儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系

儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)一以中石化探區(qū)為例趙慶飛;凡哲元;魏海峰【摘要】為了全面認(rèn)識(shí)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系，分析了目前有關(guān)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)相關(guān)的認(rèn)識(shí)或觀點(diǎn)形成的背景及依據(jù),通過對(duì)中石化200個(gè)已開發(fā)油田的分析，從中篩選了38個(gè)油田對(duì)其分油田類型進(jìn)行了儲(chǔ)采比統(tǒng)計(jì)分析，同時(shí)進(jìn)行了穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比的理論推導(dǎo).研究表明,儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系決定于油田的開發(fā)階段、油田類型、開發(fā)政策等，而不能單純由儲(chǔ)采比的大小來判斷是否能夠穩(wěn)產(chǎn).【期刊名稱】《石油與天然氣地質(zhì)》【年(卷)，期】2010(031)004【總頁數(shù)】6頁(P511-516)【關(guān)鍵詞】?jī)?chǔ)采比;遞減率;穩(wěn)產(chǎn)期末;穩(wěn)產(chǎn);油田類型【作者】趙慶飛;凡哲元;魏海峰【作者單位】中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京,100083;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京,100083;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京,100083【正文語種】中文【中圖分類】TE33儲(chǔ)采比(3)是描述油氣田生產(chǎn)潛能和油氣田產(chǎn)量保證程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是石油工業(yè)內(nèi)部一個(gè)重要比例關(guān)系。在國外，它已被用于分析、判斷油氣田建設(shè)規(guī)模、生產(chǎn)形式、穩(wěn)產(chǎn)形勢(shì)和合理開發(fā)方案；在我國，也有很多學(xué)者、專家對(duì)這一重要油氣田參數(shù)進(jìn)行過分析、研究。通過儲(chǔ)采比可以分析、判斷油田所處開發(fā)階段、生產(chǎn)形勢(shì)、穩(wěn)產(chǎn)狀況及其資源保證程度。根據(jù)國際上通用的定義，儲(chǔ)采比是指一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)或一個(gè)油氣田，在某年份剩余的可采儲(chǔ)量與當(dāng)年年產(chǎn)量的比值［1~4］。自20世紀(jì)80年代我國引入儲(chǔ)采比概念后，很多學(xué)者和研究機(jī)構(gòu)開展了儲(chǔ)采比的研究工作，取得了一些成果和認(rèn)識(shí)［5~9］。但在目前油田實(shí)際生產(chǎn)中往往存在有悖于以往的認(rèn)識(shí)或結(jié)論，如有的油田在較低儲(chǔ)采比條件下產(chǎn)量高速上產(chǎn)、低滲透油田在較高儲(chǔ)采比條件下進(jìn)入遞減期等。因此，為了更好地利用好這個(gè)指標(biāo)，有必要對(duì)儲(chǔ)采比與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系進(jìn)行更深入的研究。油田穩(wěn)產(chǎn)存在兩種概念：一種是絕對(duì)穩(wěn)產(chǎn)，即從油田整個(gè)生命周期上劃分，大體可分為產(chǎn)量上升期、穩(wěn)產(chǎn)期、遞減期（圖1）［1］；—種是相對(duì)穩(wěn)產(chǎn)，是與上一年度相比較是否能夠保持產(chǎn)量穩(wěn)定。研究?jī)?chǔ)采比與穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)系指的是絕對(duì)穩(wěn)產(chǎn)，而不是相對(duì)穩(wěn)產(chǎn)。儲(chǔ)采比概念由蘇聯(lián)學(xué)者在20世紀(jì)80年代提出，主要用于確定石油工業(yè)各部門基本建設(shè)投資的比例。在蘇聯(lián)石油工業(yè)中規(guī)定有最低必要的儲(chǔ)采比，如果低于這個(gè)儲(chǔ)采比，原油產(chǎn)量便不可能增加了。國內(nèi)對(duì)于儲(chǔ)采比的研究始于20世紀(jì)90年代，提出了保持穩(wěn)產(chǎn)的儲(chǔ)采比警戒值（臨界值）等認(rèn)識(shí)［1~5,10］。目前，對(duì)儲(chǔ)采比與油田穩(wěn)產(chǎn)關(guān)系的認(rèn)識(shí)主要有以下兩點(diǎn)。1.1油田在保持目前產(chǎn)量規(guī)模下能穩(wěn)產(chǎn)的年數(shù)這個(gè)比較容易理解，我們也往往以儲(chǔ)采比的大小來衡量油田能穩(wěn)產(chǎn)的年數(shù)。但是這樣的理解并不全面，因?yàn)椋?）