|
УДК 553.98:553.046 |
Перевод перспективных ресурсов нефти и газа в запасы месторождений
Г.И. ПЛАВНИК, В.И. ШПИЛЬМАН, Л.Г. СУДАТ (ЗапСибНИГНИ)
При оценке перспективных ресурсов нефти и газа обычно ограничиваются прогнозом только их величины на подготовленных структурах. Реже используются такие характеристики, как надежность оценки и структура перспективных ресурсов в районе исследования. Под структурой ресурсов понимается их распределение по величине, типам залежей, ловушек и т. д.
Однако для планирования перевода перспективных ресурсов в запасы этих показателей недостаточно. Необходимо знать число и размер месторождений, открываемых в результате проведения поисковых работ на некоторой совокупности перспективных структур.
Нами установлена зависимость величины перспективных ресурсов, переведенных в запасы месторождений, от затрат на поисковое бурение, так называемая зависимость «затраты - выпуск».
При построении искомой зависимости для какого-либо района поисковых работ следует решить следующие задачи: 1) оценить перспективные ресурсы нефти и газа по всем ловушкам и определить надежность этих оценок; 2) для каждой структуры рассчитать размеры возможного месторождения, а также определить надежность этих оценок; 3) для всей совокупности структур в районе дать прогноз наиболее вероятного числа и размеров месторождений, характеризуемых в результате опоискования этих структур; 4) рассчитать число и размеры месторождений, которые будут обнаружены после бурения некоторого числа поисковых скважин.
Рассмотрим способы решения этих задач.
1. Величина перспективных ресурсов (Q) в ловушке оценивается по объемной формуле. Подсчетные параметры, характеризующие емкостные возможности пород-коллекторов и свойства УВ, а также степень заполнения ловушек, как правило, принимаются по аналогии с близрасположенными месторождениями. В Западной Сибири степень заполнения ловушки (основной параметр при оценке ресурсов) определяется сравнением ее емкости с количеством УВ, которые могли в нее поступить. Последняя величина рассчитывается по миграционно-генетической методике [3]. Согласно этой методике, количество УВ, поступивших в ловушку, зависит от генерирующих способностей нефтесборных пород и условий миграции УВ в рассматриваемую ловушку. Нами были найдены количественные параметры, характеризующие условия генерации и миграции, установлен общий вид зависимости между этими параметрами и количеством УВ, скопившихся в разведанных залежах Западной Сибири,
где S - площадь нефтесбора; М - мощность
резервуара; Сорг - содержание ОВ; Дс - доля ОВ сапропелевого типа; Т -
температура пород резервуара; 
- время нахождения пород резервуара на глубинах
менее 300 м; 
и 
- коэффициенты
структурного и литологического экранирования.
По любой методике перспективные ресурсы рассчитываются с некоторой погрешностью. Поэтому целесообразно давать интервальную оценку ресурсов и надежность этой оценки. Под надежностью здесь понимается вероятность Р (Q1, Q2) того, что если в ловушке существует залежь, то ее истинные ресурсы будут находиться в интервале от Q1 до Q2.
где Р (А)-вероятность
наличия залежи А; 
-
вероятность того, что размеры залежи будут в интервале от Q1 до Q2 при
условии, что сама залежь существует.
Вероятность наличия залежи определяется по формуле
где Рл - вероятность наличия ловушки; Рп - вероятность ее перспективности. Величина Рл зависит от надежности выделения на площади замкнутой структурной формы, наличия коллектора и покрышки над ним. Перспективность ловушки Рп характеризуется наличием условий для формирования залежи промышленного значения и отсутствием условий, способствующих ее разрушению. Способы определения величин Рл и Рп, рассматривались ранее [1, 4].
Ресурсы Q, оцененные по миграционно-генетической методике, имеют
лог-нормальное распределение со средним квадратичным отклонением 
, равным 0,2. Поэтому величину 
можно определить по
формуле
где 
- переменная величина,
характеризующая размер залежи.
По формуле (2) можно рассчитать вероятность обнаружения в ловушке залежи различного размера, например мелкой, средней, крупной или гигантской.
Таким образом, получены основные характеристики перспективности ловушек: величина перспективных ресурсов и надежность ее оценки.
2. Теперь рассмотрим способ расчета размеров возможного месторождения, проиллюстрировав его на конкретном примере. Допустим, что на подготовленной структуре перспективными прогнозируются две ловушки - А1 и А2. Вероятность наличия залежей, определенная по формуле (3), будет Р(А1) =0,3, Р(А2)=0,7. Перспективные ресурсы нефти, оцененные по миграционно-генетической методике, будут соответственно Q=30 млн. т, Q=9 млн. т.
