3种重要的油气资源评价方法及应用对比-.pdf

第 1 9卷第 1 期 中 国 石 油 勘 探 C HI NA P E T R0 L E UM E X P L O R AT 1 0N 2 0 1 4年 1月 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 6 7 2 -7 7 0 3 ． 2 0 1 4 ． 0 1 ． 0 0 7 3 种重要的油气资源评价方法及应用对比 郭秋麟 闫伟 高 日 丽 陈晓林 徐京新 1 中国石油勘探开发研究院，北京 1 0 0 0 8 3 ； 2中国石油大学 北京，北京 1 0 2 2 4 9 摘要 “ 中国石油第四次油气资源评价”和 “ 全球油气资源评价与利用研究”两个中国石油天然气股份有限公司 重大专项刚刚启动，要求统一评价方法，实现评价结果与国际接轨。为了项 目能够更好地开展 ，有必要解剖重要的油 气资源评价方法，对比它们的应用特点。介绍了简单帕内托分布模型 S P 、左偏右截帕内托分布模型 S T P 和对数 正态发现过程模型 L D P 的研究进展及各自的特点。提出了有效的关键参数研究方法，即用迭代法确定 S P分布模型 中的最大油藏、油藏分布形态等关键参数，用最小二乘法求取 S T P分布模型中的油藏中位数、标准方差和油藏分布 形态等关键参数。例举 S P分布模型、S T P分布模型和 L D P模型的应用过程，总结出它们的适用范围，对比它们在 预测最大油藏 s 、油藏个数 Ⅳ 和总资源规模 三方面的结果，得出在勘探程度较高、资料达到模型要求时， S T P分布模型预测效果最好；在勘探程度较低、资料较少时，S P分布模型具有优势 ； L D P模型应用范围较宽，在中 高勘探程度地区应用有优势。S P分布模型预测的油藏个数偏多，S T P分布模型预测的最大油藏比较合理 ，L D P模型 预测的总资源规模和油藏个数效果较好，预测的最大油藏误差较大。 关键词油气藏；资源评价；帕内托分布；左偏右截帕内托分布；发现过程模型 中图分类号TE l 6 文献标识码A Ap p l i c a t i on an d Comp ar i s on o f Th r ee Pe t r ol eu m Re s o u r c e As s e s s men t Me t h o d s G u o Q i u l i n ， Y a n We i ， G a o R i l i ， C h e n X i a o l i n ， X u J i n g x i n 2 f j P e t r o C h i n a R e s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n＆D e v e l o p me n t , B e o i n g 1 0 0 0 8 3 ,“ 2 C h i n a U n i v e r s i ty o f P e t r o l e u m B e ij i n g Be ij i n g 1 0 2 24 9J Ab s t r a c t P e t r o C h i n a h a s j u s t l a u n c h e d t wo i mp o r t a n t p r o j e c t s 一“ 4 t h P e t r o C h i n a O i 1 a n d Ga s R e s o u r c e As s e s s me n t ”a n d“ S md y o f Gl o b a l 0i l a nd Ga s Re s o u r c e As s e s s me n t a nd Ap p l i c a t i o n．”I t i s r e q ui r e d t o e s t a bl i s h a t i n 访e d a s s e s s me nt me t h o d t o l i n k t h e a p p r a i s a l r e s ul t s t o t he i n t e r n a t i o n a l c o n v e n t i o n ． T o b ri n g t h e p r o j e c t s s mo o thl y u n d e r wa y , i t i s n e c e s s a r y t o ma k e a ll a n a l y s i s o f t h e o i l a n d g a s r e s o u r c e a s s e s s me n t m e t h o d s a n d c o mp a r e the i r a p p l i c a t i o n c ha r a c t e ris t i c s ． T hi s p a pe r mak e s b rie fi n g s a b o u t t h e s t u d y p r o g r e s s a n d c ha r a c t e r i s t i c s o f t h r e e me t h o d s t h e s i mp l e P a r e t o mo d e l s P ， the s h i ft e d t r u n c a t e d P a r e t o mo d e l S T P a n d t h e l o g n o r ma