油氣儲量計算與評價技術
一(yī)、油氣地質儲量如何分(fēn)類？
油氣地質儲量根據探明程度通常分(fēn)爲三類。
證實的地質儲量 英文爲proven，簡稱爲p1地質儲量。證實的地質儲量是已完成有評價探井、測井、岩心、測試等資(zī)料，儲量參數取全或基本取全并被證實了的儲量。這部分(fēn)儲量如同“入倉之魚”，完全可用于編制油氣田開(kāi)發方案，進行油氣田開(kāi)發建設投資(zī)決策和油氣田開(kāi)發分(fēn)析，按概率計算，期望值應達到90%以上。
證實儲量如同“入倉之魚”
概算的地質儲量 英文稱爲probable，簡稱爲p2地質儲量。概算的地質儲量是指已完成有評價探井，測井解釋有油氣層，但這些井均未測試證實；或與證實了的鄰區可能具有統一(yī)的油氣水邊界，但評價探井不足以控制該區含油氣面積，評價探井密度大(dà)于65公頃（1公頃=1萬平方米）以上，儲量參數尚未落實的儲量；或是還沒有打評價探井，僅根據靠近證實了的鄰區的油底界面到推斷的油水界面之間1/2的儲量。按概率計算，其期望值應達到50%以上。從發展的戰略考慮，這部分(fēn)儲量雖然也可供編制開(kāi)發方案進行油氣田開(kāi)發建設投資(zī)決策使用，但期望值不超過30%，以免過于樂觀估算油氣田的生(shēng)産能力。
概算儲量尚沒有十分(fēn)把握
可能儲量把握性很差可能的地質儲量 英文爲possible，簡稱爲p3地質儲量。這部分(fēn)儲量是在已開(kāi)發油氣田範圍内，根據地質、工(gōng)程條件分(fēn)析和類比，有可能存在的油氣儲量。該圈閉内的油層變化、油水關系尚未查明，儲量參數是由類比法确定的，隻能說明有可能進一(yī)步擴大(dà)其含油氣範圍，并在其中(zhōng)有可能發現新的儲量。這部分(fēn)儲量如同湖裏遊的魚，按概率計算，期望值10%以上，誤差範圍很大(dà)，不能用于編制開(kāi)發方案。
二、油氣儲量狀況如何？
油氣儲量是油和天然氣在地下(xià)的蘊藏量，它是油氣田勘探成果的綜合體(tǐ)現。油氣是工(gōng)業的血液，油氣儲量是發展石油工(gōng)業的基礎。落實油氣資(zī)源的探明程度、預算油氣儲量的大(dà)小(xiǎo)是油氣田勘探、開(kāi)發過程中(zhōng)必不可少的一(yī)項任務。能否準确及時地提供油氣儲量，關系到國民經濟計劃安排及油田建設投資(zī)等重大(dà)問題。
一(yī)個油氣田從發現、探明到開(kāi)發要經曆幾個不同的勘探階段。每個勘探階段的結束都有反映該階段勘探成效的油氣儲量。随着油氣勘探階段的推進，人們對地下(xià)油氣田地質規律的認識不斷深化，得到的油氣儲量的級别也不斷提高。
一(yī)、油氣儲量的分(fēn)類與分(fēn)級油氣田從發現起，大(dà)體(tǐ)經曆預探、評價鑽探和開(kāi)發三個階段。由于各階段對油氣藏的認識程度不同，所計算出的儲量的精度也不同，因此需要對油氣儲量進行分(fēn)級。
1.油氣儲量分(fēn)類儲存于地下(xià)的原油和天然氣，由于地質上的、技術上的以及經濟上的各種原因，不能全部采出。因而油氣儲量可分(fēn)爲兩大(dà)類，即地質儲量和可采儲量。
