油气储量评估与油气藏圈闭成因的主控因素.pdf

第 2 9 卷第 6期 2 0 0 8年 l 1月 石 油 学 报 ACTA PETROLEI SI NI CA Vo1 ． 29 No ． 6 NOV ． 20 0 8 文章编号 0 2 5 3 2 6 9 7 2 0 0 8 0 6 0 8 0 4 0 5 油气储量评估与油气藏圈闭成因的主控 因素 吴 国干 胡允栋 王永祥 王德发 胡素云 袁选俊 1 中国石油勘探 与生产分公 司北京1 {1 1} o 1 1 ； 2 中国石油勘探开发研究院北京 1 0 0 0 8 3 ； 3 中国地质 大学北京1 0 0 0 8 3 摘要 用容 积法进行 油气储量计算 涉及 三种边界 ， 即圈闭边 界、 油气藏边 界和储 量边界 ， 只有 正确理解这 三种边界 的具体含 义， 合 理把握 已有资料对前两种边界 的证实程度 ， 才 能合理地把握不 同级别 的储量边界。油气藏圈闭成因的各要素也是不 同级别储量边 界划分 的界定要素， 其 中油气藏类型是主要前提 构造 图和流体界 面的证 实程度决定 了构造 油气藏储量 的可靠性 ； 尖灭线位置是沉 积 型岩性 圈闭油气蕨最大的储量边 界； 物性边界 与流体边界共 同控制 了成岩型岩性 圈闭 油气藏的储 量规模 ； 不整合 面如 同断层面 一 样 ， 控 制 了地层 型岩 性不整合 圈闭油气藏油气 的分布 。无论何种主控 因素 ， 在平 面最 大和纵 向最深 的界线 范围内， 井控程度是决 定探 明储量 范围的控制 因素。 关键词 油气储 量； 圈闭； 油气成藏 ； 容积法； 储量计算 ； 主控 因素 中图分类号 T E 1 5 文献标识码 A M a i n c o n t r o l f a c t o r s f o r e s t i ma t i o n o f o i l a nd g a s r e s e r v e s a n d g e n e s i s o f t r a p s i n o i l a nd g a s r e s e r v o i r s WU Gu o g a n H U Yu n d o n g W ANG Yo n g x i a n g WANG De f a H U S u y u n YUAN Xu a n j u n 1 ．P e t r o C h i n a Exp l o r a t i o n a n d Pr o du c t i o n Co mp a n y，Be l y i n g 1 0 0 0 1 1 ，C h i n a； 2 ．Pe t r o Ch i n a Ea c pl o r a t i o n a n d De v e l o p me n t Re s e a r c h I n s t i t u t e，Be l y i n g 1 0 0 { 8 3 ，C h i n a； 3 ．C h i n a Un i v e r s i t y o f Ge o s c i e n c e s ，Be l y i n g 1 0 0 0 8 3，Ch i n a Ab s t r a c t Th e r e a r e t hr e e t y pe s o f l i mi t s o r bo un da r i e s i nv ol ve d i n t he e s t i ma t i o n of oi l a nd g a s r e s e r ve s wi t h v ol u me t r i c a na l ys i s ，i n c l u di ng t r a p bou nd a r i e s，r e s e r vo i r l i mi t s a nd r e s e r ve l i mi t s ． The r e s e r ve l i mi t s i n di f f e r e nt c l a s s e s c o ul d be de t e r mi ne d wi t h p r ope r c e r t a i n t i e s，o nl y whe n t he de f i ni t i on s of t h os e t hr e e bo und a r i e s a r e c o r r e c t l y de t e r mi n e d，a n d t he e x i s t e d da t a a r e r e as on a bl y e s t i ma t e d a s e vi de nc e s r e l a t e d t O t he f i r s t t wo bo und a r i e s ．