l d i s c o v e r y p r o c e s s mo d e l L DP ． T h e r e s e a r c h m e t h o d f o r e ffe c t i v e k e y pa r a m e t e r s i s p r o p os e d n a me l y u s ing i t e r a t i o n t o de t e r m i n e t h e l a r g e s t o i l r e s e r v o i r a nd d i s t ri b u t i o n o f oi l r e s e r v o i r s i n S P d i s t r i b u t i o n mo d e l a n d us i n g l e a s t s q u a r e s t o o bt a i n t he me d i a n n u mbe r o f o i l r e s e rvo i r s ．s t a nd a r d v a r i a n c e a n d d i s t r i b u t i o n o f o i l r e s e rvo i r i n t h e S TP d i s t rib u t i o n mo d e 1 ． T h e Pa p e r a l s o d e s c ribe s t h e a pp l i c a t i o n p r o c e s s o f也e t hre e a b o ve ． me nt i o n e d mo d e l s ， s u mma riz i n g t h e i r a p p l ic a b l e s c o p e and c o mp a r i n g the r e s u l t s o f t h o s e me t h o d s i n p r e d i c t i n g t h e l arg e s t o i l r e s e r v o i r S ， q u a n t i t y o f o i l r e s e rvo i r s N and t o t a l r e s o u r c e s R ． I t i s c o n c l u d e d t h a t t h e p r e d i c t i o n r e s u l t s o f S T D d i s t r i b u t i o n mo d e 1 a r e g o o d wh e n t h e e x p l o r a t i o n d e g r e e i s h i g h wi 出 the d a t a me e t i n g t he r e q ui r e me n t s o f t he mo d e 1 ． Th e S P di s t rib u t i o n mo d e l i s s up e rio r wh e n t h e e x p l o r a t i o n de gre e i s l o w wi t h 1 e s s d a t a ma d e a v a i l a b l e ． Th e L DP mo d e l h a s a wi d e a p p l i c a t i o n s c o pe an d i s s u p e rio r for t he a r e a wh e r e t h e e xp l o r a t i o n d e gre e i s a t h i g h a nd mi d d l e l e v e l s ． Th e SPmo d e l c a nf o r e c a s t S a n dRv e r ywe l 1 bu t wi t han e xtr e me l yl arg eN Th e S TPmod e l c a nf o r e c a s t S ve r ywe l 1 ． b u t g i v e sl arg e e r r o r s o n N an dR Th eLDPmo d e l c an f o r e c a s t N an dR v e r ywe l l wi t h awo r s e e s t i m a t e o fS． Ke y wo r d s o i l and g a s r e s e rvo i r s ， r e s o u r c e a s s e s s me n t ， S h i ft e d P a r e t o d i s t r i b u t i o n S P ， S h i ft e d T r u n c a t e d P are t o d i s t r i b u t i o n S T P ， L o g n o rm a l D i s c o v e ry P r o c e s s mo d e l L D P Di s c o v e r y P r o c e s s mo d e 1 L D P 基 金项 目国家科技重大专项 “ 岩性地层区带 、圈闭评价与储层 预测技术研究”课题部 分成果 2 0 1 1 Z X0 5 0 0 1 ；中国石 油重 大科技专项 “ 中 国石油第四次油气资源评价”部分成果 2 0 1 4 E 一 0 5 0 2 0 1 ；中国石油勘探开发研究院创新课题 “ 泥页岩、致密砂岩孔隙演化与油气成藏数值模 拟”部分成果 2 0 1 1 Y0 0 5 。 