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非常规油气资源评价方法探讨

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常规 油气 资源 评价 方法 探讨
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中国石油中国石油非常规油气资源评价方法探讨● 非常规油气资源简介● 非常规油气资源评价的技术路线● 资源评价的主要技术方法汇 报 提 纲中国石油油气资源金字塔分布示意图油砂、 致密气、煤层气:已成为全球非常规油气勘探的重点领域页岩气: 成为全球非常规天然气勘探的热点领域致密油: 正成为全球非常规石油勘探的亮点领域非常规油气剩余潜力大,已成为全球战略性接替领域美国天然气产量构成图产量/亿立方米010002000300040005000600070001950 1960 1970 1980 1990 2000 2010页岩气煤层气致密气常规气1973年 达 高峰 产 量2008年突破 5001990年突破 5002006年突破 5002009,总产量再上 60001970年总产量突破 6000亿方, 1973年达高峰 6400亿方,之后 20年产量持续下降; 2009年总产量再上 6000亿方,主要是非常规天然气的贡献致密气突破最早、其次是煤层气、页岩气突破最晚,但近期发展最快非常规油气剩余潜力大,已成为全球战略性接替领域● 2010年全年石油消费量达到 油进口 内产量 2010年我国石油对外依存度 首次超越美国 (。● 2010年天然气消费量达 1100亿立方米(产量 945亿立方米,进口 44亿立方米,煤层气 36亿立方米),比上年增长 但仍远远不能满足要求。2000年 —— 2010年我国天然气产量柱状图303 326 341398500585693775852945020040060080010002001 2003 2005 2007 20090500100015002000250030001997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2015天然气产量(亿方)历史产量及预测预测进口量中国天然气历史产量及需求预测● 预测 2015中国天然气需求 2430亿方,缺口 1000亿方975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010原油消耗量原油产量原油进口量19931970年 —— 2010年我国原油消产进数量曲线图中国的能源形势全球非常规石油勘探开发的新热点● 通过非常规资源评价,建立非常规油气资源评价和选区评价方法及标准;摸清吐哈、三塘湖盆地非常规油气资源潜力和分布状况, 即摸清 “ 家底 ” ,明确非常规油气有利勘探区带,为油田的勘探开发部署提供依据非常重要。● 非常规油气资源简介● 非常规油气资源评价的技术路线● 资源评价的主要技术方法汇 报 提 纲中国石油主要研究思路技术调研方法优选参数研究资源量计算区带评价优选关键技术:岩油气油气资源评价技术 ;致密砂岩气)藏储层精细描述技术。矿物组成厚度有机质丰度 有机质成熟度油气地质资源量渗透率地层压力岩石脆度生产能力页岩油气地质综合评价关键参数● 页岩油气是指赋存于烃源岩 (页岩、泥灰岩等 )中的、连续分布的油气藏。重点评价生烃能力、孔渗条件和可压裂潜力。