The e l e me nt s a s pa r t s of r e s e r v oi r - f or mi n g me c ha ni s m a r e a l s o t he f a c t or s i n c o ns i d er i ng v o l u me a s s i gn me nt s a s di f f e r en t r e s e r v e c at e go r i e s ． Amon g t h e m ，t he r e s e r v oi r t y pe i s t he pr i ma r y c on di t i on．Fo r t he s t r u c t u r a l r e s e r v o i r s ，t h e r e l i a b i l i t y o f r e s e r v e s i s s u b j e c t t O t h e e x t e n t o f a t t e s t a t i o n t O s t r u c t u r e ma p s a n d f l u i d c o n t a c t s ．Fo r t h e s e d i me n t a r y l i t h o l o g i c a l d e p o s i t s ，t h e p o s i t i o n s o f p i n c h o u t l i n e s d e l i n e a t e t h e m a x i m u m o u t l i n e s o f r e s e r v o i r s ．Fo r d i a g e n e t i c l i t h o l og i c a l hy dr o c a r b o n t r a p s，t he c ut o f f s of p or o s i t y or pe r me a bi l i t y a n d t h e f l ui d c on t a c t s c on t r o l t he r e s e r v oi r s i z e s ．Fo r u n c on f or ma bl e s c r e e ne d I i t ho s t r a t i g r a p hi c r e s er v oi r s，t he un c o nf o r mi t y d omi na t e s t h e di s t r i bu t i o n o f o i l a nd g a s ． W ha t e v e r t he pr i n c i pa l f a c t or i s ， wi t hi n t he ma xi ma l ou t l i ne s i n l a t e r a l a nd t he l owe s t d e pt h i n ve r t i c a l ，t he dr a i n a ge a r e a of we l l i s t he ke y f a c t or t O a s s i g n t h e me a s u r e d r e s e r v e v o l u m e ． Ke y wo r ds oi l a n d g a s r e s e r v e s；t r a p；h yd r o c a r bo n r e s e r vo i r ；v ol u me t r i c a n a l y s i s ；r e s e r v e s e s t i ma t i on；ma i n c on t r o l f a c t or s 用容积法计算含 油气体积时必然涉及到三 种边 界 ， 即圈闭边界 、 油气藏边界和储量边界 ， 这三种边界 在实际工作中往往被混淆。