1)地質儲量地質儲量是指在地層原始條件下(xià)，儲集層中(zhōng)原油和天然氣的總量。通常以标準狀況下(xià)的數量來表示。地質儲量又(yòu)可進一(yī)步分(fēn)爲三種。
(1) 絕對地質儲量：所有油氣顯示都計算在内的儲量，包括不能流動的油氣儲量。
(2) 可流動的地質儲量：指在地層原始條件下(xià)，具有生(shēng)産能力的儲集層中(zhōng)原油及天然氣的總量。也就是說，不管數量多少，凡是能流動的油氣都包括在内的儲量。
(3) 可能開(kāi)采的地質儲量：是在現有技術和經濟條件下(xià)，有開(kāi)采價值并能獲得社會經濟效益的地質儲量，即表内儲量。在現有技術和經濟條件下(xià)開(kāi)采，不能獲得社會經濟效益的地質儲量稱爲表外(wài)儲量。當原油價格提高、工(gōng)藝技術改進、成本降低後，某些表外(wài)儲量可以轉變爲表内儲量。
2)可采儲量可采儲量是指在現代工(gōng)藝技術水平和經濟條件下(xià)，能從儲集層中(zhōng)采出的那一(yī)部分(fēn)地質儲量。可采儲量原則上等于地質儲量乘以經濟采收率。顯然，可采儲量是一(yī)個不确定的量。随着工(gōng)藝技術水平、管理水平及油氣價格的提高，可采儲量也會相應提高。
2.油氣儲量分(fēn)級油氣儲量是編制勘探方案、開(kāi)發方案的主要依據之一(yī)。事實上，對于一(yī)個較大(dà)的油氣田，往往不可能一(yī)下(xià)子把實際儲量搞得一(yī)清二楚。我(wǒ)國根據勘探、開(kāi)發各個階段對油氣藏的認識程度，将油氣儲量劃分(fēn)爲探明儲量、控制儲量和預測儲量三級。
1)預測儲量預測儲量是Ⅲ級儲量，相當于其他礦種的d—e級。預測儲量是在地震詳查以及其他方法提供的圈閉内，預探井鑽探獲得油氣田、油氣層或油氣顯示後，經過區域地質條件分(fēn)析和類比，對有利地區按照容積法估算的儲量。此時圈閉内的油層變化、油水關系尚未查明。儲量參數是由類比方法确定的，因此它隻能估算儲量的範圍，其精度爲20%～50%，以此作爲進一(yī)步詳探的依據。
2)控制儲量控制儲量是Ⅱ級儲量，相當于其他礦種的c—d級。控制儲量是在某一(yī)圈閉内，預探井發現工(gōng)業油氣流後，爲獲得探明儲量，在評價鑽探階段鑽了少數評價井後所計算的儲量。
該級儲量是在地震詳查和采用勘探新技術查明了圈閉形态，對所鑽的評價井已做詳細的單井評價，并通過地質和地球物(wù)理綜合研究，初步确定了油藏類型和儲集層的沉積類型，已大(dà)體(tǐ)控制含油面積和儲集層厚度的變化趨勢，對油藏的複雜(zá)程度、産能大(dà)小(xiǎo)和油氣質量已做初步評價的基礎上計算出的。因此，控制儲量的相對計算誤差應在50%以内。
3)探明儲量探明儲量是Ⅰ級儲量，是在油氣田評價鑽探階段完成或基本完成後計算的儲量。探明儲量是在現代技術和經濟條件下(xià)可開(kāi)采并能獲得社會經濟效益的可靠儲量。探明儲量是編制油氣田開(kāi)發方案、進行油氣田開(kāi)發建設投資(zī)決策和油氣田開(kāi)發分(fēn)析的依據。
探明儲量按勘探開(kāi)發程度和油藏複雜(zá)程度又(yòu)分(fēn)爲以下(xià)三類：