● 非常规油气资源简介● 非常规油气资源评价的技术路线● 资源评价的主要技术方法汇 报 提 纲中国石油国内、外非常规油气资源评价方法资源类型 评价方法国内 国外致密砂岩气特尔菲法、地质条件类比法、剩余资源量分析法、聚散平衡计算法、地层流体异常压力恢复法、成藏条件分析预测法、盆地模拟法、深盆气藏“甜点”规模序列模型法、 体积法随机模拟法、单井储量估算法、统计法(发现过程法、资源空间分布预测法)页岩气 资源丰度类比法、 体积法 井储量估算法煤层气 体积法 体积法 、类比法天然气水合物 体积法 体积法油页岩 体积法 、热解模拟法 体积法 、资源空间分布预测法油砂矿 体积法 体积法特低渗致密砂岩油 盆地模拟法、统计法、类比法统计法(发现过程法、资源空间分布预测法)、类比法《 非常规油气地质 》 邹才能页岩气资源量估算方法物质平衡法递减法数值模拟(阿帕拉契亚盆地泥盆系页岩沃斯堡盆地 质平衡法沃斯堡盆地 积丰度类比法体积丰度类比法特尔菲法( 一般用于新区带)蒙特卡罗法阿帕拉契亚盆地泥盆系页岩气 )静态法 动态法成因法 统计法类比法页岩气资源评价方法P 总 )( P  +=+ 吸游总 或S-页岩含气面积, h-有效页岩厚度, φg-含气页岩孔隙度, %; 气饱和度, %;ρ-页岩岩石密度, t/附气含量, 108m3/t; ω- 含气量 , 108m3/t。其中孔隙度 φg、含气饱和度 附气含量 致密砂岩气资源量主要计算方法方 法 国内 国外类比法 单位面积资源丰度类比法 统计法 体积法 、“ 甜点 ” 规模序列模型法、“ 甜点 ” 发现过程法、单井储量估算法、资源空间分布预测法体积法 、“ 甜点 ” 规模序列模型法、“ 甜点 ” 发现过程法、单井储量估算法、资源空间分布预测法成因法 盆地模拟法 、热解模拟法● 采用类比法( 统计法(体积法)和成因法(盆地模拟法)计算吐哈盆地致密砂岩气资源量;再采用特尔菲法对 积法和盆地模拟法计算出的资源量进行加权平均得到吐哈盆地致密砂岩气资源量。类比法统计法成因法物质平衡法盆地(数值)模拟法有机碳(生烃率)法氯仿沥青 有的归入体积法 )干酪根热降解法( 热压模拟法岩石热解法 — 已生出的油气聚散平衡计算法地层流体异常压力恢复法热解模拟法 (用于油页岩 )(资源丰度)类比法面积丰度类比法体积丰度类比法地质条件类比法参数(如含气量)类比法 — 无井成藏条件预测法随机模拟法 ( — 有井蒙特卡罗法 ( 概率统计法、统计模拟法、计算机随机模拟法 )体积法( 容积法 )规模概率法“甜点”规模序列模型法;“甜点”发现过程(模型)法(产量、储量)递减法单井储量估算法;资源空间分布预测法规模概率法 )综合分析法(特尔菲法)类比法的核心是确定平均资源丰度。统计法核心研究资源大小和油藏个数成因法主要是研究烃源岩层和生烃中心 , 即研究油源资源丰度类比法是勘探开发程度较低地区常用的方法 , 一种简单快速的评价方法。简要过程是( 以页岩气为例 ):效页岩厚度等关键评价参数;岩地化特征、储层特征等关键因素,结合页岩沉积、构造演化等地质条件,选出具有相似地质背景的已成功勘探开发的页岩气区,估算评价区资源丰度或单储系数。按如下方式估算评价区页岩气资源量:资源丰度类比法式中 : Q:为评价区页岩气资源量 , 108:为评价区有效页岩面积 , H:为有效页岩厚度 , m; K:为页岩气资源丰度 , 108m3/A:为页岩气单储系数 , 108( 。Q = S*k 或 Q = S*h*效页岩厚度 ; 其次根据评价区页岩吸附气含量、页岩地化特征、储层特征等关键因素 , 结合页岩沉积、构造演化等地质条件 , 已知含气页岩对比 , 按地质条件相似程度 , 估算评价区资源丰度或单储系数 ; 最终按如下方式估算评价区页岩气资源量 :Q = Q = Q 为评价区页岩气资源量 , 108 S 为评价区有效页岩面积 , h 为有效页岩厚度 , m; k 为页岩气资源丰度 , 108 a 为页岩气单储系数 , 108 ( m) 。􀀁 上述评价方法涉及参数 10 余项 , 与常规油气资源评价相比 , 这些参数既有内涵上的较大差异 , 又存在获取上的较大难度。