可采儲(chǔ)量是一個(gè)變量，不是常量，隨著勘探程度的提高、技術(shù)的進(jìn)步，會(huì)不斷有新的發(fā)現(xiàn)、提高采收率來增加可采儲(chǔ)量；也可能隨著勘探程度的提高，因油氣分布的非均質(zhì)性而減少可采儲(chǔ)量。2）某一年的產(chǎn)量是以某一剩余可采儲(chǔ)量的儲(chǔ)采比或采油速度為基礎(chǔ)的，隨著剩余可采儲(chǔ)量的下降，年產(chǎn)油量不會(huì)是一個(gè)常量，它也是要遞減的，是一個(gè)不斷遞減的變量。因此，儲(chǔ)采比僅僅是一個(gè)表示油田潛在能力大小的指標(biāo)，如果沒有新的可采儲(chǔ)量補(bǔ)充或通過提高采收率增加可采儲(chǔ)量，則油田的產(chǎn)量必然是要遞減的，從而也就說明了儲(chǔ)采比并不表示油田以當(dāng)年年產(chǎn)水平開采下去還能穩(wěn)產(chǎn)的年限。1.2儲(chǔ)采比為12a左右時(shí)，油田將進(jìn)入遞減期萬吉業(yè)教授根據(jù)中國產(chǎn)量規(guī)律與儲(chǔ)采比建立了其對(duì)應(yīng)統(tǒng)計(jì)關(guān)系式，并提出了12a作為油田進(jìn)入遞減的警戒值［10］。由此，在我國普遍應(yīng)用了12a作為油田、油區(qū)的警戒值，但是這個(gè)結(jié)論與目前很多油田的生產(chǎn)實(shí)際不相符合。同時(shí)，這個(gè)關(guān)系式是根據(jù)1977—1993年全國產(chǎn)量數(shù)據(jù)建立的，并發(fā)現(xiàn)在儲(chǔ)采比約為12a時(shí)，產(chǎn)量增長(zhǎng)率為0，由此得出了以上結(jié)論的。這個(gè)結(jié)論的不充足性還表現(xiàn)在：1）只是用我國的一個(gè)樣本點(diǎn)，論據(jù)不足或樣本點(diǎn)不足；2）從我國產(chǎn)量發(fā)展趨勢(shì)來看，在1993年之后，雖然我國儲(chǔ)采比已低于12a，但是由于不斷有新油田發(fā)現(xiàn)以及科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，我國產(chǎn)量仍保持了增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，從2000年到2008年一直保持增長(zhǎng)，2008年產(chǎn)量已達(dá)到1.897x104t。為了解決目前對(duì)儲(chǔ)采比的認(rèn)識(shí)往往不能解釋目前油田生產(chǎn)實(shí)際的問題，筆者對(duì)中國石化具有一定儲(chǔ)量規(guī)模并明顯進(jìn)入遞減期的油田進(jìn)行了油田分類、儲(chǔ)采比數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，并從實(shí)質(zhì)上解釋了塔河等上產(chǎn)階段的油田與儲(chǔ)采比的對(duì)應(yīng)關(guān)系。最后，從理論上推導(dǎo)了儲(chǔ)采比與遞減率的關(guān)系，可為合理制定油田開發(fā)政策提供依據(jù)。2.1不同類型油田穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比的值不同，差別比較大筆者對(duì)中石化200個(gè)已開發(fā)油田進(jìn)行了分析，并從中篩選部分油田進(jìn)行儲(chǔ)采比統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。篩選條件有兩個(gè)：1） 截至到2007年12月底動(dòng)用地質(zhì)儲(chǔ)量大于500x104t的油田；2） 明顯進(jìn)入遞減階段的油田。根據(jù)表1的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以明顯看出：1）進(jìn)入遞減時(shí)油田的儲(chǔ)采比都小于20a，說明儲(chǔ)采比的大小會(huì)影響油田的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)；2） 進(jìn)入遞減時(shí)油田的儲(chǔ)采比分布范圍變化較大，從最小的1.3a到最大值19.2a，幾乎平均分布，因此，很難判斷進(jìn)入遞減時(shí)儲(chǔ)采比的具體大小，也沒有較好的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性；3） 不同類型油田進(jìn)入遞減時(shí)儲(chǔ)采比的大小有差異：低滲透油田普遍比較高，平均為10.5a，整裝油田平均為6.4a，斷塊油田平均為7.7a，稠油油田平均為2.2a。由此表明了具體油田進(jìn)入遞減時(shí)的儲(chǔ)采比受油田類型、開發(fā)方式及開發(fā)政策的影響。2.2逐步投入開發(fā)、處于建產(chǎn)階段的油田在較低儲(chǔ)采比條件下可能保持產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)中石化西北油田分公司從2003年產(chǎn)量為301x104t迅速增加到2008年的600x104t，儲(chǔ)采比也從2003年的4.86a,至U2008年增加至7.88a。不但實(shí)現(xiàn)了在較低儲(chǔ)采比條件下產(chǎn)量大幅度增加，儲(chǔ)采比也持續(xù)增加，其原因主要是年儲(chǔ)量替代率維持在200%以上，每年都有較大的儲(chǔ)量投入開發(fā)。