在圈定含油气面积时， 尤 其在探明储量的估算中需要确定外推边界 的位置时， } 昆淆 了三种边 界 的涵义 与作 用 。 无 论是 固 闭边 界 还 是 油 气 藏 边 界 ， 都 具 有 “ 先 天 的” 自然属性 ， 然而储量的边界却明显受现在的和未来 的技术 、 经 济 、 法 规 管理 和 人类 认识 程度 的制约 。因 此在空间上， 储量≤油气藏≤圈闭。 1 圈 闭成 因与储量划分 圈 闭成 因理论 概括 为“ 六 线与 四面” ] 。“ 六线 ” 指 岩性 尖灭 线 、 地层超 覆线 、 地层 剥蚀 线 、 物 性变化 线 、 流 体突变线 、 构造等高线 ； “ 四面” 指断层面、 不整合面、 洪 泛 面 、 顶 底板 面 。这“ 六线 与 四面 ” 系统 地 明 确 了油 气 藏 的“ 外包装” 面 ， 亦是油气储量不可能逾越的界限。 而油气储量的“ 三级” 划分是国际通行的储量评估 惯例 。我 国有 探 明 、 控 制 、 预 测 三 级 ， 石 油 工程 师学 基金项 目 中国石油天然气集团公司科技项 目“ 大面积岩性油气藏储 量计算 与合理勘探工作量研究” 部分成 果。 作者简介； 吴 国干 ， 男 ， 1 9 6 1年 6月生， 1 9 8 3年毕业于华东石油学院， 2 0 ／ 3年获 中国科学院博士学位 ， 现 为中国石油勘探与生产分公司总地质师 ， 主要 从事油气勘探与生产管理 ， 并主抓储量管理工作 。E ma il g g wu p e t r o c h i n a ． c o rn． c n 第6期 吴国干等油气储量评估与油气藏圈闭成因的主控因素 805 会S P E、世界石 油大会W PC和美国 石油地质 家协 会A APG有证实、概算、可能3Pl _3] ，俄罗斯有A、 B 、C三级 0 ，联合国的EFG “ 三轴 ” 中各自的 不同级别 以三级为主_4_。在采用容积法估算地质储量 时 ，都 必须在平面上和纵 向上界定边 界 的位置 ，这 “ 三级两 界 ” 是油气储量评估必须明确的前提 。 我 国的三级储量和俄罗斯的三级储量在历史上就 具有相似性。即当勘探 有了发现 ，首先以油气藏或圈 闭为对象计算地质储量 ，圈闭线的位置显然是 首 先要 探讨的边 界问题 ，把圈闭大轮廓框划出来后，地质储量 与资源量就确定了 下来，开发部 门经历若干年边开发 边逐步证实。 “ 3P ” 储量 的同时估算和划 分是储量 定义的基本 前提有别于我国分阶段先期计算预 测储量 和控 制储 量，后期计算探明储量。虽然其经济 内涵是 明确的 ， 但在操作上并没有强 调其突出的重 要性 ，反而对开发 项目的可行性更加侧重 ，并主 要由开发人员依此来判 断低级别储量依附于或伴随着高级别储量计算和利用 的规模， 一 般不单独计算低级别储量 ，即根据油气藏已 证实部分，向外扩展横向和纵 向至可能 级别的边 界， 实质上最大边 界也是圈闭线 。 联合国的E F G “ 三轴 ” ，明显是经济、技术和地质并 重的典型代表。即首先要求储量在地质上是落实的，同 时在技术上要求有可行的开发方案和得到相关部 门的 认可，经济上以油气藏或圈闭为对象进行综合评价。 2 构造 圈闭油气藏的圈闭线与储量边界 构造 圈闭是最简单的类型 ，构 造 闭合线是三级储 量最大最低部位的边界线。当按 国际惯例三级储量 同时计算时，在平面上，储量或我国的 预 测储量边 界、油气 藏边 界和构造的闭合 线可能是重合的。如 图1所示，溢出点P点所在的海拔为 一 1 400r n，为该构 造的最大含油边 界，圈闭面积也是储量的最 大面 积。 在纵向上，在尸点圈 闭 的范 围内，井 点A所钻遇的 油 层底界n处所在的海拔 一 1 265m是证实储量的最大 纵深边界。相应地，在油层顶 面构 造图上由 一 1 265rn 所 圈定的面积在井控程度适当的情况下井控程度与 “ 六线四面 ” 无关也是证实储 量 的最大面 积 。即使a 点与P点 的深度非常接近，也是两个不同的概 念 。按 照S PE的规则，在a点和P点深度之间只能计算概算 P。储量或可能P ，储量。 而在以往我国油气储量 的计算中，单 一 构造上的 同 一 圈闭内不可能同时存在三级储量，P 点肯定是预 测储量计算时 的边界点，也可能在进入探明储量计算 阶段继续作为探 明储量边 界 点 ，而以 a点作为探明储 量边 界点，是现行新规范的基本要求 。 