尤其突出的是一些关键评价参数 , 如有效页岩面积、有效页岩厚度、有机碳含量、可采系数等。将筇竹寺组页岩特征与美国五大页岩气含气盆地对比 ( 见表 3) , 确定出四川盆地西南部地区下寒武统筇竹寺组页岩气资源丰度为 0. 74*108 ~ 1. 52*108 源丰度类比法川西南下寒武统筇竹寺组页岩气资源量估算类比法 参数类比法含气量类比法 是以含气量作为主要的类比资源参数进行类比, 其资源量基本计算公式为: Q—预测区的页岩气总资源量( 1012测区泥页岩有效面积( h—预测区泥页岩有效厚度( 比标准区泥页岩含气量( t/测区类比单元与标准区的类比相似系数,由下式计算得到:i—预测区子区的个数 (;标准区地质类比总分预测区地质类比总分i页岩气资源评价依据选区评价结果确定泥页岩有效面积确定类比参数选择国外刻度区确定含气量确定类比相似系数累计确定页岩气资源量工作流程页岩气资源预测类比参数取值标准参数类型参数名称 权值分 0保存条件盖层厚度 500 500~ 250 250~ 100 100 100~ 70 70~ 20 60 60~ 40 40~ 20 4 4~ 2 2~ 1 6 6~ 4 4~ 2 1000 1000~ 500 500~ 250 4 4~ 2 2~ 1 2500或 0表示勘探是有成效的; β=1比示油气藏 (或者甜点 )被发现的概率与油气藏 (或者甜点 )的规模成正比,即是说油气藏 (或者甜点 )的发现是按其规模由大到小进行的。-(常规、非常规油气皆可, 吐哈致密砂岩气 2010年曾用 ).方法的基础是概率解析法,应用了条件概率理论以及期望值和方差的许多定律,在风险结构分析中考虑了油气资源存在的不确定性及其数值大小。 适用于老油区或者勘探程度低的新探区的石油及天然气资源量计算。 对地下各勘探层进行勘探并发现油气田 (藏 )的过程,实际上是从勘探层油气藏母体中进行不放回抽样的过程,而且这个过程是与油气藏大小有关的有偏过程,即是说大油气藏往往比小油气藏先发现,该过程可用考夫曼定律( 示。 应用油藏工程和概率论原理,研究油气藏(或者甜点)特征参数 ( 勘探层特征、勘探目标特征、储层参数、烃体积参数和附加参数 等 ),并通过一系列统计和处理,得到油气资源量评价预测的概率分布值。.....一技术已在美国的阿拉斯加和北极以及挪威、马来西亚及我国塔里木盆地北部等地广泛应用,获得显著成效。在苏北海安南部凹陷的应用效果很好,地矿部华东石油地质局地质研究所, 淮 1994年其公式:包括烃源岩 (S)、时间配置 (T)、运移 (M)和潜在储集岩相 (R)及勘探层边缘概率 (个区域性特征。表示对勘探层内勘探目标随机抽样时该特征是有利于油气藏形成概率,包括圈闭机制 (有效孔隙度 (P)、烃类聚集 (A)和油气藏的条件概率 (该特征值的取值范围为。 (0该特征一定不存在 )和 1(该特征一定存在 )。包括储层岩性、油气配合比及采收率等,根据本区储集岩类型、烃源岩类型、热成熟度、测井及录井油气显示、油气藏类型、孔隙结构及驱油方式赋值。由圈闭面积、储层厚度、有效孔隙度、圈闭充填率、储层埋深、烃饱和度和可供勘探目标等 6个参数组成,用来描述烃饱和度和可供勘探目标等 6个参数组成。层温度、气油比、油层体积系数和天然气压缩系数 5个地质变量。石油资源快速评价系统统一公制通用版本, 是美国地质调查所 方法适用于老油区或者勘探程度低的新探区的石油及天然气 (包括非伴生气和溶解气 )资源量计算,可以在勘探早期通过若干钻井和油气藏参数的分析,获取对整个探区油气资源整体评价的信息,为勘探决策提供科学依据,是一种经济、快速、方便的评价手段。