(1) 已開(kāi)發探明儲量。簡稱Ⅰ類，相當于其他礦種的a級。已開(kāi)發探明儲量是指在現代經濟技術條件下(xià)，通過開(kāi)發方案的實施，已完成開(kāi)發井鑽井和開(kāi)發設施建設，已經投入開(kāi)采的儲量。新油田在開(kāi)發井網鑽完後，就應該計算已開(kāi)發探明儲量，并在開(kāi)發過程中(zhōng)定期進行複核。
(2) 未開(kāi)發探明儲量。簡稱Ⅱ類，相當于其他礦種的b級。未開(kāi)發探明儲量是指已完成評價鑽探并取得可靠的儲量參數後計算的儲量。它是編制開(kāi)發方案和開(kāi)發建設投資(zī)決策的依據，其相對誤差應在20%以内。
(3) 基本探明儲量。簡稱Ⅲ類，相當于其他礦種的c級。基本探明儲量主要是針對複雜(zá)油氣藏提出的。對于多含油層系的複雜(zá)斷塊油田、複雜(zá)岩性油田和複雜(zá)裂縫性油田，在完成地震詳查或三維地震并鑽了評價井後，在儲量參數基本取全，含油面積基本控制的情況下(xià)，計算出的儲量稱爲基本探明儲量。基本探明儲量的相對誤差應小(xiǎo)于30%。
二、計算儲量的容積法對于已經探明和基本探明的油田，爲了編制油田的開(kāi)發方案，确定油田的生(shēng)産能力和建設規模，必須進行油田資(zī)源的落實和儲量計算。
油田儲量計算的方法包括容積法、物(wù)質平衡法、礦場不穩定試井法、水驅特征曲線法、産量遞減法和統計模拟法等。其中(zhōng)容積法應用最廣泛，是計算油氣藏地質儲量的主要方法，适用于不同的勘探開(kāi)發階段、圈閉類型、儲集類型和驅動方式。其計算結果的可靠程度取決于資(zī)料的數量和質量。對于大(dà)中(zhōng)型構造的砂岩油氣藏，計算精度較高，而對于複雜(zá)油氣藏的計算準确性較低。
1.油田地質儲量原油在地下(xià)是儲藏在多孔的儲集層内，就像海綿裏含有水的情況一(yī)樣。如果想知(zhī)道一(yī)塊海綿裏含有多少水，首先要計算出海綿的體(tǐ)積，然後計算這塊海綿的孔隙體(tǐ)積，這就是儲藏在海綿裏水的體(tǐ)積。再根據水的密度就可計算出水的質量。然而在儲集層的孔隙内，不僅含有原油，還含有束縛水。計算油的體(tǐ)積時要除掉水所占的孔隙體(tǐ)積。由于原油在地層的高溫高壓作用下(xià)體(tǐ)積有所變化，所以還要換算成地面體(tǐ)積。在我(wǒ)國，原油儲量單位通常是104 t或108 t，還需将地面體(tǐ)積換算成質量。因此，按照容積法計算原油儲量的公式是：
式中(zhōng) n——地質儲量，104t；a——含油面積，km2；h——油層有效厚度，m；φ——油層有效孔隙度，小(xiǎo)數；soi——原始含油飽和度，小(xiǎo)數；ρo——地面原油密度，t/m3；boi——原始原油體(tǐ)積系數。
油田的儲量豐度(Ωo)和單儲系數(snf)，分(fēn)别表示爲：
snf=n/ah=100φsoiρo/boi對于油田，天然氣儲量可能包含自由氣和溶解氣。無氣頂油藏則僅有溶解氣，其大(dà)小(xiǎo)由下(xià)式确定：
式中(zhōng) gs——溶解天然氣的地質儲量，108 m3；rsi——原始溶解氣油比，m3/t。
