《石油勘探开发中的地质风险评价》

石油勘探开发中的地质风险评价

编译：王立群

高山帮明

摘要。本文作者简要地论述了石油勘探开发中地质风险评价与项目经济评价的关系，并着重说明了在石油勘探开发这类高风险的项目中，事前评价和事后评审的重要性，指出事后评审是对事前评价的修改和补充，事后评审对于项目重点的重新评估具有重要的意义。本文强调以概率论和数理统计的方法评价项目的不确定性的重要意义，认为在现阶段的石油勘探开发中，在难度越来越大的情况下，决策的依据有必要依靠定量的数据。

关键词：地质风险、不确定性、经济评价、事前评价和事后评审、重新评估

一、前言：

为谋求地下深部的油气藏而钻探探井，每口井需要数百到数千万元人民币的费用，然而能够发现石油的概率却不高。按预期发现石油并开发，根据油田规模的大小有必要投入数亿元人民币以上的投资，但这仍无法保证按预想的结果生产油气，而且能够收回初期的大量投资是进行生产的目的，所以当油价和汇率变动时，就会产生和当初的计划出现较大偏差的现象。因此说石油勘探、开发是风险产业的代表。

“石油勘探类似于赌博，算卦可能灵也可能不灵，如果害怕失败的话，那就什么也做不到”。在石油勘探开发产业中，以前一直是信任地质家这一类的冒险家和多才艺工匠的灵感进行投资。但是，随着1990年代的油价低迷和钻探发现概率的降低，已经转变到应用把握风险的程度和谋求投资决策的依据上，并开始讨论地质风险定量化的方法。现在，几乎所有的石油公司都在定量地评价地质风险，并系统地实施以定量评价风险为基础的经济评价。

本文将介绍伴随石油勘探开发的各种风险中，与地下不确定性相关的地质风险的评价现状。

油气藏的存在、规模等在地下诸条件中存在各种不确定性（uncertainties）。在伴随其不确定性的诸条件下进行投资，首先会产生损失的风险（risks），而与此同时又会出现获得利益的机会（chances）。从事石油勘探开发的技术人员的术语，严格地说是不确定性而非风险，根据高精度地评价不确定性，定量地评价风险和机会，其成果能够应用到投资决策中。

二、石油勘探开发的地质风险

1、地质风险的特征

石油勘探的风险大且具有赌博特征的原因，其一是油气藏赋存于地下的深部（2——5km以上），从地表直接预测其存在和其原始状态有困难。尽管三维地震勘探技术等新的勘探方法已经出现，而且方法在进一步地提高中，但在另一方面易于勘探的可能对象在减少，地震波难以到达的断层下盘以及岩盐层之下的、难度较大的目标和地表条件严酷的勘探区在增加。

为使石油勘探成功，有必要满足大量的条件。这也增加了最初预测的难度。大量的有机物质堆积下来，经历漫长的时间埋藏到地下的深处并生成石油，因浮力的作用而发生运移。石油不发生逸散而高效率地聚集在构造中，构造中的岩层存在可以充满石油的多孔储集岩。储集岩形成背斜等可以保存石油的形状（圈闭），而且储集岩为致密的岩层所覆盖（封闭），产生石油赋存在那里的空间，这是必要的。油气藏最初形成必须满足有成熟的烃源岩、运移、聚集、储集岩、圈闭、盖层这五个条件，缺一不可。在石油勘探中，要对油气藏系统各种因素存在的可能性进行评价，并以出现的概率来表示，而且在确定油气藏存在的时候，要充分考虑油气藏规模的不确定性，以概率论的观点进行评价。一旦确切地发现了油气藏，要追加钻探评价井而收集信息，但是即便信息量有所增加，以单一的数字断定储量的多少也是困难的，所以在开发阶段也存在不确定性。

2、地质成功率的计算

在可能存在石油的构造上（远景构造），最初钻探预探井时，以地质成功率（geologicalchanceofsuccess）计算发现石油的可能性。之所以称做“地质”，是因为要与探明油田的相关储量的确定（经济成功率）相区别。地质成功率指的是预探井发现的石油流出到地表的最小储量的可能性。

