油气资源分类及评价方法_刘广野

ISSN100922722 CN3721118/P
海洋地质动态
Marine Geology Letters
第25卷第3期
Vol25No3
文章编号:100922722(2009)0320032205
油气资源分类及评价方法
刘广野
(成都理工大学能源学院,成都610059)
摘　要:对我国油气资源评价工作中常用的基本概念与评价方法进行了详细阐述,其中包括美国石油工程师协会(SPE)、俄罗斯和我国新实行的油气资源分类标准和基本概念;将油气资源评价方法分为:成因法、类比法、统计法、德尔菲(Delp hi)法4大类;较详细的介绍了盆地模拟法、氯仿沥青“A”法、有机碳法、面积丰度法、体积丰度法、统计趋势预测法、油气田(藏)规模概率分布法、地质因素分析法、圈闭法等具体评价方法,并简要分析了它们的适用范围和特征。

关键词:油气资源;分类;评价方法
中图分类号:TE155 文献标识码:A
1　油气资源评价分类
油气资源泛指在地壳中天然生成并聚集起来的液态和气态的赋存于地下的以碳氢化合物(烃)为主的混合物,包括原油、凝析油、天然气、天然气液及其伴生物质的油气自然富集物。

国外对油气资源量有详细而全面的分类方法。

首先说明,资源量(Resources)相当于我国的探明地质储量,储量(Reserve)相当于我国的剩余可采储量。

美国石油工程师协会,(SPE)将油气总资源量分为以发现的(Identified)和待发现的(Undiscovered)两类,以发现的再分为可采资源量和非可采资源量,可采资源量由储量和累计产量组成,而储量分为探明的(Proved)和待探明的,后者再分为概算储量
收稿日期:2008211228
作者简介:刘广野(1986—),男,硕士,成都理工大学能源学院,石油地质专业.(Probable)和可能储量(Possible)两类。

此分类即所谓的3P划分法。

俄罗斯根据探明认识程度和经济价值将油气资源分为A、B、C、D4级标准。

其中A、B级标准为钻井生产后计算的储量(A+B);C级标准包括C1、C2两级储量,分别为根据勘探成果概算储量(C1)和根据地质、物探资料证实的初算储量(C2);D级标准包括三级地质资源量: D0级标准表示远景资源量,D1、D2标准表示推测资源量。

我国于2004年颁布实施了新的资源量/储量分类体系(图1),该分类体系的特点是既有地质资源分类,又有可采量分类,也有储量状态的分类。

按此分类体系,总原地资源量是指根据不同勘探开发阶段所提供的地质、地球物理等资料,经过综合地质,选择运用具有针对性的方法所估算求得的储集体中原始储藏的油气总量。

其中已发现的为地质储量,末发现的为原地资源量。

　第25卷第3期 刘广野:
油气资源分类及评价方法
图1　2004年新的《石油天然气资源/储量分类》国家标准
Fig.1　The new national standard of 2004“oil and natural gas resources/reserves classification ”
地质储量是根据己发现油气藏的地震、钻井、测井和测试等资料估算求得的已发现油气藏中原始储藏的油气总量。

包括:①预测地质储量:指在圈闭预探阶段预探井获得了油(气)显示或综合解释有油气层存在时,对有进一步勘探价值的油气藏,通过类比预测存在一定规模时,根据容积法估算后获得的确定性很低的地质储量;②控制地质储量:是指在某一圈闭内由预探井发现工业油气流之后又通过钻少量评价井计算出来的储量,其相对误差不超过±50%;③探明地质储量:是对油气田评价钻探完
成或基本完成之后经计算得到的储量,其相对误差不超过±20%。