评价参数由勘探层特征、勘探目标特征、储层参数、烃体积参数和附加数据等五方面参数组成,这些参数赋值的正确与否,是 m—— 为序号等于 n—— 为序号等于 已发现甜点储量 )K—— 为帕莱托分布系数, 为实数;m 、 n—— 1,2,„„ 为甜点序号 ,整数序列中的任一数值,但 m≠n ;当含油气区的油气藏规模序列符合帕雷托分布定律时,设定一个最小经济油田规模后,通过 气藏 ( 甜点 ) 规模序列法次资评、 小草湖洼陷根缘气 “ 甜点 ” 规模预测 曾用概念: 将盆地已发现的油气田按由大到小进行排列,得到油气田规模序列后,根据离散型随机变量的分布规律预测尚未发现的油气资源量。油气田规模序列分布可以用概率分布模型表示:如帕雷托( 帕莱托 )模型:统计法帕莱托定律:根缘气“甜点”资源结构预测方法金川 卞昌蓉 2006在实际应用中 , 要求应用地区达到中等勘探程度 ,已钻探的探井最好多于 40 口 , 其中含油气井和干井均不低于 15 口。应具备的资料(表 1) :① 基础地质资料,如目的层构造图、沉积相带图、地层厚度图等 ;② 综合评价结果图、盆地模拟结果图:如生、排烃强度图、流体势分布图等 ; ③ 地震属性分布图等。资源空间分布预测法一种利用多元统计学与信息处理技术预测油气空间分布的方法。该方法用马氏距离判别法对信息进行集成 , 用贝叶斯公式计算已知样本的含油气概率 , 并由此建立不同马氏距离值下的含油气概率模板 , 然后采用该模版预测油气资源在空间分布的概率。 秋麟等 2010年取得专利,专利号: 200810224439 统计法式中:N—— 储量, 104t;A—— 含油面积, h—— 有效厚度, —— 有效孔隙度, f; 原始含油饱和度, f;ρ o—— 原油密度, g/ 原油体积系数。注:容积法计算储量时,一般把 A、 ρ o、 h、 φ 、 蒙特卡罗(洛)法 岩油气、致密油气、煤层气等)基本思想: 蒙特卡洛法以随机变量为对象 ,以概率论为理论基础 ,提供一条储量概率分布曲线 ,提供不同可靠程度的储量数字 ,人们可按不同需要取值。 欲求给定问题的数值解,则先构造一个表征给定问题的概率模型: Y=( ‟, 计算得到的结果是一条储量概率分布曲线。一般使用容积法公式计算储量:N = 100A·h ·φ ·ρo /选用概率低的大储量数字作为勘探的风险值 ;开发初期 ,可选用概率高的小储量数字。在一般储量计算方法得不到确定值的情况下 ,使用概率法选择一个范围值。变量统计法蒙特卡洛法在吉祥屯气藏储量计算中的应用特种油气藏 》 施尚明,李照勇 首先建立符合 h、 φ 、 量参数累积分布函数一般采用频率统计法、样品等频率法、理论分布法、三角分布法等。● 然后通过计算机产生的伪随机数进行抽样模拟计算,得出一个计算单元的储量概率分布曲线;● 最后对多个计算单元的储量进行概率累加,得到油田总的储量概率分布曲线。通过用油气发现过程中的量化信息 ( 如探井数、已发现“甜点”的规模和发现时间等 ) 来建立模型 , 进而达到模拟和预测甜 规模结构的目的。目前国内应用较广泛的是最大似然模型 ( P. J. 1985) 和发现过程抽样分析模型 ( 解国军 , 2001)。二者基本假设相同 , 都认为发现过程是一个不等概率的顺序取样问题 , 即在已抽取的“甜点”样本不放回条件下 , 从总体中发现一个“甜点”的可能性与其大小的 β 次幂呈正比 , β 为勘探效率系数。不同的是 , 前者假设“甜点”自然总体服从对数正态分布 , 通过构置似然函数 , 利用有偏样本分布去估计剩余的“甜点” ;后者假设“甜点”自然总体服从帕莱托分布 , 根据 偏估计量 ,求出不同 β值和最大“甜点”规模条件下的“甜点”分布序列 , 再利用蒙特卡罗抽样模拟勘探过程 , 按照最小均方差原则 , 求得最合理的“甜点”规模结构。