容積法計算油氣儲量的原理比較簡單，但要準确獲得各項地下(xià)參數卻十分(fēn)困難。一(yī)般來說，6個參數對儲量精度的影響是依次減弱的。即含油面積和有效厚度對儲量的計算精度影響最大(dà)。勘探初期它們往往會出現成倍的誤差，應引起特别注意。提交比較可靠的含油面積是地震和地質勘探人員(yuán)的重要任務。求準其他各項參數是油田地質和測井人員(yuán)的工(gōng)作。準确的地質儲量是地震、地質、測井和油藏工(gōng)作人員(yuán)共同努力的結果。
2.氣田地質儲量氣田的原始地質儲量由下(xià)式表示：
式中(zhōng) g——氣田的地質儲量，108 m3；a——含氣面積，km2；h——氣層有效厚度，m；φ——氣層有效孔隙度；sgi——平均原始含氣飽和度；bgi——原始天然氣體(tǐ)積系數；pi——原始地層壓力，mpa；psc——地面标準壓力，0.101mpa；tsc——地面标準溫度，293.15 k；t——地層溫度，k；zi——原始氣體(tǐ)偏差系數。
因此，将式(2-35)代入式(2-34)可得計算氣田地質儲量另一(yī)個公式：
根據經濟技術條件确定氣藏的廢棄壓力後，即可計算出定容封閉性氣藏的可采儲量：
式中(zhōng) gr——定容封閉氣藏的可采儲量，108 m3；pa——氣藏廢棄壓力，mpa；za——廢棄壓力下(xià)的氣體(tǐ)偏差系數。
三、油氣儲量的綜合評價油氣儲量開(kāi)發利用的經濟效果不僅和油氣儲量的大(dà)小(xiǎo)有關，還取決于油氣儲量的質量和開(kāi)發的難易程度。對于油層厚度大(dà)、産量高、原油性質好(粘度低、凝固點低、含蠟低)、儲集層埋藏淺、油田所處地區交通方便的儲量，獲得同樣的産能所需要的開(kāi)發建設投資(zī)必然少，經濟效益必然好。對于油層厚度薄、産量低、油稠、含水高、埋藏深的儲量，同樣産能所需開(kāi)發建設的投資(zī)必然多，經濟效益就要差些。因此，分(fēn)析勘探效果不僅要看探明了多少儲量，還需綜合分(fēn)析探明儲量的質量。不分(fēn)析探明儲量的質量，會使勘探工(gōng)作處于盲目狀态。爲此，我(wǒ)國頒布的油氣儲量規範中(zhōng)，明确提出了對探明儲量必須進行綜合評價。
在油田儲量計算完成後，應根據以下(xià)内容進行綜合分(fēn)析，進行儲量計算的可靠性評價：第一(yī)，分(fēn)析計算儲量的各種參數的齊全、準确程度，檢查是否達到本級儲量的要求；第二，分(fēn)析儲量參數的确定方法；第三，分(fēn)析儲量參數的計算與選用是否合理，并進行幾種方法的對比校驗；第四，分(fēn)析油田的地質研究工(gōng)作是否達到本級儲量要求的認識程度。
在儲量綜合評價中(zhōng)，人們都希望有一(yī)個經濟評價的分(fēn)級标準，因爲各項自然指标隻有落實到經濟效果上才能衡量出它們的價值。影響經濟指标的因素很多，除油氣田本身的地質條件外(wài)，還有政治、經濟、人文地理等社會因素。在勘探階段提交儲量時，往往計算不出這些因素的影響。因此，在我(wǒ)國頒布的油氣田儲量規範中(zhōng)，選擇了影響經濟效益的主要自然因素作爲油氣儲量綜合評價的指标。要求各單位申報的油氣儲量必須按以下(xià)五個方面進行綜合評價。
1)流度流度定義爲油層的滲透率與地下(xià)原油的粘度之比。根據流度的大(dà)小(xiǎo)，對油田和氣田的評價見表2-4。