末发现原地资源量是指对未发现的储集体预测求得的原始储藏油气总量。

分为潜在原地资源量和推测原地资源量。

潜在原地资源量是指在圈闭预探阶段前期,对已发现的、有利含油
气的圈闭或油气田的邻近区块(层系),根据石油地质条件分析和类比,采用圈闭法估算的原地油气总量。

推测原地资源量是指主要在区域普查阶段或其他勘探阶段,对有含油气远景的盆地或区带推测的油气储集体,根据地质、物化探及区域探井等资料所计算的原地油气总量。

可采量分为可采储量和可采资源量。

可采
储量是指从油气地质储量中可采出的油气数量。

按其地质可靠程度和经济意义可分为7类:
(1)探明技术可采储量　指满足下列条件所估算的技术可采储量:①已实施的操作技术和近期将采用的操作技术(包括采油气技术和提高采收率技术);②已有开发概念设计或开发方案,并已列入或将列入中近期开发计划;③以近期平均价格和成本为准,可行性评价为经济的和次经济的。

(2)探明经济可采储量　指满足下列条件所估算的经济可采储量:①依据不同要求采用评价基准日的、或合同的价格和成本以及其他有关的经济条件;②已实施的操作技术,或先导试验证实的并肯定付诸实施的操作技术,或本油气田同类油气藏实际应用成功的并可类比和肯定付诸实施的操作技术;③已有开发方案,并已列入中近期开发计划,天然气储量还应已铺设天然气管道或已有管道建设协议,并有销售合同或协议;④含油气边界是钻井或可靠的压力测试资料证实的流体界面,或者是钻遇井的油气层底界,并且含油气边界内达到了合理的井控程度;⑤实际生产或测试证实了油气层的商业性生产能力,或目标储层与邻井同层位或本井邻层位已证实商业性生产能力的储层相似;
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⑥可行性评价为经济的;⑦将来实际采出量大于或等于估算的经济可采储量的概率至少为80%。

(3)探明次经济可采储量　指探明技术可采储量与探明经济可采储量的差值。

包括:①可行性评价为次经济的技术可采储量;②因合同和提高采收率技术等原因尚不能划为探明经济可采储量的技术可采储量。

(4)控制技术可采储量　指满足下列条件所估算的技术可采储量:①推测可能实施的操作技术;②可行性评价为次经济以上。

(5)控制经济可采储量　指满足下列条件所估算的经济可采储量:①可行性评价为经济的;②将来实际采出量大于或等于估算的经济可采储量的概率至少为50%。

(6)控制次经济可采储量　指控制技术可采储量与控制经济可采储量的差值。

(7)预测技术可采储量　指满足下列条件所估算的技术可采储量:①乐观推测可能实施的操作技术;②将来实际采出量大于或等于技术可采储量的概率至少为10%。

储量状态分类:主要是指探明经济可采储量按其开发和少产状态进一步分类,分为探明已开发经济可采储量和探明未开发经济可采储量两类。

2　油气资源评价方法
在我国油气资源评价方法从总体上常用的可以分为成因法、类比法、统计法、德尔菲(Del2 p hi)法4大类。

2.1　成因法
该类方法众多,主要在计算生油量和计算资源量两个环节发生变化,常用方法主要包括盆地模拟法、氯仿沥青“A”法、有机碳法、T TI 热模拟法等。

在实际工业化评价中,以盆地模拟为主结合上述其方法进行评价。

2.1.1　盆地模拟法
主要研究盆地几何学特征、盆地充填序列、盆地演化阶及各阶段盆地原型、盆地构造变形体系、样式、类型。

通过现代计算机技术模拟盆地沉降史、热史、成熟生烃史、排烃史、运聚史,结合盆地岩浆活动及其他区域石油地质条件分析盆地油气资源潜力及其分布状况。

国内外盆地模拟软件较多,也比较完善。

国际商品软件市场上流通的主要有3家的盆地模拟软件:德国有机地化研究所(IES)的Petro2 Mod、美国Plattee River公司的BasinMod、法国石油研究院(IFP)的Temis Suite;我国自行研发的软件有:中石油勘探开发研究院的BASIMS、中石化勘探开发研究院的TSM油气成藏动态模拟系统、中国海洋石油总公司开发的盆地模拟系统等。

