第10章 油气勘探概述

第十章油气勘探与油气资源评价第十章油气勘探与油气资源评价油气资源勘探是一项高风险、高技术、高投入和高回报的商业经济活动，也是一项庞大而复杂的系统工程。多学科的综合分析和精细的地质评价工作是油气勘探成败的关键。油气资源评价是石油地质工作的一项重要研究内容，是提供油气资源勘探决策的一门重要科学，也是指导油气勘探投资方向的决策手段、是为国家决策部门编制油气发展规划的重要依据，对国家制定中、长期发展规划，确定投资规模，布置勘探战略具有重要参考价值。本章主要是在已经全面掌握石油地质学基本原理和方法的基础上，简要介绍油气勘探和油气资源评价的概念、任务、层次、内容和方法，风险分析和勘探决策，以及目前常见的油气资源评价系统的基本原理、设计思路和方法及其在油气资源评价中的具体应用。第一节油气勘探概述一、油气勘探任务和程序(阶段)油气勘探是寻找油气过程过程中的各种技术、方法和手段的总称。油气勘探任务包括地面地质调查、重力、磁法和电法勘探技术、地球化学勘探技术，地震勘探技术、测井技术、综合录井技术、井下测试及试井技术、卫星遥感遥测技术等。油气勘探程序按工作的精度要求和工作部署的先后次序归纳为：盆地区域普查阶段、区带详查阶段、圈闭预探阶段和油气藏勘探评价阶段。二、油气勘探技术和方法油气勘探工作是一项具有长期性、交叉性和复杂性的系统工程。各个勘探阶段具有不同的任务、勘探技术手段和方法。1.盆地区域普查阶段:以查明盆地的区域地质和石油地质条件为主要目的。主要的技术布置包括：地面地质调查、区域地球物理和地球化学、遥感手段以及区域地震勘探和基准井及参数井部署。2.区带详查阶段该阶段重点放在区带及二级构造单元上。地震勘探是该阶段主要的勘探手段。3.圈闭预探阶段该阶段以发现油气田为目的，预探的主要技术手段是地震详查和预探井。4.油气藏勘探评价通过加密井（评价井）和地震精查（0.5×0.5km或0.5×1km）对所发现的油气藏进行评价。评价井主要是完成查明油气藏的任务，保证油气田迅速投入开发。第二节油气资源评价概述一、油气资源评价的概念、目的和任务概念：是指分析和计算某一特定区域(小及圈闭，大至全球)地下油气聚集量的过程。为勘探开发整体部署、计划安排、工作量测算以及勘探开发效益分析提供科学的基础，为石油工业和国民经济计划提供科学决策依据。目的：是进一步了解和掌握油气地质规律，提供相应的、不同级别的储量和资源量分布，为油气勘探与开发的规划部署提供科学依据。主要任务：1.油气成藏地质背景和成藏条件研究2.资源评价方法研究：包括方法的选择和评价参数的确定；3.资源的有无；4.资源的数量；5.资源的分布；6.风险分析和决策分析；7.资源的勘探开发；油气资源中国分类方案已发现储量未发现远景资源量探明储量控制储量预测储量潜在资源量推测资源量已开发I未开发II基本III详探阶段预探阶段详查阶段普查阶段二、资源和储量油气资源－是指地壳中天然富集的石油和天然气的蕴藏数量，其中部分是目前或潜在经济条件下可采的。它可以根据石油和天然气的赋存状况和开发经济技术条件分为油气储量和油气资源量两大类。油气储量－是指已经探明或基本探明的，在目前经济技术条件下可以开采利用的那部分油气数量。三、油气资源评价的对象当前广泛开展的油气资源评价工作中，主要是以下列几种油气作为研究对象：1.原油(Crudeoil)：是指在地下天然储集层中以液态存在的那一部分烃类，在大气压力、温度条件下仍为液体。原油中可能含少量的非烃类液体；2.天然气(Naturalgas)：在地下天然储集层中以气态或溶于原油中的状态存在的烃类，在大气温度、压力条件下仍为气体。