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《內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)》2017年第6期

摘要：剩余油氣資源是盆地勘探部署的基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行預(yù)測(cè)是勘探研究的關(guān)鍵。針對(duì)南海北部灣盆地北部坳陷在勘探部署中剩余油氣資源認(rèn)識(shí)不清的問(wèn)題，根據(jù)該坳陷油田及儲(chǔ)量的現(xiàn)狀，運(yùn)用勘探效益法和分形模型2種非線性統(tǒng)計(jì)法，從歷年石油探明儲(chǔ)量和單井發(fā)現(xiàn)率以及油田探明的儲(chǔ)量規(guī)模等方面對(duì)其油氣資源進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：北部坳陷原油總探明儲(chǔ)量約2.75×108m3，待探明儲(chǔ)量約1.40×108m3，仍具有較大的勘探潛力。研究成果對(duì)該坳陷中長(zhǎng)期規(guī)劃和勘探部署提供了地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：勘探效益法；分形模型；油氣資源評(píng)價(jià)；儲(chǔ)量預(yù)測(cè)

0引言

油氣資源評(píng)價(jià)是油氣勘探的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是勘探規(guī)劃編制和勘探部署的基礎(chǔ)，因此，對(duì)油氣資源的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)就顯得格外重要。油氣資源分布受多種因素的影響，其評(píng)價(jià)方法也很多，歸納起來(lái)，主要可以分為成因法、類比法和統(tǒng)計(jì)法三大類[1-4]。成因法在計(jì)算資源量時(shí)主要依據(jù)油氣生、運(yùn)、聚、散的原理，其優(yōu)點(diǎn)是考慮了油氣生成、運(yùn)移、聚集和保存的地質(zhì)過(guò)程，便于把握區(qū)域整體的勘探潛力和方向。但其也有明顯的缺點(diǎn):一是油氣的生排烴機(jī)理目前還存在爭(zhēng)論，不同理論模型計(jì)算的結(jié)果差別較大；此外，排聚系數(shù)的定量評(píng)價(jià)及參數(shù)的選取也具有較大困難[3-8]。類比法主要根據(jù)未知區(qū)與高勘探程度地區(qū)（刻度區(qū)）的相似性來(lái)選取體積豐度、面積豐度等類比參數(shù)，進(jìn)行資源量的計(jì)算，具有思路簡(jiǎn)單、評(píng)價(jià)快速等優(yōu)點(diǎn)。但一般盆地的地質(zhì)條件具有較大的差異，即很難找到完全類似的類比盆地或區(qū)域來(lái)建立刻度區(qū)與未知區(qū)的定量關(guān)系。因此，該方法僅適用于大區(qū)域勘探早期的概略資源評(píng)估[7-10]。統(tǒng)計(jì)法是利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的基本原理和方法，根據(jù)高勘探程度地區(qū)油氣田的分布規(guī)律和儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)規(guī)律建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行油氣資源評(píng)價(jià)的方法。其優(yōu)點(diǎn)是主要應(yīng)用研究區(qū)的資料，并且不考慮油氣生、排、運(yùn)、聚、散的過(guò)程，回避了其他方法資源評(píng)價(jià)過(guò)程中參數(shù)無(wú)法定量評(píng)價(jià)的問(wèn)題，同時(shí)能獲得評(píng)價(jià)區(qū)的油氣藏?cái)?shù)量及規(guī)模，結(jié)果較為直觀[3-4,9-11]。在盆地的勘探部署中，剩余油氣資源是其基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)是勘探研究的關(guān)鍵，并且成因法等在計(jì)算資源量時(shí)參數(shù)的選取多受主觀因素的影響，且其資源量多為靜態(tài)的，很難直接運(yùn)用于勘探部署中。因此，為了能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)勘探過(guò)程剩余油氣資源，基于勘探過(guò)程的統(tǒng)計(jì)法即是勘探部署研究的最優(yōu)選擇。

1南海北部灣盆地北部坳陷石油地質(zhì)概況

南海北部灣盆地北部坳陷是南海大陸架重要的產(chǎn)油區(qū)，也是增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要領(lǐng)域。坳陷位于中國(guó)南海大陸架中部海域，面積約為4.6×104km2，可劃分為多個(gè)凹陷和凸起，其中潿西南和海中凹陷是主要的生烴凹陷。北部坳陷是一個(gè)以新生代沉積為主的裂谷盆地，其形成、演化過(guò)程復(fù)雜，經(jīng)歷了斷陷期—斷拗期—拗?jǐn)嗥凇窒萜?個(gè)階段。對(duì)應(yīng)于構(gòu)造演化在縱向上形成了“斷陷湖—拗?jǐn)嗪獮I海潮坪—淺海”四大沉積層序疊置，主要發(fā)育古近系、新近系以及第四系地層。其中古近系發(fā)育的湖相泥為主要的烴源巖，其上的新近系地層是主要的含油層系。北部坳陷經(jīng)歷了30多年的勘探，在潿西南凹陷及周緣發(fā)現(xiàn)了一批大中型油田，且勘探程度較高。截至2015年底，共鉆探井100多口，已探明原油地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)1×108m3。雖然以前針對(duì)北部坳陷開(kāi)展過(guò)多次的資源評(píng)價(jià)工作，但主要局限于成因法（主要是盆地模擬技術(shù)），幾乎沒(méi)有涉及統(tǒng)計(jì)法，因此，選用勘探效益法和分形模型2種非線性統(tǒng)計(jì)法從不同角度對(duì)其資源潛力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2勘探效益法和分形模型基本原理

