1.石油技术可储量的计算

2.石油天然气关键参数研究与获取

3.油气地质储量计算的方法是什么?

4.地质储量计算方法有哪些

5.为什么不同机构发布中国常规天然气储量数据不同

天然气动态储量计算方法有哪些应用过程是什么_天然气储运系统

姜慧超 穆星 车燕

摘要 根据济阳坳陷中、浅层天然气成藏规律和成藏特点,首次应用油-气-水三相盆地模拟、古热史恢复和油溶释放气成藏定量分析等技术,用多种计算方法,确定了济阳坳陷各区带天然气量,初步建立了一套适用于陆相富油盆地天然气评价的技术方法,对油溶释放气成藏规律的探讨和天然气生、排、运、聚、散动态地质过程的解析,为油田天然气的勘探和部署提供了依据。

关键词 济阳坳陷 天然气 运移聚集 盆地模拟 评价

一、引言

济阳坳陷是典型的富油盆地,干酪根以I型为主,埋藏浅,热演化程度低,主要以生油为主。截至1999年底,胜利油区累计探明天然气储量1850×108m3,其中气层气储量341.43×108m3,溶解气储量1508.61×108m3,溶解气占天然气总量的80%以上,天然气的生成、运移和成藏均受到油溶解作用的影响。

针对济阳坳陷中、浅层天然气以溶解气为主的特点,对天然气评价提出如下技术要求:为较好解决天然气的初始运移相态问题,在生气与排气方面研究,需用油-气-水三相的盆地模拟软件;济阳坳陷天然气的一个重要来源是油溶释放气,需要形成一套天然气的溶解与脱气作用的定量评价技术;天然气的溶解与脱气受到液态烃运移过程的控制,需要包括油气运移与聚集的全过程盆地模拟软件的支持。

本次天然气的评价工作引进并开发完善了IES油-气-水三相盆地模拟软件,计算的气层气地质储量达1042×108m3,比第二轮评价增加一倍多。

二、古热史恢复

1.原理

古热流值是盆地模拟的重要参数,其值的大小,不仅决定盆地的热史演化,而且控制其生烃过程。由于第二轮评价的古热流值是用类比法确定的,影响了模拟的精度和可信度。针对此问题,开展了济阳坳陷古热流的恢复,首次定量地模拟出济阳坳陷古热流演化曲线。

目前,国内外广泛用的热史恢复技术可归纳为三大类,即地球热力学法(正演技术)、古温标法(反演技术)和综合法(热史模拟技术)。综合法主要是将正演技术与反演技术相结合(即将地史恢复和热史恢复相结合),通过建立数学模型,利用已知的地层信息和古温标资料作为约束条件,对盆地的热演化史进行模拟。本次研究用综合法,原理简述如下。

第一,根据傅里叶定律,由今地温梯度求某结点的今热流和地幔热流;

第二,求给定某点的古地幔热流、生热量和总热流;

第三,计算古地温;

第四,由Easy-Ro法计算古地温标 Ro;

第五,计算Ro与实测Ro的符合性检验,修改岩石圈初始拉张时的厚度,直至误差满足要求。

图1 济坳陷古热流和构造沉降演化曲线图

上述热史恢复方法可以将岩石圈尺度与盆地尺度、正演技术与反演技术有机地结合,并由参量β及古地温标(Ro)数据反演区域热流变化及其对盆地内各点的作用效果。

2.热史恢复结果及对油气生成的控制作用

由模拟出的中生代以来的大地热流演化曲线可以看出,从白垩纪早期至古新世开始时,热流达到最大值,为83.6mW/m2,相当于现今活动裂谷的热流值;从热演化的角度分析,该区大陆裂谷活动于始新世开始。始新世至现今,大地热流的总体趋势变低,中间有两次回升,较大的一次距今35Ma,另一次距今约5Ma。第三纪以来,热流演化曲线的整体形态是“马鞍型”(图1)。受热流演化和埋藏史的双重控制,下第三系烃源岩经历了持续的受热过程,现今仍处于“生油窗口”范围内。

三、油-气-水三相盆地模拟

1.天然气的生成

Ⅰ型干酪根的油气生成过程模拟结果表明,埋深大于3900~4000m(Ro≥1.0%)时开始进入游离气生气区,随气体生成量增大,逐渐高于液态烃溶解天然气的能力,气体主要以游离相态排出;埋深小于3900~4000m时,以生油和伴生的溶解气为主,天然气以溶解相态排出为主;Ⅰ型干酪根在4050~4150m进入油裂解气生气区,此时,部分液态石油

裂解成气。

在相同的热史、地史条件下,Ⅱ型干酪根在3100m左右进入游离气大量生气区,较Ⅰ型干酪根的生气区埋深浅。这也是济阳坳陷某些贫油洼陷天然气相对富集的原因。

2.天然气的运移、聚集与扩散

通过对各沉积时期天然气的流体势分布和运移方向的模拟,认为天然气的二次运移主要发生在东营组沉积末期,较油滞后,其运移方向主要受气体势分布的控制,断裂带是其最重要的运移疏导层。通过含油气饱和度分布的模拟,确定了天然气的有利聚集部位一般较油藏埋藏浅,天然气在明化镇组和第四系沉积时期成藏,模拟结果与目前气藏的实际分布情况较为吻合,为确定勘探方向提供了重要依据。

从图2可以看出,馆陶组沉积时期是其主要的烃类散失期,这是因为东营运动造成东营组与馆陶组之间存在不整合面以及馆陶组缺乏区域性良好盖层。馆陶组沉积以前,由于未进入大量生气阶段,以散失油和伴生气为主;馆陶组沉积时期,以散失油、伴生气和游离气为主;明化镇组沉积时期,以散失游离气为主。

图2 济阳坳陷部分洼陷散失烃量模拟结果示意图

四、油溶释放气成藏的定量分析

1.油溶释放气是天然气的主要来源

从中浅层气藏与稠油油藏的分布关系可以看出,液态烃从深部向中浅层运移过程中,随温度和压力的降低,液态烃组分发生分离,重质组分形成稠油油藏,轻质组分多在其上方形成中浅层气藏。如孤岛、孤东、埕东、义东、陈家庄等绝大多数气藏均具有与稠油油藏相伴生的特点,各项地球化学分析资料也已证明浅层气与稠油是同源的。

Ⅰ型干酪根的生烃模拟结果表明:生气区以上以生油和伴生的溶解气为主,天然气以溶解相态排出为主。由于济阳坳陷烃源岩的干酪根类型以工型为主,且埋深浅(最大埋深小于4400m,一般小于4000m),热演化程度低(Ro≤1.0),因此,溶解相态是济阳坳陷天然气的主要赋存相态。

从气-源岩对比结果也发现两者具有较好的亲缘关系,伴生气δ13C1的平均值为-41.80,与气藏气的平均值-42.14十分接近,证明了浅层天然气可能来自于液态烃运移过程中产生的油溶释放气。

从天然气组分含量分析结果来看,济阳坳陷天然气的甲烷含量一般大于95%,部分气田甲烷含量达到了99.0%以上,属于“干气”的范畴,但在“生油窗内”不应生成大量“干气”。这是因为不同的天然气组分在油中的溶解度是不同的。依据相似相溶原理,天然气相对分子质量越大的重烃组分在油中的溶解度越高,如在30℃、10MPa条件下,乙烷的溶解度是甲烷的4倍,丙烷的溶解度是甲烷的20倍,且压力越高倍数越大。溶解度的差异说明甲烷较其他组分更容易从油中释放或脱气,导致天然气中甲烷含量较高。地下原油在开到地表后,释放出的轻烃组分总是以甲烷高纯度为特征,而其他组分在油中多未达到饱和。

