲ类再次,Ⅳ类最差。此处,笔者着重介绍3个起始点的标准制定依据(表6),成藏概率分级的依据主要是考虑风险因素的级别和个数,当4个评价要素中只有一个高风险因素且为3级时(成藏概率值0.7),认为其风险很小,作为Ⅰ、Ⅱ类分类界限;当出现一个4级风险时(成藏概率值0.5),其风险较小,作为Ⅱ、Ⅲ类分级界限;当出现两个4级、一个2级时,风险较高,作为Ⅲ、Ⅳ类界限(成藏概率值0.2)。

经济性分级主要考虑资源的转化率,通常预测储量升级探明的升级比例在50%。因此,当比值为2时,可确保储量具有经济性,作为Ⅰ、Ⅱ类分类界限;当比值为1,且转化率为100%时,刚能满足经济要求,定为Ⅲ、Ⅳ类的界限。起始点之后的标准根据风险增大,相应储量规模要增大的原则进行划分。在勘探决策和部署中,建议优先选择Ⅰ、Ⅱ类目标,Ⅳ类目标在当前经济形势下无经济效益,应当暂不钻探。

表6 勘探目标综合评价起始点分级依据

3.2 勘探目标评价效果

近年来,济阳坳陷东部探区部署了39口探井,资源量约为2.47×108t。通过对所部属探井评价优选,评价出Ⅰ类目标10口、Ⅱ类23口、Ⅲ类6口。从已完钻12口井的钻探效果分析看,钻探成功率与综合评价分级结果显示出很好的对应关系:其中,Ⅰ类目标成功率为80%,Ⅱ类目标成功率50%,Ⅲ类目标成功率33%,充分表明综合评价图版具有很好的评价效果。

4 结 论

(1)通过计算成藏概率来表征地质风险,将生、储、盖、圈、运、保6项地质要素整合为烃源岩、储层、盖层、圈闭及保存、运移匹配5大风险地质要素。以成藏规律和资料可靠程度为依据,建立了各评价因子的分级赋值标准。利用成藏概率计算公式,可定量计算勘探目标的成藏概率值,成藏概率值越高,表明勘探目标地质风险越小。

(2)根据勘探开发实践,在对不同类型油藏进行勘探开发概念方案设计和经济参数分析的基础上,根据盈亏平衡原理利现金流法,建立了不同类型油藏的最小经济储量规模标准和商业油流标准。

(3)以成藏概率值表征地质风险,以圈闭资源量与最小经济储量规模的比值表征经济效益,通过制定成藏概率和经济性分级标准,建立了勘探目标地质风险评价与经济评价的综合评价图版。综合考虑了地质风险与经济效益,将勘探目标分为好(Ⅰ类)、较好(Ⅱ类)、一般(Ⅲ类)和差(Ⅳ类)等4个等级,分级结果可作为勘探部署的依据。