Размеры предполагаемого на структуре месторождения зависят от того, сколько и какие из перспективных ловушек окажутся с залежами. Так, в нашем примере открытое месторождение может состоять либо из одной из предполагаемых залежей, или одновременно из обеих, т. е. возможны три варианта соединения залежей в месторождение: А1, А2 и А1,2. Если бы на структуре прогнозировались перспективными три ловушки - возможны семь вариантов, если четыре - пятнадцать и т. д.
Вероятность того, что
месторождение будет обнаружено в каком-то определенном 
-м сочетании залежей, обозначим через 
. Здесь 
, где n - общее число вариантов. В нашем примере 
- ловушки пустые. Рассмотрим полную группу
несовместимых событий, которые могут произойти после опоискования структуры, и
рассчитаем вероятность каждого из этих событий: а) на структуре обе ловушки
имеют залежи, в этом случае 
где Рс - вероятность наличия структуры;
б) структура пустая, т. е. 
; в) продуктивна только одна из ловушек, тогда 
Данные варианты рассчитаны в предположении, что Рс=1. Способы определения величины Рс показаны ранее [1].
В общем случае вероятность наличия на структуре месторождения
Аналогично по такой же формуле можно определить вероятность наличия на структуре месторождения какого-либо размера, например, мелкого, среднего и т. д. Предварительно по формуле (2) необходимо вероятности этих событий рассчитать для каждого из вариантов соединения залежей. Так, например, вероятность того, что на рассматриваемой структуре окажется месторождение, содержащее только залежь A1 среднего размера, равна:
Результаты расчетов по структуре приведены в табл. 1. Более вероятно, что на структуре будет открыто мелкое - Р(0,10) =0,26 или среднее (0,28) месторождение и маловероятно крупное (0,16). Если бы расчет размеров месторождения велся традиционным способом (без учета вероятностного характера оценок), то его размеры были бы запрогнозированы как крупные, так как сумма перспективных ресурсов по ловушкам составляет 39 млн. т. Таким образом, решена вторая из поставленных задач - получена оценка размеров прогнозируемого месторождения и надежность этой оценки.
3. Определим возможности совокупности подготовленных структур. Наиболее вероятное число месторождений, которое было открыто после опоискования всех структур, рассчитывается по формуле
где 
- число месторождений 
-го класса по размеру; K - число подготовленных структур в
районе; 
- средняя
по совокупности структур вероятность обнаружения месторождений
-го класса.
4. Для планирования поискового этапа геологоразведочных работ, кроме знания величины перспективных ресурсов и распределения их по поисковым объектам, необходимо прогнозировать выявляемость запасов в зависимости от объемов работ, т. е. надо оценить какое количество запасов Q1, Q2....Qn.(до полного выявления перспективных ресурсов) может быть подготовлено, если в районе будет пробурено N поисковых скважин, т. е. определить по каждому району возможные приросты запасов как функцию затрат.
Допустим, что в некотором районе число подготовленных структур (K) равно 20. Для каждой из них рассчитаны вероятности открытия мелкого, среднего, крупного или гигантского месторождений. Зададимся некоторым шагом опоискования структур (например, 10 поисковых скважин) и на каждый шаг рассчитаем величину выявленных запасов. На первом шаге принимаем К1 = 5 структур (табл. 2). При выборе очередности ввода в поиск будем исходить из того, что преимущество предоставляется структурам, имеющим наибольшие перспективные ресурсы.
Сколько будет опоисковано структур после бурения 10 скважин? Это зависит от числа скважин, которое потребуется на опоискование одной структуры. В сложившейся практике Западной Сибири на одну структуру требуется около трех скважин. Как показано [2, 4], в каждом конкретном случае эта величина зависит прежде всего от вероятности наличия на структуре месторождения Р (М)
где N0 - число скважин, необходимое на опоискование
структуры; 
- коэффициент,
учитывающий дополнительные затраты на поиск, связанные с погрешностью техники и
технологии проведения работ (аварии, некачественные исследования, методические
ошибки). Принимая в нашем случае N0=3, определим, что после бурения
десяти скважин будет опоисковано три структуры. Что будет на них обнаружено?
Наиболее вероятно, что на всех этих структурах будут открыты месторождения, так
как средняя вероятность обнаружения месторождения Р (М)=0,88 (см. табл. 2), и тогда согласно формуле (6)
где m - число месторождений.