2.1勘探效益法

一個(gè)盆地（或地區(qū)）隨著勘探的進(jìn)展和投入的增加，其油氣資源將會(huì)不斷地被發(fā)現(xiàn)（探明），并且隨著時(shí)間的推進(jìn)，探明儲(chǔ)量將會(huì)在達(dá)到1個(gè)（或幾個(gè)）峰值后逐漸降低[1]。這種勘探工作量（指勘探過(guò)程中的鉆井?dāng)?shù)或物探工作量等）與探明儲(chǔ)量的關(guān)系可以表示為該探區(qū)的勘探效益，與該探區(qū)油藏規(guī)模與分布、油氣豐度以及勘探程度等因素有關(guān)。勘探效益法即利用累計(jì)探明儲(chǔ)量與累計(jì)勘探投入（可簡(jiǎn)化為探井?dāng)?shù)或進(jìn)尺）建立統(tǒng)計(jì)關(guān)系對(duì)待探明資源量（或待探明儲(chǔ)量）進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法[4,12]。由于探區(qū)勘探效益的好壞主要受勘探技術(shù)、地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度及勘探程度的影響，而經(jīng)濟(jì)條件變化對(duì)其沒(méi)有太大的直接影響，因此，該方法用單位勘探工作量而不是單位時(shí)間或單位投入資金的探明儲(chǔ)量來(lái)度量勘探效益。另外，在預(yù)測(cè)時(shí)可以根據(jù)勘探效益的變化來(lái)確定飽和鉆探（即經(jīng)濟(jì)下限）時(shí)的勘探工作量及其探明儲(chǔ)量。

2.2分形模型

分形是數(shù)學(xué)家Mandelbrot于1967年在研究英國(guó)海岸長(zhǎng)度時(shí)首次提出的，并創(chuàng)立了分形幾何學(xué)，形成了研究事物分形性質(zhì)及應(yīng)用的理論[13-14]。分形是指組成整體的各個(gè)部分以某種方式與整體相似，這種自相似性既可以是完全相同，也可以只是統(tǒng)計(jì)相似，并且可以用分形維數(shù)來(lái)定量描述[15-16]。分形理論應(yīng)用很廣，在油氣勘探開(kāi)發(fā)中，主要用來(lái)進(jìn)行地震信號(hào)的濾波、定量解釋斷裂特征、儲(chǔ)層孔滲與非均質(zhì)性的表征、油氣的運(yùn)聚過(guò)程及資源的定量評(píng)價(jià)等。根據(jù)國(guó)內(nèi)外油氣勘探開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，在一個(gè)盆地或地區(qū)的勘探過(guò)程中，大的油氣藏一般在早期被發(fā)現(xiàn)，中后期主要發(fā)現(xiàn)中小型油氣藏，且小型油氣藏在發(fā)現(xiàn)數(shù)量上占絕大部分。并且，油氣藏的累計(jì)數(shù)量與對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)量規(guī)模之間存在分形關(guān)系（一般是冪函數(shù)關(guān)系）[17-19]。

3實(shí)例應(yīng)用

3.1勘探效益法預(yù)測(cè)

北部坳陷的儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)過(guò)程具有較大的波動(dòng)性，其中，最高峰在1997至1998年，探明儲(chǔ)量超過(guò)2500×104m3，其他年份探明儲(chǔ)量較低，多低于500×104m3。由于年度新增探明儲(chǔ)量受多種因素影響，因此，為了更好地反映儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并降低隨機(jī)性的干擾，從1985年起，將發(fā)現(xiàn)的儲(chǔ)量按每5a進(jìn)行平均，擬合出儲(chǔ)量發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)曲線（圖1）。由圖1可以看出，曲線主要表現(xiàn)為先平穩(wěn)增長(zhǎng)，然后進(jìn)入發(fā)現(xiàn)高峰期，最后逐漸降低的過(guò)程，總體趨勢(shì)滿足勘探效益法預(yù)測(cè)油氣資源的條件。

3.2分形模型預(yù)測(cè)