4 根據流度的評價評 價高中(zhōng)低特 低流度,10-3μm2/(mpa·s)>8030～8010～30<102)地質儲量豐度根據地質儲量豐度，對油田和氣田的評價，見表2-5。
5 根據地質儲量豐度的評價評 價油田地質儲量豐度,104t/km2氣田地質儲量豐度,108m3/km2高豐度>300>10中(zhōng)豐度100～3002～10低豐度50～100<2特低豐度<5—3)地質儲量根據地質儲量，對油田和氣田的評價，見表2-6。
6 根據地質儲量的評價評 價油田地質儲量,108t評 價氣田地質儲量,108m3特大(dà)油田>10大(dà)型氣田>300大(dà)型油田1～10中(zhōng)型氣田50～300中(zhōng)型油田0.1～1小(xiǎo)型氣田<50小(xiǎo)型油田<0.14)油氣産能大(dà)小(xiǎo)根據油氣産能大(dà)小(xiǎo)，對油田和氣田的評價，見表2-7。
7 根據油氣産能大(dà)小(xiǎo)的評價評 價千米井深的穩定日産油量t/(km·d)評 價千米井深的穩定日産氣量104m3/(km·d)高産>15高産>10中(zhōng)産5～15中(zhōng)産3～10低産1～5低産<3特低産<15)儲集層埋藏深度根據儲集層埋藏深度，對油田和氣田的評價，見表2-8。
8 根據儲集層埋藏深度的評價評 價油田儲集層埋藏深度,m氣田儲集層埋藏深度,m淺層<2000<1500中(zhōng)深層2000～32001500～3200深層3200～40003200～4000超深層>4000>4000思 考 題
1.地球的内部結構如何？
2.什麽叫地質作用？地質作用可分(fēn)爲哪兩大(dà)類？
3.什麽叫礦物(wù)？什麽叫礦産？
4.地殼中(zhōng)分(fēn)布着哪三大(dà)類岩石？它們之間是如何進行循環和轉化的？
5.闆塊構造學說的核心内容是什麽？
6.地質構造有哪些基本類型？
7.什麽叫地質時代和地質時代單位？地質時代單位有哪些級别？
8.簡述地層單位與地質時代單位之間的關系。
9.簡述石油和天然氣的有機成因說。
10.什麽叫生(shēng)油層、儲集層和蓋層？儲集層分(fēn)爲哪幾大(dà)類？
11.什麽叫岩石的孔隙度？什麽是含油飽和度？
12.什麽叫岩石的滲透率？什麽叫有效滲透率？什麽叫相對滲透率？
13.碎屑岩儲集層的岩石類型有哪些？其孔隙度一(yī)般在什麽範圍？
14.圈閉可分(fēn)爲哪三大(dà)類？
15.什麽叫油氣運移和油氣聚集？什麽叫油氣藏？
16.根據烴類組成，油氣藏可分(fēn)爲哪幾類？
17.根據圈閉成因，油氣藏可分(fēn)爲哪幾類？
18.油氣藏中(zhōng)油、氣、水的宏觀分(fēn)布如何？簡述流體(tǐ)的微觀分(fēn)布。
19.什麽叫溶解氣油比？
20.什麽叫原油的體(tǐ)積系數？原油的體(tǐ)積系數一(yī)般大(dà)于多少？
21.什麽叫天然氣的相對密度？
22.什麽叫壓力系數？壓力系數與壓力梯度有何區别？
23.什麽叫地溫梯度？什麽是地溫級度？
24.油氣儲量可分(fēn)爲哪兩大(dà)類？
25.什麽叫地質儲量？什麽是可采儲量？
26.油氣儲量可劃分(fēn)爲哪三級？各自的精度大(dà)緻是多少？
27.什麽叫儲量豐度？
28.爲什麽要對油氣儲量進行綜合評價？如何進行綜合評價？
三、油氣儲量是怎樣計算的?
