国内外油气勘探开发一体化模式分析报告.docx
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国内外油气勘探开发一体化模式分析报告
国内外油气勘探开发一体化模式
分析报告
随着石油工业的发展和剩余油气藏开采难度的加大，勘探开发的融合越来越紧密，对于油藏地质的研究和开发动态分析的要求越来越深刻。
为发现复杂油气藏，深入分析开采过程中不断变化的地下形势，制定调整方案，提高采收率，国外油公司多采用地震勘探、油藏工程、生产测井等多学科方法和技术的综合运用，即项目协同工作方式，来提高油田勘探开发的水平。
在地震解释、油藏数值模拟、油藏三维地质描述等方面应用了大型的软件系统，并不断推进集成化程度。
使得从寻找油藏、认识油藏到开采动态形势分析、方案预测的工作效率和质量大大提高。
国内在油气勘探开发一体化上进行了大量实践，但与国际企业相比仍存在较大差距，本研究报告依据中国石油与化学工业协会、搜集大量国内外油气勘探开发的技术、管理资料，对国内石油勘探开发一体化理论及事件有重要的参考价值。
正文目录
第二章勘探开发一体化系统工程分析
第一节勘探开发一体化系统及系统工程的概念
1、时间维
2.逻辑维
3、知识维（专业维）
第二节勘探开发一体化系统运行机制
3、信息资料共享为勘探开发一体化系统奠定了坚实的基础
5、环境因素为勘探开发一体化系统提供了必要的约束与动力
第二节勘探开发一体化系统协调机制
1、地质—工程协同是一体化系统运行的重要基础
2、经济评价是一体化系统运行的重要内容，离不开地质、工程人员的协调与配合
（1）建立经济评价指标体系
（2）技术可行性方案设计
（3）收集数据
（4）经济指标评价
（5）不确定性分析
（6）方案比选
第四节多学科工作组模式与信息系统框架
第二章勘探开发一体化系统工程分析
第一节勘探开发一体化系统及系统工程的概念
20世纪60年代，许多学者根据实践经验，总结了系统工程方法论，其中美国学者.霍尔等人最先提出了“三维结构体系”，是由时间维、逻辑维和知识维（或专业为维）组成的一个立体的、跨学科的体系，集中体现了系统工程方法的系统化、综合化、最优化、程序化和标准化等特点，是系统工程方法论的重要基础。
1、时间维
时间维表示系统工程的工作阶段或进程。
包括规划、设计、分析或研制、运筹或生产阶段、系统实施、运行、更新七个阶段
2.逻辑维
逻辑维是指系统工程每个阶段工作所应遵循的逻辑顺序和工作步骤，一般分为：
摆明问题、系统设计、系统综合、模型化、最优化、决策、实施计划七个步骤。
逻辑思维作为系统分析运行的详细结构，有时被视为系统工程的同义语。
在具体实施时，这几个步骤的时间先后要求并不严格，而往往根据实际问题的需要有所侧重，有时将一个步骤分成几个步骤来做，有时则反之。
3、知识维（专业维）
该维的内容表征从事物勘探开发一体化系统工程工作所需要的知识与技术体系（如技术经济、运筹学、控制论、勘探工程、油藏工程、法律等），也可反映出从事物勘探开发一体化系统工程工作需要的专业人才及其知识结构。
通常，一个系统的高效运转离不开各学科专业人才的协调配合，知识维是系统运行的智力基础与技术保障。
图表勘探开发一体化系统工程三维结构体系图
资料来源：
美国石油工程师协会
第二节勘探开发一体化系统运行机制
如何将这些要素有机结合起来，将时间、逻辑和知识三维紧密连接起来，实现系统的整体最优，是勘探开发一体化系统运行机制要解决的问题。
图表勘探开发一体化系统运行机制示意图
资料来源：
美国石油工程师协会
1、勘探、开发同作业系统之间的有效配合是实现勘探开发一体化系统最终目标的基础。
勘探是一体化系统的起点，主要由四个阶段构成：
图表勘探开发一体化系统起点的四个阶段
序号
阶段
内容
1
区域普查
采用各种调查勘探技术系统收集资料，并通过盆地和坳陷（凹陷）的对比，分析，选出最有利的生油凹陷，初步划分可能存在的含油气系统，提交盆地或凹陷的推测资源量，区域普查工作离不开区域探井钻探作业的有力支持。
2
区带详查
在有利的生油凹陷及其临近地区，即可能存在的含油气系统范围内，通过地震普查与详查，落实区带（或二级带）的基本特征，查明含油气系统的范围和基本特征，重点研究区域地温场、地压场、构造发育史、沉积史、成烃史、成藏史等有关烃类运移方向、运移方式、运移期次等问题，并通过油气系统分析与数值模拟，进行以优选区带为目的的勘探工作，提交各区带资源量，这一阶段需要参数井钻探的作业支持。
3
圈闭预探
在选出的有利油气聚集区带上，通过进一步的地震详查和圈闭描述与评价工作，进行圈闭的优选，然后，通过预探井的钻探来揭示圈闭的含油气性，发现油气田，提交预测或控制储量，这一阶段必须进行钻探预探井作业才得以完成。