b剖面 图1构造圈闭与油藏边界示意图 Fig．1Il lustrationofstructuraltrapandreservoirboundary 图2是中国石油 在印尼某 气田的评估实例，由美 国D M 公司评估。构造腰部有 1口井，钻遇气层底 界海拔 为 一 4599m[图2a] 。该构造 圈闭规模不大， 圈 闭面积不超过4km 。 。如果按照国内计算储量的作 法，整个圈闭都可能作为探明储量。对于气藏而言，1 口井控制4km 。并不 算大 ，因而将圈闭 “ 灌满 ” 并非夸大 的做法。 但中介 评估 师严格按照 SPE 的储量标准估算储 量①纵向上，以钻遇气层底界作为证实储量 界面符 合美国证券交易委 员 会SE C对证实储量 的基本要 求 15’ ，构造高部位的有效厚度等值线未超过钻遇井 的 有效厚 度[图2 b ]；②平面上 ，在同 一 构造 依 据 完全 相同的资料，同时估 算3P储量；③ 推测气 水界面至 圈闭闭合线海 拔 一 4626m 作 为 2P即证实 概算 储量的边界，有 效厚度仍未 超 过 钻遇井的 有 效 厚度 [图2c]；④按最大圈闭线估算3P证实 概算 可 能储量，此时可以推测构造高部位 的有效厚度变化趋 势[图2d]。这是典型的SPE评估方法。 图3是美国评估师对吐哈盆地鲁克沁油田按S E C 标准评估储量的实例。鲁克沁油田是 一 个规模比较大 的稠 油油田，从 1997年至今已经发现并探明的石 油地 质储量超过了6 000X10 。t 。储层分布比较稳 定，惟 一 不利因素是产量 很低，属于低产油田。 对于图中的断 块型块状构造 油藏而言，圈闭的流体突变线可以作 为 储量的纵向边界。但D M 的评估师考虑 到该构造 上仅有的2口井位于构造高部 位，离油水边界 的平面 距离较远超过了5km，便用人为 的计算线圈定了证 实储量边 界。 oK av u n KP．Classificationofreserv esandresou rcesOilandnatu ralgas ．2004 8 06 石油学 报2008年 第29卷 cd 图2构造气藏 的圈 闭边 界、气藏边界与3P储 量边界 Fi g ．2Limitsofstructuraltrap，res ervoir and 3Pres erves ／ ’ 一 一 ，0 ’ 。 tQ一一j 、 ＼20 i 一 ⋯一-． ‘ Lu8 6井 弓 i I 母 3 p 6三m ＼ ◇ 、 、 Lu8井 ’ 45．5m 日 证实储量边界 口 油水界面 “ 264 4 ．Om ． ． ～ 团等厚线，m ‘ 岩性发生突变、被不渗透层 所包 围或侧向遮 挡而形 成 的圈闭，包括岩性上倾尖灭型、沟道充填型、岩性 透镜 体型 、生物礁滩型和火山岩体型 ] 。 对储量计算而言，这类 油 气藏储量 的平面边 界比 纵向边界更显得 重 要，主要的控制要素是有效岩性尖 灭线的位置。储量的边界 应落在钻遇井与尖灭线之 间，有效 厚度零线应 在从油 层井向尖灭线外推至2／3 的位置处。这种做法 是在岩性控制因素的边 界处理中 长期以来形成的国际惯例。 图3鲁克沁油田鲁8断块sEc评估 结果 图4为岩性和构造两个因素在不同部位控制着油 Fi g ．3ResultofSECreserveestimationonLu8 Block inLukeqinOi lfield 显然，即使流体突变线已经由钻井证实，也只能证 实圈闭的闭合线和油藏的纵深底界，并不能代表整个构 造在证实的底界之上都可以计算证实储量，亦即证实的 油藏边界不等于证实储量 的边 界，此时 ，井控程度是平 面上 证实储量边界 的决定因素，而井控程度的合理性取 决于客观的油藏地质条件和评估者的认识与判断。 3 沉积型岩性圈闭油气 藏的尖灭线 与 储量边界 沉 积 型岩性圈闭是受沉 积作用控 制、储集岩体的 3井 0m 图4油气储 量岩性边界的划法 F ig．4Res ervelimitsina stratigraphicre se rvoir 藏有效厚 度 边 界 的示例。图中 3号井处 砂 岩尖灭，5 号井 为纯油层井，2号井全为水 ，其余井在储层段为上 第 6期 吴 国干等 油气储量评估 与油气藏 圈闭成 因的主控因素 8 0 7 油 下水 图中红 字为 油层 厚度 ， 蓝 字为 同层 的下部水 层 厚度 。