总体看,大多数盆模软件的工作原理、研究内容从所用模型是相同的或相近的,概括起来就是“五史”研究。

2.1.2　氯仿沥青“A”法
烃源岩沥青“A”氯仿抽提含量既与有机质丰度有关又与有机质成熟度有关,是油气评价的重要参数,评价计算模型为:
Q A=S・h・ρ・M・A・K A
式中:S为成熟生油岩面积;
h为成熟生油岩平均厚度;
ρ为生烃源岩密度(亿t/km3);
M为泥岩百分比;
A为残余“A”含量(%);
K A为A恢复系数。

2.1.3　有机碳法
总有机碳含量(TOC)在烃源岩中的含量越大,有机质丰度越大,表示其生油条件越好。

评价计算模型为:
Q C=S・h・ρ・M・C・K C・X
式中:S为成熟生油岩面积;
h为成熟生油岩平均厚度;
ρ为生烃源岩密度(亿t/km3);
M为泥岩百分比;
C为残余有机碳;
K C为C恢复系数;
X为烃产率(千克烃/吨有机碳)
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2.1.4　T TI热模拟法
采集演化程度尽可能低的不同干酪根类型的生油岩样,用过实验室模拟地下条件(温度、压力等)的变化,测量各阶段样品产油气量,拟合各类干酪根生油气率曲线。

在已知评价区生油岩重量(或体积)、有机质含量、类型及演化程度时,我们可依上述曲线计算生油量。

其计算模型为:
Q生=010001h・ρ・C・F
式中:h为泥岩厚度;
ρ为源岩比重(亿t/km3);
C为原始有机碳含量(%);
F为源岩油气产率(千克烃/吨有机碳) 2.2　类比法
类比法是在对低勘探程度地区进行评价时通常采用的一种方法,其主要理论依据为地质成因与结构相似的地质对象之间,其油气资源潜力具有相应的可比性;因此,类比法的主要做法是:首先进行评价对象的地质特征分析并选定已知类比对象,然后根据类比对象之间的具体参数指标值确定两者的相似性与相似系数,从而确定评价区的关键参数—资源丰度值,最后利用资源丰度值,采用对应的面积丰度、体积丰度得到评价对象的总资源量。

2.2.1　面积丰度法
此方法的基本思路就是:相似地区(盆地或盆地内某一区块)具有相似的油气分布规律,因此可用标型区(即已知油气分布规律的盆地或区块)的单位面积油气资源丰度来近似代替评价区(即未知油气分布规律的盆地或区块)的单位面积油气资源丰度,进而估算评价区的油气资源量。

其计算模型为:
Q=S・d・a
式中:Q为评价区资源量;
S为评价区沉积岩面积;
d为估计可能产油的面积所占的比率;
a为类比区(即标型区)资源面积丰度。

一般地,此方法不仅要求标型区和评价区同属一类盆地,还要求具有相近演化史、相似几何学特征(包括面积、沉积物厚度等)和内部结构(如砂泥岩垂向分布、横向变化等),否则估算的误差很大。

2.2.2　体积丰度法
该方法基本原理和评价思路与面积法相同。

应用单位沉积岩体积油气资源丰度代替面积丰度,一般而言是更逼近真实,降低了误差。

具体计算模型:
Q=V・K V
式中:Q为评价区资源量;
V为评价区沉积岩体积;
K V为类比区(标型区)资源体积丰度。

原则上讲,此方法也仅适用于同一盆地类型.具相似的演化史和几何学特征结构的地区,任意扩大应用范围会导致结果误差很大。

2.3　统计法
统计法,顾名思义,是根据数理统计学原理和方法整理、分析已完成的勘探工作和(储量)成果,建立预测模型,进而预测未发现油气资源量并估算总资源量。

根据其所依据的原始资料及着眼点的不同,又可分为统计趋势预测法、油气田(藏)规模概率分布法、地质因素分析法3类。

2.3.1　统计趋势预测法
统计趋势预测法又称发现率外推法,通过对油气勘探中信息收集行为(重力、磁力、地震)和行动(钻井)及油气储量的发现等过程的描述,着眼于建立勘探工作量或勘探时间与油气储量增长之间的关系。