包括伴生气(Associatedgas)和非伴生气(Non-Associatedgas)；3.天然气液(Naturalgasliquids)：天然气在分离器、油田地面设备或气体工厂中回收的那部分烃类液体，包括乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、天然汽油和凝析油，也可能含少量的非烃类。天然气液又可细分为以下三类：①气厂产品；②液化石油气；③凝析油。除上述几种油气作为研究对象外，还有如页岩油、煤层气、致密页岩气和固态气水合物等非常规油气等评价对象。四、油气资源评价的总体思路和一般程序油气资源评价总体思路分为国际和国家层面、石油公司层面二个部分：1.国家和国际层面国家和国际层面油气资源评价的范围广阔，对象复杂，又往往是大兵团作战，因此其总体思路是以盆地为基本评价单元，在先进的大地构造理论和油气地质理论指导下，开展区域地质背景研究和盆地类型划分与对比，编制相关基础图件，用统一的原则和方法进行资源评价和资源汇总(图10—1)。2.石油公司层面石油公司层面油气资源评价的范围局限，目标明确，评价的目的多种多样。但总体看，评价的精度较高，结果的可靠性要求较高，而且评价中基本上都要进行经济可行性分析和决策分析（图10－2）。资料收集、处理和解释区域地质背景研究盆地类型划分、对比编制评价基础图件评价原则、方法的确定和选取各盆地油气资源评价全球（或全国）油气资源汇总新理论指导图10—1国家和国际层面油气资源评价流程略图含油气盆地和含油气系统分析已知油气藏统计、分类典型油气藏解剖主要成藏模式成藏条件及主控因素评价地质模型勘探层评价勘探目标评价技术可行性、经济效益决策分析勘探部署建议地下条件资料现状地表条件等分析勘探开发成本、油气市场及价格融资等现状分析勘探实践信息反馈先进技术成藏理论指导图10—2石油公司层面油气资源评价流程略图第三节油气资源评价层次、内容及方法一、含油气大区评价各个国家为了制定国家油气资源的战略方针和策略，往往在全国范围内划分出若干个评价区。如东北区、华北区、江淮区、南方区、西北区、青藏区和海域评价区。含油气大区可以是一个大的地质构造单元，也可以是一个地质、地理甚至与行政区划有关的单元，还可以指一个巨型盆地或一群盆地，这些盆地在地质成因结构或含油气层系上具有一定相似性，也可以是石油经济地质有共性的地区。含油气大区评价的目的在于分析含油气大区的含油气特征与对比选择。评价的主要内容包括石油地质综合研究、资源量预测和经济决策分析三部分。二、盆地评价盆地(basin)评价是区域性评价的基本单元，是国家或石油公司为制定中期战略规划而进行的评价工作。盆地评价研究是在含油气大区研究的基础上进行的，盆地资源评价是在对盆地勘探地质条件和盆地油气地质条件综合分析的基础上，建立地质模型并求取相关的评价参数，估算油气资源量。其主要途径是统计模拟、数字模拟、专家系统三类。常用的盆地资源量计算方法可分为体积法、地球化学法、勘探效果分析法及类比法四大类。三、区带评价区带（play）评价是盆地勘探发展到一定阶段后自然产生的、适宜于局部评价和预测的分析方法。区带评价研究是在盆地研究的基础上进行的。区带评价除了要研究勘探区带所处的区域构造位置、沉积特点、地质演化史、生储油特征外，还必须指出有利的含油气区带圈闭的个数、层位以及圈闭规模和资源的分布概率。依据区带对油气聚集的特殊性和资源量计算的精度要求，日前应用于区带资源量计算的方法主要是圈闭体积法、生-供烃单元法和发现过程模拟法。