发现过程(模型)法根缘气“甜点”资源结构预测方法金川 卞昌蓉 2006统计法盆地模拟是以一个油气生成、运移聚集单元为对象,首先建立地质模型,然后建立数学模型,通过对含油气盆地“五史”的分析模拟,在时空概念下,由计算机定量地模拟含油气盆地的形成和演化,烃类的生成、运移和聚集。最终来评价含油气盆地资源潜力,得到有利的勘探区带。盆地模拟法地史模型参数: 地层名称、地质年代、岩性种类、艾里均衡系数、孔 名、位置、海拔、潜水面、地层底深、各地层每种岩性百分含量、古水深;热史模型参数: 现今及古地表年均温度、孔隙流体和岩石骨架热导率、不同岩性的生热率、今热流值、 地温梯度;生烃史模型参数: 干酪根类型数、烃源岩的名称、油气转换率、生油率(生气率)与 源岩密度、残余有机碳恢复系数曲线、干酪根的百分含量、烃源岩的厚度、残余有机碳百分含量;排烃史模型参数: 地层水含盐量、不同烃源岩的排油门限饱和度、各烃源岩层已排出油的裂解气、油、气、水地表密度、 聚史模型参数: 渗透率变化系数、孔隙度与压力函数、地层体积因子与压力关系曲线、粘度与压力关系曲线、油 对渗透率曲线、油 对渗透率曲线;烃源岩层排烃量分配系数。成因法式中:生油量或残留生油量, 108t;生油岩面积, s——生油岩厚度, ——生油岩密度, 108t/a——氯仿沥青“ A”含量, f。注:当氯仿沥青“ A”属原始含量时,计算的 其属残余物时,计算的 仿沥青“ A” 法 规油气、三塘湖页岩油曾用)氯仿沥青“ A”法 A” 用生油岩中氯仿沥青“ A”的含量计算残留生油量或生油量的方法。其公式如下:γ × ···11成因法式中:Q— 资源量( 108t); 排烃系数;S— 有效烃源岩面积( H— 有效烃源岩厚度( m);A— 氯仿“ A” 含量( %); d— 烃源岩密度( t/ 聚集系数。影响计算结果的关键性参数是排烃系数与聚集系数,这两个参数必须从相同类型刻度区中获取。这种算法适合于源外成藏的致密油资源量计算。 ρ j× β式中 : 第 j 层生油岩的资源量;- 生油岩的分布面积; 生油岩的厚度;ρj - 生油岩的密度; 生油岩的原始有机碳;- 生油岩有机质生烃 ( 油或气 ) 率 ; 􀀁β- 成烃转化率,估算资源量的经验常数 烃率)法 — 常规与非常规油气主要是利用岩样中的残余有机碳按成因法计算公式求取, 传统的有机碳法估算油气资源量公式为:成因法式中:Q„104t;g/m;g/石热解法 塘湖页岩油曾用)利用热解地化分析手段,测定油气产层的剩余油饱和度,计算出小层剩余油单位面积储量,得到油层内垂向剩余油分布情况。剩余油储量的计算:Q'=H× F× X/10成因法原理: 利用物质平衡法计算有机母质转化过程中的油气产量(或者油气产率)的基本思想是由前苏联学者乌斯宾斯基( 1954)提出的:有机母质转化前的初始重量等于转化后的残余有机母质重量和各种产物重量之和。譬如 在气藏体积一定的条件下,气藏内石油、天然气和水的体积变化代数和始终为零, 优点:无须知道油气边界和油气藏参数。物质平衡法 油田开发阶段成因法例如: 封闭型气藏的物资平衡方程式为:G× ( G-天然气原始地质储量, 108积产气量, 108g-目前天然气体积系数; 始天然气体积系数。根据体积系数定义: 面标准压力; Z-天然气目前 偏差系数 ; T-气藏目前地层温度;P-目前地层压力; 面标准温度; 然气原始偏差系数;藏原始地层温度; 始地层压力;根据调研,认为 盆地模拟、体积法、资源丰度类比、蒙特卡罗、资源空间分布预测、 点技术方法可以对吐哈、三塘湖盆地非常规油气进行资源评价。
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本文标题:非常规油气资源评价方法探讨
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