第一作者简介郭秋麟，男，教授级高级工程师，博士，主要从事油气资源评价、盆地评价与数值模拟等研究工作。 E ma i l q l g u o p e t r o c h i n a． c o rn． c n 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 4 -1 7 ；修改 日期 2 0 1 4 -0 1 -0 4 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 l 期 郭秋麟等 3种重要的油气资源评价方法及应用对比 5 7 S TP分布模 型拟合都不好 。S T P分布模型适合于勘 探程 度相对较高 、已发现油藏 多于 3 0个的区带 ，且 要求各发现阶段油藏 中位数和标准差变化趋势 由大变 小。 4 ． 1 ． 3 发现过 程模 型 L D P 通过地质分析和拟合效果观察， 在 3 组数据库 中， K 区带用 L D P模型拟合最佳 ，其他两个区带用 L D P 模型拟合效果也不错。发现过程模型要求勘探效益 大于 0 ，即大油藏在早期被发现的概率 比小油藏大 ， 大油藏在后期发现的概率比小油藏要小。从应用实例 分析，因为模型中的关键参数能够根据地质判断进行 修改 ，所以该模型适用范围相对较广。 4 ． 2预测结果对 比 在表 4中，L区带、K 区带和 D区带 3组数据的 最佳结果分别为 S P分布模型、S TP分布模型和 L D P 模型的拟合结果 。以下按最佳结果为评价基准，计算 不同模型的拟合误差 。 表 4 3种模型评价结果对比 Ta b l e 4 Compa r i s o n o f a s s e s s me n t r e s u l t s f r O m t h r e e mod e l s 对 比项 区带 合 计 项 目 分 布模 型 L K D S P l 4 6 2 3 8 0 5 6 0 2 2 5 03 4 3 20 21 7 总资源量 S TP 1 6 1 5 9 6 8 7 2 7 4 8 9 7 4 3 5 7 4 6 2 9 1 0 4 t LDP 1 5 4 3 0 7 8 0 4 7 2 0 8 9 0 0 3 0 23 7 7 SP 6 6 1 1 3 2 5 8 9 91 2 8 4 l 3 0 4 8 4 剩余可采资源量 S TP 8 0 5 7 2 0 7 5 4 3 5 5 9 9 3 3 8 4 8 0 4 1 0 t L DP 7 3 2 8 3 0 0 7 4 7 51 5 0 1 l 2 5 5 2 S P 8 6 3 3 0 68 3 1 0 9 9 油藏个数 S TP 6 3 7 9 2 5 6 3 9 8 LDP 6 0 8 5 9 0 2 35 SP 1 68 2 8 7 0 9 2 9l 6 5 3 9 5 5 6 最大油藏规模 S T P 1 6 0 7 l O 2 1 3 2 9 2 4 2 4 1 0 6 2 1 0 4 t LDP 2 05 l l 8 8 9 0 3 0 7 3 0 5l 6 7l 最佳拟合模型 S P S T P L DP 4 ． 2 ． 1总资源规模 按误差相对大小判断，L DP相对误差最小 ，3组 数据误 差合计只有 1 9 ％；S TP分布模 型相对误差最 大，达到 1 4 5 ％ 表 5 ，因为 L区带和 D区带的数 据不符合 S T P分布模型。 4 ． 2 ． 2油藏个数 S P分布模 型预测的油藏个数 最多，3 组数 据共 计 1 0 9 9个 油藏 ，预测 误差 也 最大 ，合 计误 差达 到 9 7 7 ％；油藏个数预测 误差最小的是 L D P模型 ，3组 数据误差合计只有 3 8 ％ 表 6 。 表 5 总资源规模误差对比 T a bl e 5 Co mp a r i s o n o f e r r or s i n t ot a l r e s ou r c e s L区带 K区带 D区带 分布模型 合计误差 ％ 预测值 1 0 ％ 误差 ％ 预测值 1 0 4 t 误差 ％ 预测值 1 0 ％ 误差 ％ SP l 4 6 2 3 0 8 0 5 6 0 l 7 2 25 03 4 8 2 5 S TP 1 6l 5 9 l l 6 8 7 2 7 O 48 9 7 43 l 3 4 1 4 5 LDP l 5 4 3 0 6 7 8 0 4 7 l 4 2 0 8 9 0 0 O 1 9 _ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 5 8 中 国 石 油 勘 探 2 0 1 4年第 1 9卷 表 6 油藏个数误差对比 Ta bl e 6 Co mp a r i s o n o f e r r o r s i n q u a n t i t y o f oi l r e s e r v o i r s L区带 K 区带 D区带 分布模型 合计误差 ％ 预测值 误差 ％ 预测值 误差 ％ 预测值 误差 ％ S P 8 6 0 3 3 0 3 1 8 6 8 3 65 9 9 7 7 S TP 6 3 2 7 7 9 0 25 6 1 8 4 2l 1 LDP 6 0 3 0 8 5 8 9 0 O 3 8 4 ． 2 ． 