东边界是由岩性因素控制 的有效厚度零线 ， 定 在 5号井 与 3号井 之间 的 2 ／ 3处 。 如果有 效油 井 之外 没有 井 钻 遇 岩 性 的尖 灭 ， 或 者 钻 遇岩 性尖 灭 的 井 远 离 油 藏 比如超 过 了 1 0 k m ， 则 应根据研究地区的储层分布规律来确定储量计算的岩 性 控制 边界 线 。 但实践中不是所有油田都能有充分的地质资料用 于确定岩性边界 ， 必须借助其他技术资料。在地震地 质 条件 能够 满足 岩性 储 层 预 测 、 并 经 过 了实 钻 检 验 的 地区， 地震反演能给出合理 的岩性尖灭线解释。 在既没有统计资料 、 又没有地震储层预测资料 的 情 况下 ， 只有 按 照规 范操 作 ， 即外 推 1 ～ 1 ． 5倍 的开 发 井距作为探明储量的岩性边界 。但这只是 以计算储量 为 目的的岩 性边 界划 分 ， 并 非 真实 的岩 性边 界 ， 更不 能 取 代岩性 尖灭 线 的地 质研究 工 作 。 然而 ， S E C证 实 储 量 的 边 界 圈 定 原 则 似 乎 不 太 重视 岩 性 尖 灭 线 的 地 质 研 究 工 作 。 图 5是 2 0 0 5年 D M公 司 对 长 庆 白 豹 油 田 1 2 2井 区 某 油 藏 S E C 储量 的评估结果 。 图中的油藏边界 ， 即有效厚度零线 ， 一 ’ 一 一 一 _l _ | 、 ， ， ／ 井 _ ， 5 ．4 4 ，1 ， ‘ 、 、 、 一 ， ， _ ⋯ 7 。 。 。 。 j 6 B 2 0 8井 4 ． Om 、 ⋯⋯’ ’ ， 、 ’ ⋯⋯⋯ j B 1 5 4 井 ， ， ， 日油藏边界 ， 日证实储量边界 ， ， 臼油层等厚线 ／ m 图 5 自豹油 田 1 2 2井区油藏边界 与证 实储 量边界 Fi g． 5 Re s e r v e l i m i t s a nd pr o v e d l i m i t o n 1 22 Bl o c k i n Ba i b a o O i i f i e l d 是 中方人 员在 考虑 地震 预测 储层 厚度 与 实钻 有效 厚度 统计关系的基础上 ， 在井约束 条件下由地震 资料预测 的岩性边界 ， 而真正 的岩性尖灭线应在零线 之外。按 我 国储量标准， 有效厚度零线 范围内的整个油藏都是 探明储量 ， 但 D M 公 司只在钻遇井 向外推 出了约 7 5 0 m 1 ～ 1 5倍 开 发 井 距 作 为证 实储 量 边 界 ， 其 余 部分划归概算储 量的范 畴 S P E标 准 。这样 的实例 还有很多 ， 可见 中外双方 在储量 计算理 念上还 不很 一 致 4 成 岩 型 岩性 圈 闭油 气 藏 的物性 与流 体边界和储量边界 成岩型岩性圈闭是在成岩、 后生作用下使储集岩体 的物性发生突变及被不渗透层包围或侧向遮挡而形成的 圈闭， 包括成岩封堵型、 岩溶型、 裂缝型和白云岩化型。 这类油气藏的主要控制要素是有效储层的物性突 变线位置和流体突变线 位置， 前者是储量计算必须界 定 的平 面边 界 ， 后者 则 主要 是纵 向边 界 。 对于物性突变线边 界， 可 以参照岩性尖灭线 的作 法圈定。然而实际情况 中往往很少存在物性 的突变 ， 更多的是渐变现象 。在 这种情况下 ， 从储 量计算 的角 度 考 虑 ， 必须 结合 有效 厚 度下 限来 研究 ， 最 好有 不 同 的 测试资料佐证物性变化对测试产量 的直接影响 ， 并使 其在地震资料处理中体现物性下限的控制作用。 对 于裂缝 型 、 岩溶 型 和 白云岩 化 型储层 ， 如 果地 震 资料难以真实地反映这种 内幕型 的物性变化 ， 容积法 储 量计 算 最易 出现失 误 。主要 是有 效储 层 的平 面连 续 性 无法 把握 ， 尤 其 在探 井 与评价 井 相距 较远 、 井 问测 井 可 比性 差 、 压 力也 不一 致 、 甚至 存 在局部 共 存水 的情 况 下 ， 评估 者 应尽 量减 少 人为 的 因素 ， 立足 于 现有 资料证 实 的地 质认 识 ， 避免 失 误 。 对于流体界面的位置 ， 如果立足于钻遇井的资料 ， 从认识圈闭的角度 ， 只要测井资料能给出合理 的解释 ， 应可 以接受 。