四、圈闭评价圈闭(trap)评价是各级油气资源评价中最具体、最实际的工作，也是勘探阶段的最终目标，其目的在于拟定探井井位，直接发现油气田。圈闭评价是从盆地评价优选出的有利含油气区带进行圈闭准备开始，到圈闭预探获得商业性油气流过程中使用的综合性勘探评价方法。圈闭评价可划分为三个阶段：圈闭识别、圈闭优选和圈闭精细描述。圈闭评价内容主要包括圈闭风险分析、圈闭可采储量估算、圈闭经济评价等几个方面。第四节风险分析和勘探决策油气勘探的风险分析，就是运用统计学、概率和效用理论的原理，从远景圈闭(待钻构造)和成藏层带(勘探领域〕两个层次，估算能左右勘探结果的地质因素、经济条件以及不同意义的成功概率，并在此基础上对不同勘探项目分级排序，最终筛选和编制出年度投资组合计划。目前，大多数国内外大石油公司都建立了常规的勘探风险分析和管理制度，在回避风险、降低成本和提高经济成功率方面正发挥着越来越重要的作用。一、地质风险分析1.基本概念地质风险分析－地质风险是指形成油气藏基本石油地质条件，包括烃源岩条件、圈闭条件、储盖条件、运聚匹配条件对油气聚集成藏的影响程度。地质风险分析是通过对控制油气藏形成的各项基本地质条件存在可能性和征实程度的分析，确定和估计圈闭地质成功的概率，所要解决的基本问题是就是勘探目标（或圈闭）有没有油气或有油气的概率是多少的问题。勘探成功率－是指测试中获得稳定油气流的含油气构造或油气田与已钻探的圈闭数之比。地质风险分析的方法有：矩阵风险分析法和综合风险分析法。二、工程经济评价工程经济评价实际上是勘探目标评价的最重要部分，包括开发方案和经济评价二部分。经济评价包括几个部分：勘探开发投资估算、根据不同合同模式计算现金流、敏感性分析。三、决策分析决策环境通常分为确定型、不确定型和风险型三种。石油勘探活动中经常面对的是风险型决策环境。决策分析为评价和对比每一种投资抉择有关的风险和不确定性提供了一些综合性很强的手段，它可使决策者更深入的了解潜在的可获得的利润及在不同程度上获得利润的可能性。目前，世界上应用最广泛的决策分析方法有货币期望值（EMV）、决策树、风险转移等。第五节油气资源分级评价系统设计思路及方法油气资源评价系统以地质概念模型为基础，通过对各种定量参数的分析研究，用数学模型或者用推理求解的办法(以计算机软件的形式出现)，针对各种勘探目标进行评价，使其逼近客观实际，以求得评价的系统性结果。目前油气资源评价系统大都从统计模拟、数字模拟和人工智能专家系统等三个途径人手。针对评价对象的不同评价系统可分为三类：一是进行重大决策所采用的评价系统，适用于国家级或大的跨国公司的需要，属战略规划性、超前研究范畴。二是盆地评价系统，包括盆地统计模拟、盆地数字模拟及盆地评价专家系统。三是区带-圈闭评价系统，是一种局部地区（或层位）的评价，它适用于油田企业公司级应用。油气资源分级评价系统的设计思路及方法：针对我国多类型、多阶段、多机制的含油气盆地特点，在本系统的设计过程中，我们采用了多级控制的评价方法，其基本思想是：盆地的成藏地质条件（背景条件）控制着各区带的含油气性条件（环境因素），区带的油气成藏环境最终决定了区带内部各勘探目标（圈闭）的油气聚集条件（聚集能力），通过对盆地背景条件、区带环境因素和圈闭聚集能力的综合分析，对盆地、区带和目标进行优选，最终优选和确定有利的勘探对象（盆地、区带或目标）。建模过程中，强调系统性、完整性、层次性、动态性和可操作性，可对不同勘探程度、不同资料详度、不同级别的盆地、区带和圈闭实施定量-半定量的多级评价。