4
油气藏评价
在已经发现工业油气，获得控制或预测储量的油气藏范围内，开展以查明油气藏地质特征，储量规模、开发特性为主要内容的勘探工作，提交探明储量。
油气藏评价需要依靠评价井钻探作业来取全取准各项油气藏描述与评价资料。
资料来源：
勘探管理
一个油田的正规开发包括三个阶段：
开发前的准备阶段主要包括两个方面的任务：
第一，进行详探，以便全面人士油气藏和计算储量（可采储量估算）；第二，进行生产试验认识油田的生产规律，并进行专项开发试验，深入研究某些具体规律，从而为编制正式开发方案奠定可靠的基础。
开发准备阶段必须应用各种方法进行多方面的综合研究才能很好地完成，这些工作离不开作业系统的协助配合，如钻详探资料井、油气试采等。
开发设计和投产阶段包括油层研究和评价，全面部署开发井，制定完井方案，注采方案并实施等。
方案的调整与完善阶段主要包括层系调整、并网调整、驱动方式调整、工作制度调整以及开采工艺调整。
这两个阶段同样需要借助钻探基础井网、开发井网及加密井来实现。
可见，无论处于哪个阶段，油气开发同样离不开作业系统的密切合作。
2、勘探与开发之间的一体化渗透是系统运行机制的核心。
勘探与开发作为一体化系统的关键环节或子系统，其一体化渗透是系统运行机制的核心。
由于勘探开发作为两个系统：
一方面，即使在同一个地区，由于工作目标的不同，勘探以提交储量为目的，开发以建成产能为目的，在工作思路、工作部署、地质研究、效益评价等方面差异较大，致使出现有些工作量互相重复等问题，造成人力、投资上的浪费；另一方面，如继续采用发现→提交预测储量→提交控制储量→提交探明储量→开发前期评价→方案设计与实施的工作程序，勘探开发周期较长，不利于投资回收。
而采用勘探开发一体化，打破勘探开发界限，实行开发向前延伸，从有重大发现的探井开始，早期介入勘探评价工作，跟踪勘探动态。
以经济效益为中心，开发与勘探部门在工作部署、地质研究、信息应用、效益评价等方面相互结合，对已发现的资源进行开发可行性及技术经济评价，及时进行开发前期准备，编制开发方案，进行产能建设，可缩短从发现到动用的周期，提高储量动用程度及勘探开发的整体效益。
目前，各大油田对勘探与开发一体化渗透的方式主要有：
（1）对处于详探评价阶段的地区，采取开发设计与探明储量评价的整体结合模式。
借助勘探评价井与开发控制井的详尽资料，按照“整体评价，重点解剖”的原则，优化评价设计，以“分批部署，滚动实施，跟踪研究，及时调整”为原则，实行开发方案设计与探明储量评价整体结合，优化开发井位设计，使开发方案设计水平不断提高。
（2）对于有发现，但仍处于预探阶段的地区，采取开展开发可行性评价的提前介入模式，加大开发向勘探延伸，提前开展开发前期评价。
对于探井有发现的地区，及时开展勘探三维地震、高分辨率二维地震资料重新处理、解释，优选局部有利区块部署开发控制井、开辟开发试验区研究或编制滚动开发方案，实现勘探开发信息共享、资料共享；同时，通过开发提前介入和综合研究，也实现了勘探借助开发加快油气发现的目的。
（3）对于已开发区的新层系的评价，采取平面扩边、上下兼顾的立体结合模式。
开展勘探三维地震连片处理、解释，借助已开发层加密或滚动扩边，加深钻探评价新层位，节省勘探投资。
（4）对复杂构造、地层、岩性圈闭带或者复杂断裂带，坚持滚动勘探开发。
滚动勘探开发可分为早期滚动勘探开发和晚期滚动勘探开发。
前者是指在地震精查或三维地震解释的结果上，通过预探或短期的评价勘探之后，由于油田地质条件非常复杂，在短时间内难以完成逐块逐层落实探明储量，为了少打评价井，缩短从获工业油流到油田开发的时间，提高经济效益，实行开发向前延伸。
在落实基本探明储量的油气富集区块，开辟生产试验区，用生产井代替部分评价井，深化对油藏地质特征的认识，同时研究油田的驱动类型、开采方式、计算未开发探明储量和可采储量，编制以此开发方案。
晚期滚动勘探开发则是对已经提交未开发探明储量的地区实行以此开发方案实施过程中，利用少量的评价井对开发过程中所认识到的新层系和新区块进行评价勘探，旨在继续扩编连片，为开发提供新的接替区。
3、信息资料共享为勘探开发一体化系统奠定了坚实的基础
勘探开发的工艺、技术、知识、数据等信息资料是油田勘探开发决策、管理的基础。
信息是否畅通，资料是否齐全、准确、及时，直接影响着一体化系统的运行结果。
因此，应建立统一平台的勘探开发数据，内同包括专业知识、共同软件、工艺技术以及地质、油藏信息等，并保持系统的更新与完善，确保信息资料的一体化，实现信息资料共享。