在地质成功率的计算中，对油气藏系统形成的五个条件进行分别评价，各个条件出现的可能性用0——1之间的数表示，用它们的积计算成功率。用积来表示的原因是：如果因素之一存在的可能性低，那么其成功率也将大受影响。在极端条件下，一个因素存在的可能性如果是0，那么成功率也将是0。

根据勘探的难易以及信息量的多少，成功的概率有所不同。在预探情况下，其成功的概率一般是百分之几到百分之三十数量级。研究1960——1999年每十年的统计数据来看，在世界范围内预探的成功率为24——27%。

对风险的数字化，最初存在相当大的困难，而对油气藏系统的各种因素定量地表示其存在的可能性，那么即便在不成功的情况下，反思事前评价的可行性，也有助于明确技术力量投入的重新安排与技术课题设置等相关的问题。

3、远景构造的概率性可采储量评价

在预探发现石油的情况下，对预测储量考虑其不确定性，用概率分布进行评价。可采储量在一般情况下用下列参数的积来计算：

a、含油面

积（集油面积）b、油层厚

度c、储集层

中孔隙的比率（孔隙度）

d、孔隙中石油的占据率（含有饱和度）

e、把石油从地表抽出到地面时的体积变化率（体积系数）f、可采的石油比率（采收率）

用上述单一的一种参数来说明可采储量是不可能的，所以用概率分布来表示。在求取可采储量的计算中，应用根据各参数的概率分布随机选择数值反复进行计算的蒙特卡罗模拟技术，求出可采储量的概率分布。因为个人计算机性能的提高，几千甚至几万次的反复计算也可以实施下去。

所得到的可采储量的概率分布可以用平均值表示，但是仅此方法却不能表示其不确定性的程度。因此从大储量事件向小储量事件累加概率做成累计概率分布图。例如，增加5亿桶事件的概率表示为10%（p10），超过8000万桶事件的概率表示为50%（p50），1000万桶以上事件的概率表示为90%（p90）。这样一来，p90事件是相对悲观的而且是可能性高的可采储量，而p10则是乐观的且可能性最高的潜在量指标。两者的比值表示概率分布的振幅，即不确定性的程度。随着信息量的增加，p10/p90的值减小。

4、开发对象——油气田的储量评价

如果预探井发现石油，就要追加钻探评价井，以此采集油层的含油面积、厚度、储油物性（孔隙度、渗透率）等相关的数据，并致力于掌握储量的多少，在勘探初期阶段表现的数十到一百以上的p10/p90的值在减少，但即便在开发阶段还保留着2——7这种程度的不确定性。考虑到与成本的兼顾，不可能在评价时期大量钻井，这样就要在不确定性残存的情况下进行开发决策。因为在开发阶段会使用比勘探阶段更多的成本，所以要制定并研究与储量的不确定性有关的生产设备的规模、生产计划等事项的各种规划方案，考虑不确定性而构建多种地质模型，实施油层模拟并进行生产预测。综合地质构造及孔隙分布模式这一类的地质模型要素构建多种地质模型，根据各种要素的发生概率求出各规划方案的实施概率，并绘制累计概率图。据此和评价不确定性一起能够提取出与储量概率（p90、p10）相当的模型。最近，实验计划法也在应用。

三、地质风险的事后评价（事后评审）

为了研究地质风险评价的可靠性，要进行钻井前的评价结果与钻探后评价结果的比较，即钻井的成功与不成功、成功时的储量与钻探前评价的储量相比较，这项工作称为事后评审（postwellaudit）。

关于预测的地质成功率，要在一定量的钻探成果出来后，用实际的成功率进行比较。根据钻探前预测的概率对钻探目标进行分组，对各组计算实际的成功率并根据与预测结果的比较检测事前评价的可靠性。进而，在钻探不成功的情况下，确认这种不成功的因素是否是在钻探前评价中的高风险因素，这才是最重要的事后评审。例如，在计算成功率时，尽管对储集层的存在给予了0.9的高概率，但是如果钻探的结果是没有储集层，这就说明钻探前的储集层评价存在问题，需要修正攻关方向。