前已述及，一個(gè)盆地油氣藏累計(jì)數(shù)量與儲(chǔ)量級(jí)別之間具有分形關(guān)系，因此，首先根據(jù)已發(fā)現(xiàn)油藏的探明儲(chǔ)量將油藏的儲(chǔ)量規(guī)模劃分為9個(gè)級(jí)別。在已發(fā)現(xiàn)油藏儲(chǔ)量分級(jí)的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)各級(jí)別以上累計(jì)油藏?cái)?shù)量。然后以盆地油藏儲(chǔ)量規(guī)模r作為橫坐標(biāo)、油藏累計(jì)數(shù)量N（r≥r1）作為縱坐標(biāo)，在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下研究?jī)?chǔ)量級(jí)別與累計(jì)油藏?cái)?shù)量的關(guān)系（圖4）。從圖4可以看出，研究區(qū)在已發(fā)現(xiàn)油藏中，儲(chǔ)量規(guī)模較大的油藏其累計(jì)數(shù)量與儲(chǔ)量規(guī)模之間在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下存在較好的線性關(guān)系，即分形關(guān)系（圖4中直線為分形曲線），該直線的斜率即為該地區(qū)油藏儲(chǔ)量分布的分形維數(shù)（1.161）。圖4中分形曲線向上延伸，規(guī)模較小的油藏儲(chǔ)量分布逐漸偏離了分形曲線，其分離的點(diǎn)探明儲(chǔ)量為800.0×104m3，即認(rèn)為研究區(qū)探明儲(chǔ)量大于800.0×104m3的油藏大部分均已發(fā)現(xiàn)。已發(fā)現(xiàn)油藏分布與分形曲線圍成的區(qū)域?yàn)槲窗l(fā)現(xiàn)油藏?cái)?shù)量及規(guī)模。經(jīng)計(jì)算，南海北部北部灣盆地北部坳陷儲(chǔ)量規(guī)模大于50×104m3的油藏還有120個(gè)，總可探明儲(chǔ)量為3.0×108m3，未探明儲(chǔ)量為1.6×108m3。

綜上所述，南海北部灣盆地北部坳陷已發(fā)現(xiàn)油藏?cái)?shù)量及儲(chǔ)量規(guī)模符合分形分布，可以運(yùn)用勘探效益法和分形模型對(duì)未探明儲(chǔ)量及未探明油藏的規(guī)模及數(shù)量進(jìn)行預(yù)測(cè)。勘探效益法預(yù)測(cè)其原油預(yù)計(jì)總可探明儲(chǔ)量為2.5×108m3，預(yù)計(jì)待探明儲(chǔ)量約為1.2×108m3；分形模型預(yù)測(cè)南海北部灣盆地北部坳陷儲(chǔ)量規(guī)模大于50×104m3的油藏還有120個(gè)，預(yù)計(jì)總可探明儲(chǔ)量為3.0×108m3，預(yù)計(jì)待探明儲(chǔ)量1.6×108m3。2種方法預(yù)測(cè)結(jié)果雖有差異，但也合理，分析認(rèn)為主要有以下原因：①下限的選擇標(biāo)準(zhǔn)不同，即單井探明儲(chǔ)量50.0×104m3與油藏規(guī)模50.0×104m3并不完全對(duì)等；②南海北部灣盆地北部坳陷近年勘探效益偏低，單井探明儲(chǔ)量下降變快，使得勘探效益法預(yù)測(cè)結(jié)果偏低，而分形模型則主要受已發(fā)現(xiàn)油藏?cái)?shù)量與規(guī)模的影響，與各年的勘探成效關(guān)系不大。

4結(jié)論

（1）勘探效益法和分形模型等非線性方法在資源預(yù)測(cè)過(guò)程中不需要考慮油氣資源生、排、運(yùn)、聚的過(guò)程，減小了評(píng)價(jià)過(guò)程中參數(shù)選擇時(shí)主觀因素，得出的結(jié)果更為客觀，在南海油氣資源的預(yù)測(cè)中具有很好的效果。

（2）通過(guò)非線性方法進(jìn)行分析得出，南海北部灣盆地北部坳陷預(yù)計(jì)待探明原油約為1.4×108m3，仍具有較大的勘探潛力，為勘探部署與規(guī)劃提供了地質(zhì)依據(jù)。

（3）油氣資源的評(píng)價(jià)影響因素較為復(fù)雜，運(yùn)用單一的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)可能由于方法的適用性、地質(zhì)認(rèn)識(shí)以及勘探現(xiàn)狀等的影響而使結(jié)果誤差較大，因此，在實(shí)際工作中應(yīng)該盡量選用多種方法從不同的角度進(jìn)行預(yù)測(cè)，用以相互驗(yàn)證，減小誤差，提高預(yù)測(cè)結(jié)果的可行性。

參考文獻(xiàn)：

[1]周總瑛.統(tǒng)計(jì)法在石油資源定量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用——以江漢盆地潛江凹陷為例[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2007，29（2）：207-211.

作者：陸江；鄧孝亮 單位：中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司