Из формулы следует, что по размерам, очевидно, два из них будут крупными, а одно - средним.
где 
и 
- число крупных и средних месторождений.
Этих данных достаточно для расчета величины выявленных запасов (Q1) на первом шаге.
Здесь 
средние размеры 
-го класса; 
- число подготовленных структур 
-го класса. В результате
получена точка на кривой «затраты - выпуск». Аналогично проводится расчет для
второго и последующих шагов опоискования и накапливается информация для
построения искомой кривой. Последняя точка на этой кривой согласно нашим
допущениям соответствует состоянию полного выявления перспективных ресурсов.
Вид зависимости приведен на рисунке.
Если на оси ординат
графика отложить долю переведенных в запасы ресурсов (
), а на оси абсцисс - долю пробуренных
поисковых скважин (N) от общего числа
необходимых на полное опоискование (N0K), то кривая хорошо аппроксимируется функцией вида
где 
- запасы месторождения, 
- ресурсы перспективных
структур.
Без особого ущерба для точности процедуру определения зависимости можно упростить. Для этого достаточно найти значение показателя степени на одном из шагов опоискования - например, при N/N0K=0,5.
Таким образом, разработана методика, которая на основе оценки вероятностей наличия залежей в ловушках и перспективных ресурсов в них позволяет:
1) для каждой структуры определить вероятность обнаружения месторождения и наиболее вероятные его размеры;
2) для любой совокупности перспективных структур рассчитать число прогнозируемых к открытию месторождений различных размеров (мелких, средних, крупных и др.);
3) для района, в котором производится поиск, построить кривую «затраты - выпуск», т. е. установить зависимость количества освоенных перспективных ресурсов от числа поисковых скважин;
4) комплексный учет характера распределения перспективных ресурсов на некоторой совокупности структур и надежности этих ресурсов позволяет реализовать вероятностный прогноз числа и размеров месторождений, которые могут быть открыты в результате полного и частичного опоискования этих структур заданным числом скважин, и планировать текущий прирост запасов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кунин Н.Я., Красильникова Т.Б. Методика вероятностно-аналитического прогноза числа и размеров нефтегазоперспективных антиклинальных структур в платформенных регионах.- Геология нефти и газа, 1980, № 4, с. 15-22.
2. Оптимальное распределение объемов работ одного нефтегазоносного предприятия / Г.И. Плавник, В.И. Шпильман, Л.Д. Завгородняя и др.- Труды ЗапСибНИГНИ, Тюмень, 1978, вып. 131, с. 46-77.
3. Оценка перспективности структур на основе моделирования процессов формирования залежей углеводородов / В.И. Шпильман, Г.И. Плавник, Л.Г. Судат и др.- Труды ЗапСибНИГНИ, Тюмень, 1975, вып. 99, с. 1 - 100.
4. Шпильман В.И. Количественный прогноз нефтегазоносности. М., Недра, 1982, с. 138-192.
|
Залежь |
Q, млн. т |
|
Вероятность наличия месторождения |
Вероятность отсутствия месторождения |
|||
|
в данном сочетании залежей |
в том числе, млн. т |
||||||
|
мелкого 0-10 |
среднего 11-30 |
крупного 31-300 |
|||||
|
А1 |
30 |
0,30 |
0,09 |
|
0,05 |
0,04 |
|
|
А2 |
9 |
0,70 |
0,49 |
0,33 |
0,16 |
- |
- |
|
А1, А2 |
39 |
0,21 |
0,21 |
- |
0,05 |
0,16 |
- |
|
В целом по структуре |
0,33 |
0,26 |
0,20 |
0,21 |
|||
|
С учетом величины Рс=0,8 |
0,26 |
0,21 |
0,16 |
0,37 |
|||
|
Структуры, введенные в поиск |
Вероятность обнаружения месторождения нефти с запасами, млн. т |
||||
|
<1 |
до 11 |
11-30 |
31-300 |
>300 |
|
|
Б |
0,26 |
0,16 |
0,03 |
0,55 |
- |
|
В |
0,03 |
0,10 |
- |
0,83 |
0,04 |
|
Г |
0,04 |
0,13 |
0,31 |
0,52 |
- |
|
Д |
0,02 |
0,03 |
0,47 |
0,48 |
- |
|
Е |
0,25 |
0,01 |
0,73 |
0,01 |
|
|
Среднее значение |
0,12 |
0,07 |
0,3 |
0,51 |
- |
Рисунок График зависимости доли (
) и величины 
переведенных перспективных ресурсов в запасы месторождений
в зависимости от числа пробуренных поисковых скважин N