关于预测储量的评价，要比较钻探前评价的概率分布和钻探后的再次评价值，储量以及孔隙度、饱和度等储量计算参数应该与实际值比较并修改钻探前的评价，这是很重要的。在概率分布的预测和实际情况的评价中，钻探结果（结果还不确定而用概率分布表示，所以以概率分布图中的p50值作为代表值。）与预测的p50值及平均值接近并不表示预测的可靠性，应该注意到在多数情况下由概率分布的振幅所标示的各种储量值都存在才是一个完美的评价（有时应该是p90，有时应该是p10，假设仅仅为接近p50的数值，那么就可能是在勘探前评价中过大地估计了不确定性）。

因为地质风险是根据概率论来评价的，所以在预测值与实际值比较时，必须使用统计方法，如果不收集一定量的评价样本，那么事后评审就不能实施。事后评审不但关系到风险评价的精度提高，而且会了解到技术评价的弱点，这将成为设立攻关项目的重点过程。

四、结语

在石油勘探开发中，以数值定量地表示地质风险的方法如今正在广发地应用，并根据地质风险评价的结果进行经济评价，并研究项目组合的经营战略，这样一来可以分散投资风险而产生返还的稳定化，同时以相对高风险的高返还为目标的最佳化经营战略这种项目管理就成为可能。

由于定量的地质风险评价的引入，技术人员也提高了对风险的认识，在评价中并不只是象以前那样描述出最有可能的结果，而是把明确地表示出技术上的不确定性作为重点。因为能够在经济上把握最有影响力的主要因素，所以能够从中找到重点的评价项目。例如，正确地把握最高可能性（乐观情况）和最低可能性（悲观情况）的结果，有助于确定合理的油田生产设备的建设。

地质风险评价并不仅仅起作用于经济评价。因为评价的定量化，所以使得通过事后评审的继续检验科技能力的做法成为可能，这关系到找出项目进行的关键及改善科技力量布局的问题。

第二篇：中石油勘探院考博石油地质试题试题（2008）石油地质学

1.名词解释。有效孔隙度，有效渗透率，有效烃源岩，有效储层，有效盖层，生烃强度，沥青垫（共有10个）要把石油地质学（张厚福编）上的基本概念掌握。

2.论述题：1）中国碳酸盐岩储层与碎屑岩储层特点与区别；

2）油气无机成因说的概念、内容，与油气有机成因的对比，及其对今后油气勘探的影响。

3）中国陆相石油地质理论的经典内容，当前石油地质理论的进展，今后油气勘探和理论发展的方向。

沉积学

1.名词解释：层序地层学，狭义生物礁，最大洪泛面，相2简单题：1）碳酸盐岩储层的分类及成因

2）结合研究实例，阐述层序地层学的研究方法和流程3）湖盆三种类型的三角洲的特征4）岩心观察的工作流程及内容。

往年试题沉积学：

一、填空题（1*30=30分）

1.从母岩到沉积岩形成过程中所经历了那些作用。

2.生物成因的构造有那些。

3.礁的生长环境与那些因素有关，分类。

4.

二、论述题（70分）

1.论述沉积后作用对储层的影响关系。

2.

3.煤系地层为何低孔低渗。

4.什么是层序地层学，谈谈你对它的认识。

5.扇三角洲、辫状河三角洲、正常三角洲的异同。

石油地质学

一、名词解释（3*10=30分）

1.旋光性

2.复式油气聚集带

3.差异聚集原理

4.生物标志化合物

5.生油门限

6.

7.

8.

9.

10.

二、论述题（70分）

10、油田水类型：苏林分类法

11、油层水：气、液态烃，甲苯/苯>1，甲苯酚为主>0.1mg/l，环烷酸为主

非油层水：仅ch4，甲苯/苯