但从储量的角度， S P E或 S E C评估标准 均要求有 可靠的测试资料验 证才能确定 为证 实级储 量 ， 我国的探 明储量也要求每个计 算单元都必须有测 试资料 ， 这是最基本 的证实程度要求 。而 以测试资料 为基础进行的有效厚度下 限标准研究 ， 能够合理地确 定井内流体的突变点位置 ， 可以作为储量计算的底界 ， 但 不一 定 是 圈闭 的底界 。 5 地 层 型 岩性 圈 闭油 气 藏 的 圈 闭线 与 储量边界 地 层 型岩 性 圈 闭是 由构 造 运 动 引 起 的沉 积 间 断 、 剥蚀、 超覆沉积等作用下储集岩体沿地层不整合面或 侵 蚀 面被 非渗 透岩 层 围限 或 遮 挡 而 形成 的 圈 闭 ， 包括 不整合面遮挡型、 超覆不整合型和潜山型。 对这类 以上倾尖灭为典型代表的油气藏圈闭边界 在储量计算中的应用 ， 显然不能按前述 2 ／ 3距离 的方 式处理 ， 这类 圈闭线完全 可以直接作 为储量 的边 界。 除非在 油 气藏 剖 面上 处 于尖 角部 位可 能 由于厚 度过 薄 而没有经济生产能力 ， 进 而在探 明储量计算时必须适 当考虑厚度下限 如 1 m 或井距之半外 ， 都 可视 同于 断层对油气藏的控制作用。如准噶尔盆地中侏罗统下 8 08 石油学报 2008年第29卷 部西 山窑组 和上部 头 屯河组之间的角度不整合尤为清 楚 ‘“ 。该不整合表现为区域 性不整合 ，沉积 间断时限 达4 ～ 10Ma，剥蚀 厚度达100 340ITI。该不整合 “ 面 ” 的结构由不整合面 之上的砂岩 、不整合面之 下 的 风化 黏土层和半风化 岩石 组成 ，以砂岩 一 泥岩 一 砂岩的组 合为主，平均厚度达 70 ～ 90m 。除不整合面之下 西 6 结论 山窑组的 砂 岩 形成了地层削 截不整合 遮挡圈闭外 ， 依靠风化黏土层 ，不整合面 之上头屯河 组的砂岩形 成了地层 超覆圈闭 嘲 ，如在石南油田石南 21井区 图6，上倾和侧向含 油边 界与头屯 河组的砂 层 超覆 线基本平行，局部如 S N7036井处因不够下限标准 而被扣除。 图6石南油田 石南21井区 Jt油藏构造和含油面积 F i g ．6Structureandoil bearingareaofJ2t2reservoironBlock21 inShinanOi lfiel d 圈闭边界、油气 藏边界和储量 边 界在容积 法储量 评估 中易于被混淆使用，合理 区分 圈闭成因的 “ 六线四 面 ” 与划分储量 的 “ 三级两界 ” ，是把握不确定性因素的 必要途径。 构造圈闭线 和流体界 面是三级储量最大的边 界 线，而井钻遇的油气层底界是 探 明储量 的 最深底线。 在平面最大和纵向最深 的界线 范围内 ，井控程度才是 决定探明储量 具体范围的控制因素。 [1] [2] [3] [43 参考文献 贾承 造，赵文智，邹才能，等．岩性 地 层油气 藏地质理论 与勘探 技 术 [J] ．石油勘 探 与开发，2007，34325 7 272 ． JiaChengzao，Z h ao Wenzhi，Zo uCaineng．eta1．Geologicaltheory andexplorationt ec hnologyforhthostrati g ra phi chydro carbonres ervoirs[J]．Petroleu mExplo ratio nandDevelopm en t，2007，343 25 7 272． 全国 国土资源标准化技术委 员会．G B／T19 492 2004石油天然 气 资源／储量分类Is] ．北京中国标 准 出版社，2004 ． Nation alTechnicalCo mmit teeo nLand an d Resou rcesofStand ardizatio nAdministrationofC hina．GB／T 194 92 2004Classifica tionforpetroleumresou rces／rese rv es[s] ．BeijingStandardsPress ofChin a，2004． SP E，WPC，AAP G ，S P E 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