2.油及地下水溶解天然气模型

(1)油溶解气释放模型

天然气在液态石油中的溶解度主要受控于温度、压力和原油密度,溶解度与饱和压力呈正相关关系而与原油密度呈负相关关系,当地层压力接近饱和压力时,天然气就会从油中释放出来,产生脱气作用。

(2)地层水溶解天然气模型

天然气在地层水中的溶解度主要受控于温度、压力和水的矿化度,影响最大的因素为压力。天然气在水中的溶解度随压力增高而增大,随温度的增加而降低,温度为70~100℃时溶解度达到最小值。水的矿化度对溶解度的影响也较大,并随矿化度的增大而减小。

3.油溶释放气起始脱气点的计算

溶解于油中的天然气在随游离烃向上运移过程中,由于温度、压力及原油性质的变化,气体从油中游离析出发生脱气作用,形成中浅层的次生气藏。为了确定起始脱气深度,研制了油溶释放气起始脱气点的计算程序。通过建立的油溶气模型可以看出,当地层压力等于饱和压力时,天然气在油中的溶解度可看做该温度压力条件下的最大溶解气量,可作出单位(吨)油的最大溶解气量与地层压力和原油密度关系图,并标定油气运移的轨道。通过对油气藏物性数据的分析发现,对于一个含油气盆地而言,在同一层位内,伴随流体由深到浅、由洼陷中心向边缘运移,具有地层压力逐渐降低,原油密度逐渐增高的趋势。如果把洼陷内部埋藏深、封闭条件好的岩性油气藏的气油比(一般相当于洼陷的最大油气比)近似作为洼陷的原始气油比,选取与原始气油比相等的最大溶解气量等值线与油气运移轨迹的交点,所对应的地层压力可看做现今埋深条件下油溶气起始脱气压力,对应的深度等值可看做起始脱气深度。

通过计算,济阳坳陷各主要洼陷平均起始脱气点为1900m,1750~2000m为进入起始脱气深度。

4.天然气的脱气模式与赋存状态分析

根据起始脱气深度的计算,建立了济阳坳陷主要洼陷的油溶气脱气模式。如牛庄洼陷脱气模式,随液态烃自洼陷中心向边部的运移,自洼陷中心至南斜坡地层压力逐渐降低,原油密度逐渐增大,实际气油比呈逐渐下降的趋势,在1750m左右进入起始脱气点,液态烃开始脱气,目前已探明的天然气均在起始脱气点之上,为1750~1200m,虽进入起始脱气点,但脱气作用不完全,主要以气顶气和夹层气藏为主;深度小于1200m,脱气作用较完全,以纯气层气藏为主。脱气作用形成的中浅层次生气藏,受液态烃运移最终指向的控制,分布在断裂带和凸起上;深度为3900~1750m时,天然气在油中处于欠饱和状态,以溶解气的赋存形式为主;深度大于3900m,烃源岩才开始进入生成大量游离气阶段,可形成深层原生气藏,但该类气藏目前还未经钻探证实。

通过对济阳坳陷其他洼陷的油溶气释放规律的对析发现,它们与牛庄洼陷具有基本相同的特征,油溶释放气的起始脱气点深度为1750~2000m,对油溶释放气形成的中浅层气藏的勘探深度应集中在埋深小于2000m的区域。

需要说明的是,起始脱气点的计算和脱气模式反映的是现今埋深条件下的状态,即现今形成的天然气才具有的脱气和成藏规律,由于济阳坳陷天然气成藏期晚,主要在距今5Ma之后开始生成和运移成藏,而且成藏作用还在进行,因此可用现今时刻的起始脱气点的计算和脱气模式近似反映天然气的赋存状态。对于成藏较早的地区不能简单套用,计算起始脱气点需要考虑主要成藏期后再沉积的厚度。

5.天然气“饱和程度”的计算与有利含气区带的预测

为了进一步探讨油溶气释放规律,提出了“饱和程度”的概念和计算方法,该方法根据试油成果获取单井在地表状态下的日产油量、日产气量和日产水量以及温度、压力和流体性质数据,恢复地下状态天然气在油水中的饱和状态。

通过“饱和程度”的分析,认为浅层气的富集主要受液态烃运移最终指向的控制,在凸起、隆起带和洼陷四周的斜坡带上以次生的气层气和部分气顶气形式存在;中层气的富集受断裂带控制,在洼陷和凸起断裂带以气顶气和夹层气等形式存在;深层气主要富集在洼陷中心或邻近洼陷中心的高部位,可能多以原生的游离相态聚集的气层气形式存在。

五、区带量计算方法

1.二、三维盆地模拟相结合的方法

表1 济阳坳陷区带天然气量计算表

根据各凹陷三维盆地模拟结果,计算气层气供气量,再乘上聚集系数得出气层气量;根据IES模拟结果,可知单条测线在不同区带的天然气聚集量,再进行面积加权和地质分析,综合确定各含气区带的聚集量百分比,即可计算出各区带的气层气量。

2.地质综合评价法

(1)划分天然气排聚单元

排聚单元是以聚集区为核心的天然气排运聚散系统,依据IES模拟的流体运移方向和古气势场分布,将济阳坳陷划分为14个排气单元。

(2)计算各排聚单元供气量

在排聚单元划分的基础上进行盆地模拟,计算不同生油洼陷向各排聚单元的供气量。

(3)计算区带气层气量

依据模糊评判原理,对区带的气源丰度、疏导层条件、气源距离、保存条件等进行综合评判,确定各区带聚集系数,计算气层气量(表1)。

六、应用效果

根据本次天然气区带评价结果,选择具有较高潜力的区带进行了亮点勘查和钻探,发现一批较有利的含气圈闭和亮点,建成了天然气产能20×104m3,取得了较好的经济效益和社会效益。

1.坨-胜-永断裂带

坨-胜-永断裂带位于东营凹陷北部,北邻陈家庄凸起,东靠青坨子凸起,西南与利津、民丰洼陷相接,在研究区呈北西向带状分布,有利勘探面积近700km2,由于该断裂带紧邻利津、民丰生油洼陷,具备有利的油气成藏条件。该带自1965年勘探以来,相继发现了一批中浅层气藏。根据区带评价结果,坨-胜-永断裂带及陈家庄凸起南缘天然气量为110×108m3,探明天然气储量36.1×108m3,剩余量为74×108m3。1998~2000年,该区加强天然气勘探,丰气1、丰气斜101、永12-53井相继钻探成功,新建天然气产能9.5×104m3;2001年,在胜北断层二台阶又发现了一批浅层气富集区,预测含气面积24km2,预测天然气地质储量20×108m3。

2.义南地区

义南地区位于义和庄凸起南部,南、东两面与沾化凹陷相邻,自东向西,义南断层由北东向转为近东西向,形成一弧状构造带。义和庄凸起为下古生界寒武—奥陶系灰岩组成的潜山。油气勘探始于1961年,11~13年发现馆陶组气藏。经过20多年的勘探,共发现三个含气区,即沾3-沾38、沾4及沾5井区,主力含气层系为东营组、馆陶组、明化镇组。根据本次区带评价结果,义和庄凸起及周缘天然气量为79×108m3,探明天然气储量11.15×108m3,剩余量68×108m3,该区带仍具有较大的潜力。1999~2000年,该区天然气勘探发现Ⅰ、Ⅱ类亮点45个,预测含气面积22.4km2,天然气地质储量24.35×108m3;共部署井位11口,试气见气流井9口,新建天然气产能8.0×104m3。