其中主要以勘探工作量为依据的称为进尺发现率法(单位进尺发现率法、饱和勘探法等),主要以勘探时间(周期)为依据的称为时间发现率法。

统计趋势预测法适用条件是盆地发现高峰已经过去,随着储量发现年(时间)或钻井进尺的累积增长,而呈现曲线为下降趋势中的油田。

2.3.2　油气田(藏)规模概率分布法
油气田(藏)规模概率分布法是国外油气资源评价最常用的方法,尤其常用于高勘探程度
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地区。

其前提假设条件是:某一地区内的所有油气田(藏)的规模与其发现概率(或数目)服从一定的数学统计(分布)规律,根据已发现油气田(藏)大小或发现序列来修改、调节油气田(藏)规模分布模型,从而推断出未发现油气田(藏)的大小及数量,最终得到总资源量。

常用方法有油气藏规模序列法、发现过程模型法,根据对规模概率分布函数的不同处理有多种不同方法,如Arp s2Ro bert模型、分形预测模型(线性分形、抛物线分形)法。

目前应用较好的是油藏规模序列法,油藏规模序列法适用于一个完整的、独立的石油体系,而且前提是最大油气藏已发现,评价单元中一定要有油气藏的发现,并且发现的油气藏的个数在3个以上,因此,该方法适用于中高勘探程度区的评价。

2.3.3　圈闭法
首先按照一定的评价规范,收集整理评价区内油气圈闭充注面积、含油层系厚度等数据,采用圈闭体积法,应用蒙特卡罗技术对各层圈闭进行油气资源量进行计算,再用各层的和求出圈闭资源量,进而将各圈闭资源量相加统计获得评价区资源总量。

单个圈闭油/气资源量的计算公式如下:
Q o=(100・A・C o・H o・Ф・S o・ρo)/B oi
Q g=0101・A・C g・H g・Ф・S g・ρg・B g 式中:Q o为油资源量,104t
Q g为气资源量,108m3
A为圈闭面积,km2;
C o为含有面积充满度,小数;
H o/H g为油/气层厚度,m
Ф为储层有效孔隙度,小数;
S o/S g为原始含油/气饱和度,小数;
ρ
o/ρg为地面原油/天然气密度,t/m;
B oi/B g为原油/气体积系数。

上述公式中各参数的取值原则如下:①含油(气)面积系数是已知油(气)藏的含油气)面积除以圈闭面积的值。

对未获取含油气面积的圈闭,面积系数通过类比已知含油(气)面积系数推测获得;②石油(天然气)面积资源丰度是
依据储量数据计算获得,对无储量数据和未钻探的圈闭则通过进行储、运、聚、盖、保等条件的类比获取;③油(气)层的有效厚度的获得是通过对临近已钻探的圈闭与未钻探的圈闭相同层系的构造幅度类比得到。

2.4　德尔菲(Delphi)法
这种方法是邀集有关专家组成评价小组,通过回顾和讨论所有地质资料找出控制油气的关键因素;每个小组成员凭借个人的经验和掌握的资料对研究区的潜在资源量进行打分,并作出概率曲线;最后由评议小组对每个人的成果进行协商、讨论,并取其平均值最为最后的预测结果。

3　小结
成因法能够较好地揭示评价区内各生烃灶的生烃潜力且适用范围广,但目前应用成因法将生烃量转化为储集量时缺乏令人信服的手段,特别是在“运聚系数”或“聚集系数”的取值上缺乏根本性的定量方法,多依赖于对已有勘探成熟区的统计与推测,总体上随意性较大,而“运聚系数”或“聚集系数”在预测结果中的权重又很大,从而使结果不够严谨;类比法可作为一类应用于低勘探程度地区的简便评价方法,但无法提供具体目标及目标资源量;统计法只能提供评价对象的总体资源量,无法提供待发现资源的空间分布;德尔菲法可以集思广益,并能考虑无法用数学表达的一些因素,这是其优点,但容易为专家们的资历、经验和个人的主观倾向所左右。

参考文献:
[1]　龙胜祥,等.油气资源评价方法与实践[M].北京:地质
出版社.2005.
[2]　中国石油天然气总公司勘探局.油气资源评价技术
[M].北京:石油工业出版社.1999.
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