3最大油藏 L DP模 型预 测的最大油藏平均值最大 ，误差也 最大 ，3组数据误 差合计 l 0 7 ％；最大油藏预测误差 最小的是S T P分布模型，只有 9 ％ 表 7 。 通过 3个实例对 比发现 ① L DP模型能较好地 预 测总资源规模和油藏 个数 ，在预测 最大油藏时误 差较大 ；② S T P分布模型能很好地预测最大油藏 ； ③ S P分布模型在预测油藏个数方面存在较 大误差 ， 在预测总资源规模和最大油藏时误差较小。 表 7 最大油藏规模误差对比 Ta b l e 7 Compa r i s on of e r r o r s i n l a r ge s t oi l r e s e r v oi r L区带 K 区带 D 区带 分布模型 合计误差 ％ 预测值 1 0 4 t 误 差 ％ 预 测值 1 0 4 t 误差 ％ 预测值 1 0 t 误差 ％ SP l 6 8 2 0 8 7 09 1 5 2 9l 65 5 2 0 S TP l 6 0 7 4 1 O 2 1 3 O 29 2 42 5 9 LDP 2 0 5 1 2 2 1 8 8 9 0 8 5 3 07 3 0 0 1 O 7 5结论 S P 、S T P 、L D P 3 种模型 或方法应用范围 不同，在勘探程度较高、资料达到模型要求时 ，S T P 分布模型预测效果最好 ；在勘探程度较低 、资料较少 时 ，S P分布模型具有优势 ；L D P模型应用范 围较宽 ， 在中高勘探程度地 区应用有优势。 1 S P分布模型优点是资料要求少，评价快 ； 缺点是预测油藏个数偏多。 2 S T P分布模型优点是能很好地预测最大油 藏 ；缺点是资料要求高 ，应用范围受限制。 3 L D P模型优 点是应用范围较宽 ，能较好地 预测总资源规模和油藏个数 ；缺点是在预测最大油藏 时误差较大 。 参考文献 [ 1 ] J o h n s o n N L，Ko t z S．D i s t r i b u t i o n i n s t a t i s t i c ， c o n t i n u o u s u n i v a r i a t e d i s t r i b u t i o n s -I B o s t o n [ R] ， Ho u g ht o n Mi ffl i n Co mp a n y， 1 9 7 0 2 2 3 -2 3 4 ． Ho u g h t o n J C．Us e o f t he t r u n c a t e d s hi f t e d p a r e t o d i s t r i b u t i o n i n a e ssi n g s i z e d i s t r i b u t i o n o f o i l a n d g a s fi e l d s [ J ] ．Ma t h e ma t i c a l Ge o l o g y，1 9 8 8 ， 2 0 8 9 0 7 9 3 7． Che n Z， R Si n di n gLa r s e n． Es t i m a t i ng nu m be r a n d s i z e d i s t r i b u t i o n i n f r o n t i e r b a s i n s u s i ng Pa r e t o mo d e l [ J 】 ．No n r e n e wa b l e Re s o u r c e s ，1 9 9 4 ， 3 2 9 1 ～ 9 6 ． 赵旭东．石油资源定量评价 [ M] ．北京地质出版社 ， 1 9 8 8． Zha o Xu do ng． Qua nt i t a t i ve e v al ua t i on o f o i l r e s o u r c e s [ M】 ．B e i j i n g Q u a n t i t a t i v e E v a l u a ti o n o f O i l Re s o u r c e s ， 1 9 8 8 ． 郭秋麟，石广仁，谢红兵，等．P a r e t o定律法和 P．J ． L e e法在区带 目标资源评价中的应用 【 A 】 ∥孙枢．理论与 应用地球物理进展 【 C 】 ．北京气象出版社，2 0 0 2 1 0 5 - l 1 0． Guo Qi ul i n，Shi Gua ngr e n， Xi e Hong bi ng． Ap p l i c a t i o n o f p l a y t a r g e t r e s o u r c e s a s s e s s me n t b a s e d o n P a r e t o l a w a n d P．J ．L e e mh o d [ A] ／ ／ S u n S h u． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 郭秋麟等 3 种重要的油气资源评价方法及应用对比 5 9 Ad v a n c e s i n P u r e a n d Ap p l i e d Ge o p h y s i c s [ C ] ． Be i j i n gC h i n a Me t e o r o l o g i c a l P r e s s ，2 0 0 2 1 0 5 - l 1 0． [ 6 ] 郭秋麟，胡素云，张庆春，等．双序列法及其在油气资源 评价 中的应 用 [ J 】 ．