石油技术可储量的计算

1.方案一4.5×108m3/a的经济评价

(1)天然气单位总成本

天然气单位总成本由勘探开发建成103m3商品气产能的成本加上天然气单位经营成本。

根据公式

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

天然气单位总成本比现行天然气平均加权价格550元/(103m3)低得多。

(2)财务评价

财务评价以动态指标和静态指标相结合,但以动态指标为主的方法进行评价。评价的主要经济指标如下:按现行天然气市场价格550元/(103m3),方案一财务现金流量见附表,9-2-1及图9-3。

图9-3 方案一(4.5×108m3/a)生产期间净现金流量图

A.动态法

(a)财务内部收益率(FIRR)是通过该气田勘探开发基建总投资在基建和生产年限内使各年净现金流量的现值累计为零时的折现率。根据公式:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

FIRR远大于基准收益率12%,因此方案一可行。

(b)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

按基准收益率ic=12%计算,将各年的净现金流量折算到起点年时的现值,然后累加其结果为26 537.1万元,其值亦远大于零,因此该方案一切实可行。

(c)财务净现值率(FNPVR):

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(d)投资回收期:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

B.静态法

(a)利润总额为11.8899亿元。

(b)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(c)投资利润率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

说明:年平均利润额=(收入-投资-利息-经营成本)÷年

(d)投资利税率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

注明:年平均利税额=(销售收入-勘探开发基建投资-开发中稳产投资资本化利息-经营成本)÷年

(3)国民经济评价

A.计算效益与费用的技术参数调整

(a)天然气影子价格:618元/(103m3);

(b)经营成本扩大系数:1.10;

(c)勘探基建投资调整综合扩大系数:1.10;

(d)开发基建投资调整综合扩大系数:1.15。

B.国民经济评价指标计算

按影子价格计算国民经济评价现金流量,见附表9-2-2及图9-3。

(a)经济内部收益率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(b)经济净现值:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(c)经济净现值率: ;

(d)投资回收期:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(e)投资净效益率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

说明:年平均净效益=年平均销售收入-年平均经营成本-年平均投资(或年折旧费)。

(f)利润总额为218 605.3万元,约合人民币21.9亿元。

2.方案二(6.0×108m3/a)的经济评价

(1)天然气单位总成本

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

天然气单位总成本比现行天然气平均加权价格550元/(103m3)低得多。

(2)财务评价

按现行天然气市场价格550元/(103m3),方案二财务现金流量见附表9-2-3及图9-4。

图9-4 方案二(6.0×108m3/a)生产期间净现金流量图

A.动态法

(a)财务内部收益率(FIRR)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

FIRR远大于基准收益率12%,因此方案二可行。

(b)财务净现值:FNPV=31 400.1万元

(c)财务净现值率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(d)投资回收期

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

B.静态法

(a)利润总额为152 730万元。

(b)投资回收期

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(c)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(d)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(3)国民经济评价

按影子价格计算国民经济评价现金流量见附表9-2-4及图9-4。

(a)经济内部收益率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(b)投资回收期:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(c)经济净现值率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(d)投资净效益率:

油气工业技术经济评价方法及应用(第3版)

(e)利润总额为284 348万元,约合人民币28.4亿元。

石油天然气关键参数研究与获取

根据中华人民共和国石油天然气行业标准 《石油可储量计算方法》 (SY/T5367-1998),可储量的计算方法共10类18种方法,每种方法都有各自的适用范围和局限性。应根据油藏开发阶段和开发方式等具体条件选取适用的方法。本部分对砂岩油藏可储量的常用计算方法进行详细阐述。其他类型油藏可储量的计算方法可参阅中华人民共和国石油天然气行业标准 《石油可储量计算方法》及有关书籍。

1. 开发初期油田可储量的计算方法

开发初期是指油田的建设期或注水开发油田中低含水期。此阶段,油田动态资料少,油藏开规律不明显。计算可储量的方法有经验公式法、类比法、流管法、驱油效率-波及系数法、数值模拟法及表格法。矿场上经常用的计算方法是经验公式法、类比法及表格法。

(1) 经验公式法

经验公式法是利用油藏地质参数和开发参数评价油藏收率,然后计算可储量的简易方法。应用该法时,重要的是了解经验公式所依据的油田地质和开发特征以及参数确定方法和适用范围。

美国石油学会收率委员会阿普斯 (J. J. Arps) 等人,从1956年开始到1967年,综合分析和统计了美国、加拿大、中东等产油国的312个油藏的资料。根据72个水驱砂岩油田的实际开发资料,确定的水驱砂岩油藏收率的相关经验公式为:

油气田开发地质学

式中:ER——收率,小数;φ——油层平均有效孔隙度,小数;Swi——油层束缚水饱和度,小数;Boi——原始地层压力下的原油体积系数,小数; ——油层平均绝对渗透率,10-3μm2;μwi——原始条件下地层水粘度,mPa·s;μoi——原始条件下原油地下粘度,mPa·s;pi——原始油层压力,MPa;pa——油藏废弃时压力,MPa。

上式适用于油层物性好、原油性质好的油藏。

17~18年B·C·科扎肯根据伏尔加-乌拉尔地区泥盆系和石炭系沉积地台型42个水驱砂岩油藏资料,获得以下经验公式:

油气田开发地质学

式中:μR——油水粘度比;Cs——砂岩系数;Vk——渗透率变异系数;h——油层平均有效厚度,m;f——井网密度,ha/口;其余符号同前。

该经验公式复相关系数R=0.85,适用于下列参数变化范围:μR=0.5~34.3;

油气田开发地质学

(109~3200) ×10-3μm2;Vk=0.33~2.24;h=2.6~26.9m;Cs=0.51~0.94;f=7.1~74ha/口。

18年,我国学者童宪章根据实践经验和统计理论,推导出有关水驱曲线的关系式,并将关系式和油藏流体性质、油层物性联系起来,推导出确定水驱油藏原油收率的经验公式:

油气田开发地质学

式中: —束缚水条件,油的相对渗透率与水的相对渗透率比值;μo——地层原油粘度,mPa·s;μw——地层水粘度,mPa·s。

上式的优点是简单,式中两个主要因素:一是油水粘度比,很易测定;另一个因素油、水相对渗透率比值,可以根据相对渗透率曲线间接求得。

1985年我国石油专业储量委员会办公室利用美国和前苏联公布的109个和我国114个水驱砂岩油藏资料进行了统计研究。利用多元回归分析,得到了油层渗透率和原油地下粘度两者比值 (影响收率的主要因素),与收率的相关经验公式:

ER=21.4289(K/μo)0.1316

上式适合我国陆相储层岩性和物性变化大、储层连续性差及多断层的特点,计算精度较高。

(2) 驱油效率-波及系数法

驱油效率可以用岩驱油实验法和分析常规岩心残余油含量法。

1) 岩驱油实验法:用岩心进行水驱油的实验,是测定油藏水驱油效率的基本方法之一,可直接应用从油层中取出的岩心做实验,也可以用人造岩心做实验。具体方法是将岩心洗净烘干后,用地层水饱和,然后用模拟油驱水,直到岩心中仅有束缚水为止。最后用注入水进行水驱油实验,模拟注水开发油藏的过程,直到岩心中仅有残余油为止。水驱油效率为:

油气田开发地质学

式中:ED——水驱油效率,小数;Sor——残余油饱和度,小数;Soi——原始含油饱和度,小数。

2) 分析常规岩心残余油含量法:取心过程中,钻井液对岩心的冲洗作用,与注水开发油田时注入水的驱油过程相似。可以认为钻井液冲洗后的岩心残余油饱和度,与水驱后油藏的残余油饱和度相当。因此,只需要分析常规取心的残余油饱和度就能求出油藏注水开发时的驱油效率。即:

油气田开发地质学

式中:β——校正系数,其余符号同前。

原始含油饱和度的求取本章已有叙述。残余油饱和度的测定方法通常有蒸馏法、色谱法及干馏法。由于岩心从井底取到地面时,压力降低,残余油中的气体分离出来,相当于溶解气驱油,使地面岩心分析的残余油饱和度减小,所以应进行校正,β一般为0.02~0.03。

用分析常规岩心的残余油含量来确定水驱油效率,简便易行。但是实际上,取心过程与水驱油过程有差别,用残余油饱和度法求得的水驱油效率往往较油田实际值低。

上述两种方法求得的驱油效率乘以注水波及系数,即为水驱收率。

波及系数是水驱油的波及体积与油层总体积之比。水驱波及系数与油层连通性、非均质性、分层性、流体性质、注井网的部署等都有密切的关系。连通好的油层,水驱波及系数可以达到80%以上;连通差的油层和复杂断块油藏,往往只有60%~70%。

(3) 类比法

类比法是将要计算可储量的油藏同有较长开发历史或已开发结束的油藏进行对比,并借用其收率,进行可储量计算。油藏对比要同时比较地质条件和开发条件,才能使对比结果接近实际。地质条件包括油藏的驱动类型、储层物性、流体性质及非均质性。开发条件包括井网密度、驱替方式及所用的工艺技术等。

(4) 表格计算法

表格计算法是根据油气藏的驱动类型,参照同类驱动油藏的收率,根据收率估算的经验,给定某油藏的收率值,估算其可储量。

油气藏的驱动类型是地层中驱动油、气流向井底以至出地面的能量类型。油气藏的驱动类型可分为弹性驱动、溶解气驱、水压驱动、气压驱动、重力驱动。油气藏的驱动类型决定着油气藏的开发方式和油气井的开方式,并且直接影响着油气开的成本和油气的最终收率。所以一个油气田在其投入开发之前,必须尽量把油气藏的驱动类型研究清楚。

油气藏驱动类型对收率的影响是很大的,但是同属一个驱动类型的油气藏,由于各种情况的千差万别,其收率不是固定的,而是存在着一个较大的变化范围。表7-3给出油藏在一次油和二次油时,不同驱动类型收率的变化范围。

表7-3 油藏收率范围表

表7-3所列出油气藏不同驱动类型时收率值的范围,是由大量已开发油气田所达到最终收率的实际统计结果而得出的。油藏三次油注聚合物等各种驱油剂的最终收率范围,则是依据实验室大量驱替试验结果得出的。不论是实际油气田的统计值还是驱替试验结果,均未包括那些特低或特高值的情况。仅由表中所列的数值范围就可看出,油气藏不同驱动类型之间最终收率相差很大,就是同一驱动类型的油气藏相差也悬殊。

(5) 流管法

流管法由于计算过程烦琐,矿场上不常用,因篇幅所限,此处不作介绍。

(6) 数值模拟法

数值模拟法适用于任何类型、任何开发阶段及任何驱替方式的油藏。开发初期,油藏动态数据少,难以校正地质模型,用数值模拟方法只能粗略计算油藏的可储量。

2. 开发中后期可储量的计算方法

开发中后期是指油田含水率大于40%以后,或年产油量递减期。开发中后期可储量的计算方法主要有水驱特征曲线法、产量递减曲线法、童氏图版法。

(1) 水驱特征曲线法

所谓水驱特征曲线,是指用水驱油藏的累积产水量和累积产油等生产数据所绘制的曲线。最典型的是以累积产水量为纵坐标,以累积产油量为横坐标所绘制的单对数曲线。

根据行业标准SY/T5367-1998,水驱特征曲线积算可储量共分为6种基本方法,加上童氏图版法,共7种方法。

1) 马克西莫夫-童宪章水驱曲线:此曲线常称作甲型水驱曲线,一般适用中等粘度(3~30mPa·s) 的油藏。其表达式为:

lgWp=a+bNp

可储量计算中,以实际的累积产水量为纵坐标,以累积产油量为横坐标,将数据组点在半对数坐标纸上。利用上式进行线性回归,得到系数a和b。然后利用下式计算可储量:

油气田开发地质学

计算技术可储量时,一般给定含水率fw=98%,计算对应于含水率98%时的累积产油量即为油藏的技术可储量。

2) 沙卓诺夫水驱曲线:沙卓诺夫水驱曲线适用于高粘度 (大于30mPa·s) 的油藏。表达式为:

lgLp=a+bNp

以油藏实际的累积产液量为纵坐标,以累积产油量为横坐标,数据组点在半对数坐标纸上,进行线性回归,得到上式中的系数a和b。同理给定含水率98%,计算油藏的可储量,计算公式如下:

油气田开发地质学

3) 西帕切夫水驱曲线:此种曲线适用于中等粘度 (3~30mPa·s) 油藏。表达式为:

油气田开发地质学

对应的累积产油量与含水率的关系式为:

油气田开发地质学

4) 纳扎洛夫水驱曲线:此种水驱曲线适用于低粘度 (小于3mPa·s) 的油藏。其表达式为:

油气田开发地质学

对应的累积产油量与含水率的关系式为:

油气田开发地质学

5) 张金水水驱曲线:此种水驱曲线适用于任何粘度、任何类型的油藏。其表达式为:

油气田开发地质学

对应的累积产油量与含水率的关系式为:

油气田开发地质学

6) 俞启泰水驱曲线:俞启泰水驱曲线适用于任何粘度、任何类型的油藏。其表达式为:

油气田开发地质学

对应的累积产油量与含水率的关系式为:

油气田开发地质学

7) 童氏图版法:童氏图版法也是基于二相渗流理论推导出的经验公式,其含水率与出程度的关系表达式为:

油气田开发地质学

以上七个公式中:Wp——累积产水量,104t;Np——累积产油量,104t;Lp——累积产液量,104t;fw——综合含水率,小数;R——地质储量出程度,小数;ER——收率,小数。

利用童氏图版法计算可储量,首先是依据如下图版 (图7-14),将油藏实际的含水率及其对应的出程度绘制在图版上,然后估计一个收率值。最后由估计的收率和已知的地质储量,计算油藏的可储量。一般童氏图版法不单独使用,而是作为一种参考方法。

图7-14 水驱油田收率计算童氏图版

前述1~6种方法均是计算可储量常用的方法。但对某个油藏,究竟选取哪种方法合理,不能单纯凭油藏的原油粘度来选择方法。要根据油田开发状况综合考虑,避免用单一因素选择的局限性。一般的做法是:首先,根据原油粘度选择一种或几种计算方法,计算出油藏的可储量和收率。然后,参考童氏图版法,看二者的收率值是否接近。若二者取值接近,说明生产数据的相关性好。但所计算的可储量是否符合油田实际,还要根据油藏类型及开发状况进行综合分析。若经过分析认为所计算的可储量不合理,则还要用其他方法进行计算。