油田好比是地下(xià)“油庫”，氣田好比是地下(xià)“氣庫”，油氣田就好比是地下(xià)“油氣庫”了。油庫的大(dà)小(xiǎo)以裝油多少來衡量，氣庫的大(dà)小(xiǎo)以裝氣多少來衡量，油田的大(dà)小(xiǎo)，是以含油的多少即儲量來衡量的。世界上的油田形形色色、多種多樣，隻有“相似”而沒有“相同”的，儲量也相差懸殊。例如，世界排名第一(yī)的頭号油田——沙特阿拉伯的加瓦爾油田，其可采儲量高達114×108噸；世界排名第二的科威特的布爾幹油田，可采儲量也有105×108噸。不過，這種可采儲量超過百億噸的超級大(dà)油田，到目前爲止，全世界隻發現兩個。原始地質儲量超過20×108噸（相當可采儲量6.8×108噸）的大(dà)型油田，世界上現有42個，我(wǒ)國大(dà)慶油田名列其中(zhōng)。而可采儲量在0.06～1.3百萬噸級的中(zhōng)小(xiǎo)型油田，在世界油田中(zhōng)占絕大(dà)多數。
油氣儲量是油氣田勘探最重要的成果，是油氣田開(kāi)發的物(wù)質基礎，也是國家制定能源政策和國家投資(zī)的重要依據。地下(xià)沒有“油海”、“油河”，油氣是儲存于岩石的孔隙、洞隙和縫隙之中(zhōng)的。由于儲存條件複雜(zá)，使儲存于地下(xià)的油氣不能如願以償全部采到地面。因此，把油氣儲量分(fēn)爲兩類：一(yī)類叫做地質儲量，即地下(xià)油氣田儲集層中(zhōng)油氣的實際儲量；另一(yī)類叫可采儲量，即在現有的經濟、技術條件下(xià)，可以采到地面的油氣儲量。通常把可采儲量與地質儲量的比值稱爲采收率。當然，采收率越高越好。
在油氣田勘探的各個階段，都要進行儲量計算。計算的方法有好幾種，通常采用的是容積法。大(dà)家知(zhī)道，油氣儲存在地下(xià)岩石的孔、洞、縫隙之中(zhōng)，所以容積法計算油氣儲量的實質是計算岩石孔隙中(zhōng)油氣所占的體(tǐ)積，并把地下(xià)油氣的體(tǐ)積換算成地面的重量（石油）或體(tǐ)積（天然氣），這就是油氣的儲量。石油地質儲量的計算公式爲：
公式中(zhōng)的含油飽和度是指岩石孔隙中(zhōng)石油所占體(tǐ)積與孔隙體(tǐ)積相比的百分(fēn)數。原油在地下(xià)油層中(zhōng)，因地層壓力較大(dà)，溶有大(dà)量氣體(tǐ)，體(tǐ)積增大(dà)；采到地面後，壓力降低，氣體(tǐ)從油中(zhōng)跑出，原油體(tǐ)積縮小(xiǎo)。原油在地下(xià)的體(tǐ)積與地面體(tǐ)積之比，稱爲體(tǐ)積系數。
計算氣田中(zhōng)天然氣地質儲量，與計算油田中(zhōng)石油地質儲量的原理相同，方法相似。容積法計算氣田天然氣儲量的公式爲：
公式中(zhōng)，天然氣體(tǐ)積系數是一(yī)個與天然氣組成成分(fēn)、地下(xià)及地面的溫度和壓力有關的系數。
儲量計算完以後，還要對探明儲量進行綜合評價。評價的目的是檢查儲量計算的可靠性。如果把儲量計算比喻爲一(yī)份考卷，那麽對儲量的綜合評價就相當于答卷者在交卷之前的自我(wǒ)檢查，仔細查看卷面上有無錯、漏、公式使用不當、計算失誤等等。經檢查後，如證明使用的參數齊全、準确、計算無誤，所定儲量的級别和勘探階段及研究程度相符，就可以上交了。