石油勘探 与开发 ，2 0 0 3 ， 3 0 5 5 0 - 5 2． Gu o Qi u l i n，Hu Su yu n，Zh a n g Qi n g c hu n，e t a 1． Th e d o ub l e s e r i a l me t ho d a nd i t s a p p l i c a t i o n i n p e t r o l e u m r e s o u r c e e v a l u a t i o n【 J ] ．P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n An d D e v e l o p me n t ，2 0 0 3， 3 0 5 5 0 - 5 2． 【 7 ] Ho u g h t o n J C，Do l t o n G L，Ma s t R F，e t a 1 ． U ． S．ge o l o gi c a l s ur v e y e s t i ma t i o n pr o c e d ur e f o r a c c u mu l a t i o n s i z e d i s t r i b u t i o n s b y p l a y [ J 】 ．AAP G， 1 9 9 3 ， 7 7 3 4 5 4 -4 6 6 ． 【 8 】 At t a n a s i D，C h a r p e n t i e r R R．C o mp a r i s o n o f t wo p r ob a b i l i t y d i s t r i b ut i O ns us e d t o mo de l s i z e s o f u n d i s c 0 v e r e d o i l a nd ga s a c c u mu l a t i o ns d o e s t h e t a i l wa g t h e a s s e s s me n t [ J 】 ．Ma t h e ma t i c a l G e o l o g y ， 2 0 0 2 ， 3 4 6 7 6 7 -7 7 7 ． [ 9 】 金之钧．五种基本油气藏规模概率分布模型比较研究及 其意义 [ J ] ．石油学报，1 9 9 5 ， 1 6 3 6 -1 3 ． J i n Z h i j u n．A c o mp a r i s o n s t u d y o f f i v e b a s i c o i l a n d ga s p o o l s i z e p r o b a b il i t y d i s t r i b u t i o n mo d e l s a nd i t s s i g n i f i c a n c e [ J 】 ．Ac t a P e t r o l e i S i n i c a ，1 9 9 5 ， 1 6 3 6 1 3． 【 1 0 】徐忠 美，金 之 钧，孙 红军，等．基 于 广义 帕莱 托分 布 的 关 键 参数 求取 方 法 探 讨 ．石 油 实 验地 质， 2 0 l 0 ， 3 2 5 5 1 7 -5 2 0 ． Xu Z h o n g me i ，J i n Z h i j u n，S u n Ho n g j u n，e t a 1 ．Th e d i s c u s s i o n a b o u t ho w t o o b t a i n t h e k e y p a r a me t e r s o f g e n e r a l i z e d p a r e t o d i s t r i b u t i 0 n [ J 】 ．P e t r o l e u m Ge o l o g y＆ E x p e r i me n t ，2 0 1 0 ， 3 2 5 5 1 7 -5 2 0 ． [ 1 1 】Ar p s J J ，Ro b e r t s T G． E c o n o mi c s o f d r i l l i n g f o r Cr e t a c e o u s o i l a n d g a s o n t h e e a s t f l a nk o f t he De n v e r J u l e s b e r g Ba s i n [ J ] ．AAPG，1 9 5 8 ， 4 2 1 1 2 5 4 9 -2 5 6 6 [ 1 2 ]Ka u f ma n G， Ba l c e r Y，Kr u y t D． A p r o b a b i l i s t i c m o d e l o f o i l a n d g a s d i s c o v e r y． I n E s t i ma t i n g t h e v o l u me o f u n d i s c o v e r e d o i l a n d g a s r e s o u r c e s [ M】 ． AAPG S t u di e s i n Ge o l o gy Se r i e s No． 1． 1 9 7 5 l l 3 1 4 2． [ 1 3 】Me i s n e r J ，De mi r ma n F．