新區(qū)產(chǎn)量不但彌補(bǔ)了老區(qū)遞減，而且能使油區(qū)產(chǎn)量大幅度提高。同時(shí)，剩余可采儲(chǔ)量也逐年增加［11~13］（圖2,圖3）。堤島油田與西北油田分公司具有相類似的規(guī)律，在1993年時(shí)堤島油田產(chǎn)量為10x104t,儲(chǔ)采比為1.74a。而到1999年時(shí)，其產(chǎn)量為201x104t，儲(chǔ)采比為9.87a，其根本原因就是每年都有較大的儲(chǔ)量投入開發(fā)、儲(chǔ)量替代率每年都維持在300%~400%（圖4,圖5）。2.3穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比可以影響油田產(chǎn)量遞減率，儲(chǔ)采比越大，遞減率越??；反之亦然當(dāng)油田進(jìn)入開發(fā)中后期，產(chǎn)量將出現(xiàn)遞減，進(jìn)入遞減期。在遞減階段，大多數(shù)油田都遵循雙曲線遞減規(guī)律，下面以雙曲遞減為例說明其儲(chǔ)采比與遞減率的關(guān)系。雙曲遞減基本公式為：王俊魁研究認(rèn)為在油田進(jìn)入產(chǎn)量遞減階段后，大多油田都遵循n=0.5的規(guī)律[14],當(dāng)n=0.5時(shí)，則式（3）、式（4）可變形為：由式（5）得將式（7）代入式（6）得：當(dāng)油田開發(fā)結(jié)束時(shí)，QiQe,Np—NR，代入式（8）得：則穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比為：由式（10）可以看出：穩(wěn)產(chǎn)期末的儲(chǔ)采比直接關(guān)系到油田進(jìn)入遞減時(shí)的產(chǎn)量遞減率大小，進(jìn)入遞減時(shí)的儲(chǔ)采比越大，則產(chǎn)量遞減率越??；反之，進(jìn)入遞減時(shí)的儲(chǔ)采比越小，則產(chǎn)量遞減率越大。同時(shí)，根據(jù)表1所篩選的38個(gè)油田，統(tǒng)計(jì)了這些油田在不同儲(chǔ)采比范圍時(shí)其對(duì)應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率（表2）。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以明顯看出，儲(chǔ)采比越大，油田對(duì)應(yīng)的平均綜合遞減率和平均自然遞減率越小（表2;圖6,圖7）,這與前面公式（10）的理論推導(dǎo)結(jié)果是相一致的。保持油田在合理儲(chǔ)采比條件下進(jìn)行開發(fā)，是油田開發(fā)必須遵循的客觀規(guī)律，通過對(duì)儲(chǔ)采比的理論及統(tǒng)計(jì)分析，澄清了目前對(duì)儲(chǔ)采比相對(duì)模糊的或不確切的認(rèn)識(shí)，并明確了以下幾點(diǎn)結(jié)論和認(rèn)識(shí)：1）不能單純依靠?jī)?chǔ)采比的大小確定油田是否能夠穩(wěn)產(chǎn)，穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比的大小決定于具體油田類型、開發(fā)方式和開發(fā)政策。2） 逐步投入開發(fā)儲(chǔ)量、處于建產(chǎn)階段的油田在較低儲(chǔ)采比條件下也能保持產(chǎn)量的高速增長(zhǎng)。3） 穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比的大小影響遞減率的大小，穩(wěn)產(chǎn)期末儲(chǔ)采比越大，初始遞減率越小；反之，初始遞減率越大。1陳元千，趙慶飛.油氣田儲(chǔ)采比變化關(guān)系的研究[J].斷塊油氣田，1999,6(6):23-262陳元千，趙慶飛.注水開發(fā)油田儲(chǔ)采比的分析方法[J].斷塊油氣田，2000,7(1):31-333趙慶飛.儲(chǔ)采比在勘探開發(fā)中的應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì)，2001,24(6):569-5714趙慶飛.世界儲(chǔ)采比的分析與研究[J].石油勘探與開發(fā)，2001,28(6):60-635高文君.油氣田合理儲(chǔ)采比的確定與應(yīng)用[J].新疆石油地質(zhì)，2003,24(1):65-676張正卿.關(guān)于石油儲(chǔ)采比、儲(chǔ)采平衡率的研究[J].石油勘探與開發(fā)，2000,27:53-547陳淦，楊新玲.關(guān)于儲(chǔ)采比研究中的幾個(gè)問題[J].中國海上油氣(地質(zhì))，2003,17(5):350-3548王天智.不同遞減條件下儲(chǔ)采比變化分析[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2004,23(1):31-329張抗.中國大油田的構(gòu)成及20年變化分析[J].石油與天然氣地質(zhì)，2006,27:542-54810萬吉業(yè).石油天然氣〃資源量-儲(chǔ)量-產(chǎn)量”的控制預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)系統(tǒng)[J].石油學(xué)報(bào)，1994,15(3):51-6011張抗.近20年中國石油儲(chǔ)量變化分析[J].石油與天然氣地