(2) 产油量递减曲线法

任何一个规模较大的油田,按照产油量的变化,大体上可以将其开发全过程划分为3个阶段,即上产阶段、稳产阶段及递减阶段。但有些小型油田,因其建设周期很短,可能没有第一阶段。所述的3个开发阶段的变化特点和时间的长短,主要取决于油田的大小、埋藏深度、储层类型、地层流体性质、开发方式、驱动类型、开工艺技术水平及开发调整的效果。一个油藏的产油量服从何种递减规律,主要是由油藏的地质条件和流体性质所决定的,开发过程中的调整一般不会改变油藏的递减规律。

递减阶段产油量随时间的变化,服从一定的规律。Arps产油量递减规律有指数递减、双曲递减及调和递减三大类。后人在Arps递减规律的基础上,对Arps递减规律进行了补充完善。中华人民共和国行业标准 《石油可储量计算方法》 综合了所有递减规律研究成果,列出了用产油量递减曲线法计算油藏原油可储量的4种计算方法。

1) Arps指数递减曲线公式

递减期年产油量变化公式:

Qt=Qie-D

递减期累积产油量计算公式:

油气田开发地质学

递减期可储量计算公式:

油气田开发地质学

式中:Di——开始递减时的瞬时递减率,1/a;Qi——递减初期年产油量,104t/a;Qt——递减期某年份的产油量,104t/a;Qa——油藏的废弃产油量,104t/a。

递减期可储量计算的步骤是:

第一步,以年产油量为纵坐标,以时间为横坐标,在半对数坐标纸上,绘制递减期的年产油量与对应的年份数据组,并进行线性回归,得到一条直线,直线方程式为:lgQt=lgQi-Dit。则直线截距为lgQi,直线斜率为-Di,从而求得初始产量Qi,递减率Di。

第二步,确定油藏的废弃产量Qa。计算技术可储量时,一般以油藏稳产期的年产液量对应含水率98%时的年产油量为废弃产量。也可以根据开发的具体情况,根据经验,给定一个废弃产量。

第三步,由第一步所求的Qi,Di和第二步所求的Qa,代入递减期可储量计算公式,即可求得油藏的递减期可储量。递减期可储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可储量。

2) Arps双曲递减曲线公式

递减期产油量变化公式:

油气田开发地质学

递减期累积产油量计算公式

油气田开发地质学

递减期可储量计算公式:

油气田开发地质学

递减期可储量计算的步骤如下:

第一步,求递减初始产油量Qi,初始递减率Di和递减指数n。产油量变化公式两边取对数得:

油气田开发地质学

给定一个,nDi值,依据上式,用油藏实际的产油量和对应年限数据组,进行线性回归。反复给定nDi值,并进行回归,直到相关性最好。此时,直线的截距为lgQi,直线斜率为-1/n。从而可求得Qi,n及Di值。

第二步,确定废弃产油量。

第三步,计算递减期可储量。将第一步所求得的3个参数和废弃产油量代入递减期可储量计算公式,便可求得递减期可储量值。递减期可储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可储量。

3) Arps调和递减曲线公式

Arps双曲递减指数n=1,就变成了调和递减曲线。

递减期产油量变化公式:

油气田开发地质学

递减期累积产油量计算公式:

油气田开发地质学

递减期可储量计算公式:

油气田开发地质学

递减期可储量计算的步骤如下:

第一步,求递减初始产油量Qi,初始递减率Di。把产油量变化公式与累积产油量计算公式组合成:

油气田开发地质学

累积产量与产量呈半对数线性关系。根据直线的截距和斜率,可求得Di,Qi值。

第二步,确定废弃产油量。

第三步,计算递减期可储量。将第一步所求得的3个参数和废弃产油量代入递减期可储量计算公式,便可求得递减期可储量值。递减期可储量加上递减前的累积产油量就是油藏的可储量。

4) 变形的柯佩托夫衰减曲线Ⅱ

递减期产油量变化公式:

油气田开发地质学

递减期累积产油量计算公式:

油气田开发地质学

递减期可储量计算公式:

油气田开发地质学

计算可储量之前,首先要求得参数a,b,c。求参数常用且简便的方法如下:

首先,求得参数a和c。由递减期产油量变化公式和递减期累积产油量计算公式可得:

tQt+Np=a-cQt

根据上式,以tQt+Np为纵坐标,Qt为横坐标,进行线性回归,直线截距为a,斜率为-c。从而求得参数a和c。

然后,求参数b。将所求参数a和c代入累积产油量计算公式,以累积产油量Np为纵坐标,以1/(c+t)为横坐标,进行线性回归,则直线截距即为a,直线斜率即为要求的参数b。

油气地质储量计算的方法是什么?

评价参数直接影响评价方法的有效性,不同类型的参数作用不同。有效烃源岩有机碳下限、产烃率图版、运聚系数是成因法的关键参数;最小油气田规模对统计法计算结果有较大影响;油气丰度是应用类比法的依据,由已知区带的油气丰度评价未知区带的丰度;可系数是将地质量转化成可量的关键参数。

(一)刻度区解剖

1.刻度区的定义

刻度区解剖是本次评价的特色之一,也是油气评价的重要组成部分。刻度区解剖的目的是通过对地质条件和潜力认识较清楚的地区的分析,总结地质条件与潜力的关系,建立两者之间的参数纽带,进而为潜力的类析提供参照依据。

刻度区是为取准评价关键参数,以保证评价的客观性而选择的满足“勘探程度高、探明率高、地质认识程度高”三高要求的三维地质单元。刻度区可以是一个盆地(凹陷)、一个油气运聚单元、一个区带、一个成藏组合、一个层系或一个二级构造带等。为了正确和客观认识地质条件和潜力,刻度区的选取在考虑“三高”条件的基础上,应尽量考虑不同地质类型的综合,这样可以更充分体现油气丰度与地质因素之间的关系。

2.刻度区解剖内容与方法

刻度区解剖主要围绕油气成藏条件、量及参数三个核心展开,剖析三者之间的关联规律和定量关系。

(1)成藏特征和成藏主控因素分析。成藏特征和成藏主控因素分析实质上是对选择的刻度区进行成藏特征总结,精细刻画出成藏的定性、定量的主控因素与参数,便于评价区确定类比对象。在一个含油气盆地、含油气系统、坳陷、凹陷的成藏规律刻画中,其成藏特征差异大,故一般最好选择以含油气系统(或坳陷)及其间的运聚单元作为对象,更便于有效的类比应用。油气运聚单元是盆地(凹陷)中具有相似油气聚集特征的独立的和完整的石油地质系统,是以盆地(凹陷)的油气聚集带为核心,并包含为该油气聚集带提供油气源的有效烃源岩。油气运聚单元是有效烃源岩、油气运移通道、有效储集层、有效盖层、有效的圈闭等要素在时间和空间上的有机组合。一个油气运聚单元可以有多个有效烃源岩体和烃源岩区为其供烃,但同一个油气运聚单元的油气聚集特征是相似的。一个油气运聚单元可以只包含一个油气成藏组合,也可以包含在纵向上叠置的多个油气成藏组合。因此刻度区地质条件的评价与定量刻画就是按照运聚单元→成藏组合→油气藏的层次路线综合分析烃源条件、储层条件、圈闭条件、保存条件以及配套条件等油气成藏条件。盆地模拟是地质评价流程中的一个重要组成部分,其作用主要体现在三个方面:其一是通过盆地模拟反映流体势特征,进而确定油气运聚单元的边界;其二是提供烃源参数,如生烃强度、生烃量、有效烃源岩面积等;其三是通过关键时刻的获取来反映油气成藏的动态作用过程。