Th e C r e a mi n g Me t h o d A Ba y e s i a n P r o c e d u r e t o Fo r e c a s t Fu t ur e 0i l a nd G a s D i sco v e r i e s i n Ma t u r e E x p l o r a t i o n P r o v i n c e s [ J 】 ． J o u r n a l o f t he Ro ya l S t a t i s t i c a l S o c i e t y，1 9 8 1， A ， I 4 4 P a r t 1 1 3 1 ． [ 1 4 】L e e P J ，Wa n g P C C，P r o b a b i l i s t i c f o r mu l a t i o n o f a me t ho d f o r t he e va l u a t i o n o f p e t r o l e u m r e s o u r c e s [ J 】 ． Ma t h e ma t i c a l G e o l o g y，1 9 8 3 ， 1 5 1 1 6 3 1 8 1 ． [ 1 5 ]Vi d a s E H，Du l e e p K G，Wo o d s T．F i n d r a t e M e t ho do l o g y a n d Re s ou r c e Ba s e As s u mp t i o n s o f t h e Hy d r o c a r b o n S u p p l y Mo d e l [ R】 ．E n e r g y a n d En v i r o n me n t a l An a l y s i s ，I n c o r p o r a t e d，1 9 8 4 ． 【 1 6 】Dr e w L J ， S c h u e n e me y e r J H ． T h e e v o l u t i o n a n d u s e o f d i s c o v e r y p r o c e s s mo d e l s a t t h e U． S． Ge o l o g i c a l S u r v e y [ J 】 ．AAP G，1 9 9 3 ， 7 7 3 4 6 7 - 4 7 8 ． 【 1 7 】L e e P J ． An a l y z i n g mu l t i v a r i a t e o i l a n d g a s d i s c o v e r y d a t a [ C 】 ．I nB u c c i a n t i A，Na r d i G， Po l e nz a R，e d s ．Pr o c e e di n gs o f t h e 4 t h Ann ua l Co nf e r e nc e o f t he I nt e r n a t i O na l A s s o c i a t i o n o f M a t he ma t i c a l Ge o l o gy． I s l a n d o f I c hi a，I t a l y， 1 9 9 8 ， 1 4 4 5 -4 5 1 [ 1 8 ]L e e P J ．S t a t i s t i c a l Me t h o d s f o r E s t i ma t i n g P e t r o l e u m R e s o u r c e s [ M】 ．O x f o r dO x f o r d Un i v e r s i t y Pr e s s，2 0 0 8 2 3 4． [ 1 9 】陈元千．预测油气资源 P a r e t o模型的建立、修改与应用 [ J ] ．中国石油勘探，2 0 0 8 ， 1 3 4 4 3 - 4 9 ． Che n Yu a nqi a n． Es t a bl i s hme nt ，mO di f i c a t i 0 n， a nd a p p l i c a t i o n o f p a r e t o mo d e l f o r f o r e c a s t i n g o i l a n d g a s r e s o u r c e s [ J ] ．C h i n a P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n， 2 0 0 8 ， l 3 4 4 3 - 4 9 ． [ 2 0 】Ga ut i e r D L， Do l t o n G L． Me t ho d o l o gy f o r a s s e s s m e nt o f und i s c ove r e d c o nve nt i o na l a c c u mul a t i o ns． I n Ga ut i e r D L， Do l t o n G L， Ta ka h a s hi K I ． e d s ． 1 9 9 5 Na t i o n a l As s e s s me n t o f Un i t e d S t a t e s Oi l a n d Ga s Re s o u r c e s o n CDR0M U ． S． Ge o 1 ．S u r v e y Di g i t a l Da t a S e r i e s 3 0．r e l e a s e 2． o n e CDR0M ， 1 9 9 6． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m