(2)油气量确定。刻度区量计算与一般意义上的量计算稍有不同,正是由于刻度区的“三高”背景,特别是选定的刻度区探明程度越高越好,计算出的量更准确有利于求准各类评价参数。在本次刻度区解剖研究中,主要用了统计法来计算刻度区的量,统计法中包括油藏规模序列法、油藏发现序列法、年发现率法、探井发现率法、进尺发现率法以及老油田储量增长法,不同方法估算出的量用特尔菲加权综合。盆地模拟在计算生烃量方面技术已经比较成熟,因此刻度区(运聚单元)的生烃量仍由盆地模拟方法计算。

(3)油气参数研究。通过刻度区解剖,建立了参数评价体系和预测模型,获得了地质条件定量描述参数、量计算参数和经济评价参数,如运聚系数、丰度等关键参数。从刻度区获得的量与生油量之比可计算出运聚系数,刻度区的量与面积之比可获得单位面积的丰度,还可得到其他参数等。由于盆地内坳陷(凹陷)内各单元成藏条件差异,求得的参数是不同的,故细分若干运聚单元,求取不同单元的参数,这样用于类比区会更符合实际。

3.刻度区研究成果与应用

通过刻度区解剖研究,系统地获得运聚系数、油气丰度等多项关键参数,为油气评价提供各类评价单元类比参数选取的标准,保证评价结果科学合理。如中国石油解剖的辽河坳陷大民屯凹陷级刻度区,通过对其烃源条件、储层条件、圈闭条件、保存条件以及配套条件五方面精细研究,获得了22项量化的成藏条件的系统参数。根据大民屯凹陷内划分的六个运聚单元,分别计算各单元的生油量和量,直接获得六个单元的运聚系数。同时计算出各运聚单元单位面积的量,获得不同成藏条件下的丰度参数(表4-5)。

表4-5 大民屯凹陷刻度区解剖参数汇总表

在中国石油128个刻度区的基础上,各单位根据评价需要,又解剖了一定数量的刻度区。其中,中国石油利用已有刻度区128个,新解剖刻度区4个,共应用132个;中石化新解剖42个;中海油新解剖4个;延长油矿新解剖3个。各项目共应用了181刻度区,这些刻度区涵盖了我国主要含油气盆地中的大部分不同类型的坳陷、凹陷、运聚单元和区带,基本满足了不同评价区的需要。各种类型刻度区统计见表4-6。

表4-6 各种类型刻度区统计表

(二)有效烃源岩有机碳下限

有效烃源岩有机碳下限是指烃源岩中有机碳含量的最小值,小于该值的烃源岩生成的烃量不能形成有规模的油气聚集。有效烃源岩有机碳下限是确定烃源岩体积的主要参数,直接影响生烃量的计算结果。

在大量烃源岩样品分析化验和有关地质资料研究基础上,明确了不同岩类有效烃源岩有机碳下限标准。陆相泥岩有效烃源岩有机碳下限为0.8%,海相泥岩为0.5%,碳酸盐岩为0.2%~0.5%,煤系源岩为1.5%。例如,陆相泥岩TO C与S1+S2关系表明,S1+S2在TO C为0.8%时出现拐点,有效烃源岩有机碳下限定为0.8%;碳酸盐岩气源岩残余吸附气量与有机碳关系表明,残余吸附气量在有机碳为0.2%处出现拐点,有效烃源岩有机碳下限定为0.2%(图4-1、图4-2)。

图4-1 陆相泥岩TOC与S1+S2关系图

图4-2 碳酸盐岩气源岩残余吸附气量与有机碳关系图

对于勘探实践中已经发现油气藏,但烃源岩有机碳含量未达统一下限的盆地,根据实际情况可进行适当调整。如柴达木盆地柴西地区,在分析了大量烃源岩有机碳和S1+S2指标资料后,明确该区有机碳含量下限为0.4%时,即达到有效烃源岩标准,并被发现亿吨级尕斯库勒大油田的勘探实践所证实。在渤海湾盆地评价过程中,建立起相对统一的有效烃源岩丰度取值下限标准:碳酸盐岩气源岩丰度下限取0.2%,碳酸盐岩油源岩丰度下限取0.5%,湖相泥岩丰度下限取1.0%。

有效烃源岩有机碳下限的基本统一,保证了生烃量计算标准的相对一致和全国范围内的可比。

(三)产烃率图版

烃源岩产烃率图版是用盆地模拟方法计算烃源岩生烃量和量的关键参数。产烃率图版一般用烃源岩热模拟实验方法获得。

1.液态烃产率图版

利用密闭容器加水热模拟实验方法,对中国陆相盆地不同类型烃源岩进行了热模拟实验。模拟实验所用样品取自松辽、渤海湾等10个盆地,包括侏罗系、白垩系和古近系的湖相泥岩、煤系泥岩和煤3大类烃源岩。其中湖相泥岩烃源岩的有机质类型包括Ⅰ型、Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型,煤系泥岩烃源岩的有机质类型包括Ⅱ2型和Ⅲ型,煤烃源岩的有机质包括Ⅱ1型、Ⅱ2型和Ⅲ型。根据模拟实验结果,编制了不同类型烃源岩的液态烃产率图版(图4-3、图4-4、图4-5)。

图4-3 湖相泥岩烃源岩液态烃产率图版

图4-4 煤系泥岩烃源岩液态烃产率图版

图4-5 煤烃源岩液态烃产率图版

2.产气率图版

由于生物气生气机制与干酪根成气和原油热裂解气的生气机制不同,因此,其产气率与干酪根和原油裂解气产气率求取方式不同。

(1)生物气产气率。对生物气源岩样品在25℃~75℃的条件下进行细菌培养产生生物气,由此得到不同温阶下各类有机质的生物气产率。在模拟实验结果的基础上,结合前人的研究结果,分别建立了淡水环境、滨海环境和盐湖环境中不同类型有机质的生物气产气率图版及演化模式。

(2)干酪根和原油裂解气产气率。对于不同类型气源岩油产气率,国内外学者及一、二轮评价中已做过大量的工作。较多的实验是应用热压模拟方法对各种类型烃源岩进行产油及产气率实验,这种方法所计算的产气率包括了原油全部裂解成气的产率,亦即常说的封闭体系下源岩的产气率,所得到的天然气产率是气源岩的最大产气率。另一种求取气源岩产气率的方法是在开放体系下对源岩进行热模拟实验,各阶段生成的天然气和原油均全部排出源岩,原油不能在源岩中进一步裂解为天然气。这两种情况都是地质中的极端情况。但是实际的地质条件大多是半开放体系,在这种情况下,源岩生成的油既不能全部排出烃源岩,也不能完全滞留于源岩中。不同地质条件下亦即开放程度不同情况下源岩产气率如何计算?具体方法为:求得封闭和开放体系下相同类型源岩的产气率,将上述两种体系下的产气率图版(中值曲线)输入盆地模拟软件中,得出烃源岩层在不同渗透条件下产气率图版。

(四)运聚系数

运聚系数是油气聚集量占生烃量的比例,是成因法计算量的一个关键参数,直接影响量计算结果。运聚系数的确定方法包括运聚系数模型建立法和运聚单元成藏条件分析法。

1.运聚系数模型建立法

通过刻度区解剖,确定影响运聚系数的主要地质因素及其与运聚系数的相关关系。刻度区解剖研究表明,烃源岩的年龄、成熟度、上覆地层区域不整合的个数和运聚单元的圈闭面积系数等地质因素与石油运聚系数之间存在相关关系。依此建立地质因素与石油运聚系数之间关系的统计模型,包括双因素模型和多因素模型。双因素模型(相关系数为0.922)的地质因素选用烃源岩年龄和圈闭面积系数:

lny=1.62-0.0032x1+0.01696x4

多因素模型(相关系数为0.934)的地质因素选用烃源岩年龄、烃源岩的成熟度、区域不整合个数和圈闭面积系数:

lny=1.487-0.00318x1+0.186x2-0.112x3+0.02118x4

式中:y——运聚单元的石油运聚系数,%;

x1——烃源岩年龄,Ma;

x2——烃源岩成熟度(Ro),%;

x3——不整合面个数;

x4——圈闭面积系数,%。

2.运聚单元成藏条件分析法

依据刻度区提供的大量运聚系数,依盆地类型和影响运聚系数的主要地质因素,分类建立运聚系数取值标准与应用条件。在评价中,根据刻度区解剖结果,确定了油气运聚系数分级取值标准(表4-7)。在评价中得到了推广应用,取得了良好的效果。

表4-7 石油运聚系数分级评价表

(五)最小油气田规模

最小油气田规模是指在现有工艺技术和经济条件下开地下,当预测达到盈亏平衡点时的油气田可储量。最小油气田规模对统计法计算的量结果有较大影响。为此,中国石油天然气集团公司等三大石油公司和延长油矿管理局对最小油田规模进行了专门研究。

通过对不同油价、不同开发方式和未来可能技术条件下最小油气田规模研究,确定了不同地区的最小油气田规模的取值。在地理环境相对较好的东部地区,其勘探开发成本较低,最小油气田规模一般在10×104~30×104t,在地理环境相对较差的西部地区,其勘探开发成本高,最小油气田规模一般在50×104t以上,对于海域来说,油气勘探开发成本更高,最小油气田规模更大,一般在150×104~500×104t。

(六)丰度

油气丰度是指每平方公里内的油气量,是类比法计算量的关键参数。通过统计分析,建立了丰度模型和取值标准。

1.丰度模型

通过刻度区解剖,建立刻度区内评价单元油气丰度和相关地质要素之间的统计预测模型:

新一轮全国油气评价

式中:y——运聚单元的石油丰度,104t/km2;

x1——烃源岩生烃强度,104t/km2;

x2——储集层厚度/沉积岩厚度,小数;

x3——圈闭面积系数,%;

x4——不整合面个数。

2.丰度取值标准

通过统计不同含油气单元丰度的分布特点,结合地质成藏条件,总结出各类刻度区丰度的取值标准。

(1)不同层系丰度:古近系凹陷由于成藏条件优越,成藏时间晚,石油地质丰度一般大于20×104t/km2;中生代凹陷成藏时间相对较长,石油地质丰度相对较低,一般约为10×104t/km2;古生代凹陷由于生、储层时代老,多期成藏多期改造、破坏,预计其丰度更低。

(2)不同类型运聚单元丰度:中新生代断陷或坳陷盆地长垣型、潜山型和断陷型中央背斜构造型,石油地质丰度高,一般大于40×104t/km2;中新生代裂陷盆地、坳陷盆地边缘构造型和古近系缓坡构造型石油丰度次之,一般为10×104~30×104t/km2;中生代盆地岩性型和古生代压陷盆地的构造型石油丰度相对较低,一般小于10×104t/km2。

(3)不同区块或区带级丰度:区块或区带级石油丰度差异更大,从小于1×104t/km2到大于200×104t/km2。其中潜山型、岩性—构造型、披覆背斜区块丰度较高,一般大于50×104t/km2,最大可大于200×104t/km2。构造—岩性型、断裂构造型丰度一般为30×104~50×104t/km2。地层—岩性型、断鼻型以及裂缝型区块、丰度较低,一般小于30×104t/km2。

通过刻度区解剖标定多种成藏因素下评价单元的丰度,不但为广泛应用类比法计算量提供了可靠的参数,同时也摆脱了过去以盆地总量为基础,利用地质评价系数类比将量分配到各评价单元的做法,使类比法预测的油气量在空间位置上更准确,提高了油气空间分布的预测水平。

(七)可系数

国外主要用建立在类比基础上的统计法计算油气可量,而我国第一轮、第二轮全国油气评价没有计算油气可量。本轮评价开展的油气可系数研究,通过可系数将地质量转化为可量,这在国内外油气评价中尚属首次。可系数是指地质中可出的量占地质量的比例,是从地质量计算可量的关键参数。

可系数研究与应用是常规油气评价的重要组成部分,主要目的是通过重点解剖、统计和类析方法,对我国油气可系数进行研究,为科学合理地计算油气可量提供依据,进而对重点盆地和全国油气可潜力进行评价。

1.评价单元类型划分

为使可系数研究成果与评价单元划分体系有机结合,遵循分类科学性、概括性和实用性三个基本原则,以油气类型、盆地类型、圈闭类型、储层岩性、储层物性等地质因素为依据,对评价单元进行了分析和分类,将国内石油评价单元分为中生代坳陷高渗、古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块高渗等24种类型,天然气评价单元分为克拉通盆地古隆起、前陆盆地冲断带等16种类型(表4-8、表4-9)。

表4-8 不同类型评价单元石油可系数取值标准

表4-9 不同类型评价单元天然气可系数取值标准

2.刻度油气藏数据库的建立

已发现油气赋存在油气藏中,建立刻度油气藏数据库是统计已发现油气收率、分析影响收率主控因素、预测油气可系数的基础。刻度油气藏是油气可系数研究中作为类比标准的,地质认识清楚、开发程度高、已实施二次油或三次油技术的油气藏。

刻度油气藏选择原则:①典型性——能代表国内外主要的油气藏类型,保证类比法应用基础的广泛性;②针对性和实用性——针对油气评价,有效地指导相应类型评价单元油气可系数的确定;③开发程度高——油气藏开发程度高,地质参数和开发参数基本齐全;④三次油技术应用具有代表性——尽量选择已实施三次油技术的油藏,保证技术可系数的可靠性。

对国内43个油藏、30个气藏,国外59个油藏、22个气藏进行了剖析:收集整理每个油气藏的主要地质和开发参数;每个油气藏的地质条件主要包括储层特征、圈闭条件、流体性质等,开发条件主要包括开方式、开速度、增产措施等;研究不同因素对收率的影响程度,进而确定该油气藏收率的主控因素;针对开方式的不同,油藏的收率可分为一次、二次或三次收率;气藏主要是一次收率。通过对每个油气藏的地质条件、开发条件和收率进行分析,建立起国内外刻度油气藏数据库。

3.可系数主控因素分析

对影响可系数的地质条件、开发条件和经济条件进行了分析,建立起可系数主控因素的评价模型。

(1)在大量统计和重点解剖的基础上,对油气地质条件中的因素逐一进行分析,并提炼出15项油气收率的主控因素,即盆地类型、储层时代、圈闭类型、沉积相类型、储层岩性、储层厚度、储集空间类型、孔隙度、渗透率、埋深、含油饱和度、原油粘度、原油密度、变异系数、原始气油比。

(2)在诸多开发条件中,提高收率技术是极为重要的因素,不同提高收率技术适用条件不同,其提高收率的潜力也差距很大。通过综合分析,主要技术对不同类型油藏的提高收率潜力为:最小5%,中间值10%,最大值15%。

(3)利用石油公司提高收率模拟研究成果,建立了大型背斜油藏、复杂背斜油藏、断块油藏、岩性油藏、复杂储层油藏等在税后内部收益率为12%、油田开发到含水95%时聚合物驱和化学复合驱油时的油价与油田收率之间的关系,若这五类油藏要达到相同的收率,条件好的如大型背斜油藏、复杂背斜油藏所需的油价低于条件差的如岩性油藏、复杂储层油藏。

4.可系数取值标准的建立

在研究中,解剖了国内43个油藏、30个气藏,国外59个油藏、22个气藏,统计分析了大量油气田收率数据,给出了不同类型评价单元油气技术可系数和经济可系数取值范围,建立了不同类型评价单元油气可系数取值标准(表4-8、表4-9)。

(1)不同类型评价单元石油可系数相差较大,以技术可系数为例:中生代坳陷高渗和古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块高渗评价单元可系数最大,其中间值大于40%;中生代坳陷中渗、古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块中渗、中生代断陷、中新生代前陆、古生界潜山、古生界碎屑岩、古近纪残留型断陷、陆缘裂谷断陷古近纪与新近纪海相轻质油、陆缘弧后古近纪与新近纪海陆交互相轻质油等评价单元可系数为30%~40%;中生代坳陷低渗、古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块低渗、古生界缝洞、南方古近纪与新近纪中小盆地、低渗碎屑岩、重(稠)油中高渗、变质岩、砾岩、陆内裂谷断陷新近纪重质油、陆内裂谷断陷古近纪复杂断块等评价单元可系数为20%~30%;低渗碳酸盐岩、重(稠)油低渗、火山岩等评价单元可系数为15%~20%。

(2)不同类型评价单元天然气可系数相差也较大:克拉通碳酸盐缝洞、礁滩和前陆冲断带等评价单元可系数最大,其平均值大于70%;克拉通古隆起、克拉通碎屑岩、前陆前渊、南方中小盆地、陆缘断陷、火山岩、变质岩和海域古近纪与新近纪砂岩等评价单元可系数为60%~70%;前陆斜坡、生物气、中生代坳陷、古近纪与新近纪断陷盆地复杂断块、残留断陷、砾岩等评价单元可系数为50%~60%;致密砂岩等评价单元可系数最小,其平均值小于50%。

5.可系数计算方法的建立

可系数计算方法包括可系数标准表法和刻度区类比法两种方法。

(1)标准表取值法。利用可系数标准表求取不同评价单元可系数的步骤如下:在不同类型评价单元可系数取值标准表中找到已知评价单元的所属类型;明确评价单元与可系数相关因素(宏观、微观)的定性、定量资料;对照可系数的类比评分标准表和类比评分计算方法,对评价单元进行类比打分;根据类比评价结果求取可系数。

(2)刻度区类比法。以建立的国内外刻度油气藏数据库为基础,利用刻度区类比法来求取不同评价单元的可系数。具体步骤如下:根据评价单元分类标准,将具体评价单元归类,并分析整理该评价单元的油气地质条件和开发条件;根据评价单元的类型及其地质条件和开发条件,从国内外刻度油气藏数据库选择适合的类比对象;对照可系数的类比评分标准表和类比评分计算方法,对该评价单元及其类比对象进行打分并计算它们的得分差值;根据得分差值求取该评价单元的可系数。

通过油气可系数标准和计算方法在全国129个盆地中的推广应用,既检验了可系数取值标准和所用基础数据的可靠性、可行性和适用性,保证了油气可量计算的客观性,又获得了全国油气可量。

地质储量计算方法有哪些

油气地质储量通常用容积法计算。所谓容积法,就是将含油(或含气)面积乘以油层的平均有效厚度,再乘以储油层岩石的平均有效孔隙度,就得到储存油或气的孔隙体积。但整个孔隙空间并非为油气所独占,还必须将水占据的孔隙体积剔除,这就得再乘上含油饱和度(或减去含水饱和度的参数),这样,油(或气)真正占据的孔隙体积则被求出。我们计算油气量是要知道在地面条件下(标准压力、标准温度条件)的量,不是只了解油气在油气藏压力、温度条件下的体积,所以,还必须乘上油气的密度并除以油或气的体积系数,这样,才可以实实在在提交出地面条件下油气的地质储量。根据容积法的原理,当有了精细的地质模型以后,计算机就会很快将储量计算出来。

油气地质储量的计算公式如下:

(1)石油地质储量的计算(按地面条件下重量计算)。

公制单位计算公式:

式中,N为石油地质储量,万吨;A为含油面积,平方千米;h为平均有效厚度,米;Φ为平均有效孔隙度,小数;SWi为油层原始平均含水饱和度,小数;ρo为地面脱气原油密度,吨/立方米;Boi为原始原油平均体积系数,立方米/立方米。

地层原油中的原始溶解气地质储量计算公式如下:

式中,GS为溶解气的地质储量,亿立方米;Rsi为原始溶解气油比,立方米/吨。

(2)天然气地质储量的计算(按地面条件下容积计算)。

公制单位计算公式:

式中,G为天然气地质储量,亿立方米;A为含气面积,平方千米;h为平均有效厚度,米;Φ为平均有效孔隙度,小数;Swi为平均气层原始含水饱和度,小数;T为气层绝对温度,开尔文;TSC为地面标准绝对温度,开尔文;PSC为地面标准压力,兆帕;Pi为气田的原始地层压力,兆帕;Zi为原始气体偏差系数,无因次量。

为什么不同机构发布中国常规天然气储量数据不同

地质储量,1959年全国矿产储量委员会根据地质和矿产的研究程度及相应的用途所划分的一类储量。地质储量是指根据地质勘探掌握的资料,按照能源储藏形成的规律进行推算得出的储量[1]。

地质储量是指由地质勘探部门根据地质和成矿理论及相应调查方法所预测的矿产储量。这类储量的研究程度和可靠性很低,未经必要的工程验证,一般只能作为进一步安排及规划地质普查工作的依据[2]。

中文名

地质储量

外文名

geological reserves

定义

按照能源储藏规律推算出的储量

分类

表内储量和表外储量

快速

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分类

最新地质储量分类

矿井地质储量

简介

地质储量是指根据区域地质调查、矿床分布规律,或根据区域构造单元,结合已知矿产的成矿地质条件所预测的储量。这类储量的研究程度和可靠程度很低,未经必要的工程验证,一般只能作为进一步安排及规划地质普查工作的依据。在矿山设计及生产部门,为区别于生产矿山的矿量(又称生产矿量),一般都将矿山建设和生产以前,由地质勘探部门探明的各级矿产储量,统称地质储量。对于在矿山建设及生产过程中发现的新矿体的储量,有时也称地质储量。欧美各国的储量分级中,有时也将可能储量称作地质储量。前苏联的地质勘探工作中,有时把C2级储量也称地质储量,但有时又把根据地质勘探工作查明的矿床的总储量称地质储量。

分类

地质储量是在地层原始条件下,具有产油、气能力的储层中原油或天然气的总量。地质储量按开价值划分为表内储量和表外储量。表内储量是指在现有技术经济条件下,有开价值并能获得社会经济效益的地质储量。它相当于美国矿产分类级别中验证过的经济。表外储量是指在现有技术经济条件下开不能获得社会经济效益的地质储量。它相当于美国矿产分类级别中验证过的次经济。当原油及天然气价格提高或工艺技术改进后,某些表外储量可转变为表内储量[3] 。

统计方法和标准不同、量和开技术不同等。

1、统计方法和标准不同:不同机构在统计天然气储量时,会用不同的统计方法和标准,例如不同的地质储量计算方法和标准、不同的评价方法和标准等,这会导致数据存在差异。

2、量和开技术不同:不同机构所掌握的天然气量和开技术不同,这会影响对储量的评估和预测。例如,一些机构更加注重开发利用现有,而另一些机构则更加注重探索新的。