4、人事及管理系统和财务经营管理系统为勘探开发一体化系统提供了必要的支撑与保障
人事及管理系统和财务经营管理系统是勘探开发一体化系统的两个重要辅助系统，为其提供了组织，人力资源以及资金上的保障。
通过建立一定的组织形式，如采用矩阵型的项目管理模式，合理配置各专业人才，实现各专业、各种工艺之间的组织协调，减少中间环节，提高效率，提高质量；加强各专业之间的相互沟通，减少失误，措施到位率高，实现权、责、利的统一，使其高效协同工作，有利于加快勘探开发一体化进程，缩短系统运行周期；同时，通过财务经营系统管理，包括财务预、决算及控制，预警手段，有利于严格控制投资，降低成本，提高系统经济效益。
5、环境因素为勘探开发一体化系统提供了必要的约束与动力
国家及上级对系统提出的任务指标为勘探开发一体化系统提供了前进的动力与奋斗目标，促使系统进行自我调整，以保持相对稳定的状态，一直向最优化的方向迈进；技术与体制因素一方面促进了系统的良性发展，另一方面也会限制系统的向前发展，发挥出更大的效益；同时，国家及地方法律法规、环境保护法、生态保护法也是勘探开发一体化系统运行的制约因素，勘探开发一体化系统必须满足这些要求。
在运行过程中应较好的注意到勘探、开发同作业系统之间的有效配合，以及勘探与开发的一体化渗透，并且切实实现了信息共享；同时也体现人事系统、管理系统和财务管理系统的支撑作用，以及环境因素对勘探开发一体化系统的约束作用。
第二节勘探开发一体化系统协调机制
在挖掘勘探、开发相互渗透的一体化运行方式的同时，建立一套切实可行的勘探——开发协调机制是非常必要的。
通过勘探开发协调机制的具体实施，有利于探索更多的勘探、开发结合模式，并保证这些结合模式的实际操作。
现代油藏经营管理的地质——工程——经济协同化可很好地解决勘探、开发之间的协调问题，是一种很好的协调机制。
1、地质—工程协同是一体化系统运行的重要基础
1977年，Hallbouty指出：
“为了进行石油勘探、开发和开采，工业经理们的责任和义务就是要在地质学家、地球物理学家和石油工程师之间进行全面协调。
”从那时起，在地质、工程联合方面已取得了巨大进展。
地质工作的重点是通过岩石研究、构造研究、储层研究，把地质特征与油藏静力学、动力学结合起来进行油气藏描述，建立地质模型。
通常，地质师和工程师需要通过各自的研究方法，反馈研究成果，相互印证。
例如，由岩心分析取得的成果来验证岩石类型，试井分析的数据帮助确定流动边界和裂缝，数值模拟通过压力、产量动态研究可用来修正地质模型。
开发工程工作的重点是确定给定油田各个油藏单元的特性，评价生产历史，预测未来开发动态，编制和优选开发方案，选择适当的工艺措施，低成本、高效地实施开发方案。
在开发设计中，地质和工程协同化表现在三维定量地质模型可直接用于油气藏数值模拟器，应用数值模拟，工程师可以从地质学家那里得带质量更好、数量更多的数据。
另一方面，油藏特性和数值模拟的吻合也可以向地质学家提供地质方面的反馈意见。
地质和工程协同同化的要点是通过交叉培训和数据综合利用，实现地质学家和工程师的工作集成；通过采用工作站和互动技术的集成数据储存和追踪系统在地质学家和工程师之间架起桥梁；通过应用信息集成和数据管理系统，使得数据转换和处理快捷、准确、接口方便、灵活，以达到数据共享、提高工作效率的目的。
总之，地质—工程的协同不仅是地质学家与工程师的集成，而且是数据、工具、技术和人员的集成，如图所示。
图表地质—工程协同的广义表
资料来源：
美国石油工程师协会
2、经济评价是一体化系统运行的重要内容，离不开地质、工程人员的协调与配合
勘探开发一体化经济评价步骤如图所示。
其中评价指标体系建立、方案设计、数据集成、方案选比等都离不开地质、工程人员的有效配合与专业支持。
（1）建立经济评价指标体系
经济评价指标体系由静态和动态指标组成，用以考察勘探开发一体化项目或方案的获利能力、清偿能力等各方面能力。
静态经济指标体系包括油气田开发总投资、利润、投资利润率、投资利税率、静态投资回收期和贷款偿还期。
动态经济指标体系包括净现值（NPV）、净现值率（NPVR）和内部收益率（IRR）。
经济评价指标体系主要由技术经济评价人员完成，但需要地质、工程人员的协助与配合。
（2）技术可行性方案设计
由地质、工程等组成的多学科团组结合油田实际条件分区块、分层系、分开发方式设计出多个技术上可行的勘探开发备选方案和计算方案，为下一步的收集数据进行经济评价提供方案依据。
（3）收集数据
数据收集是经济评价的基础，应由多专业学科收入团组来完成，收集基础经济数据包括游戏藏开发基础数据、油气价格、投资估算（勘探、开发工程、地面建设、流动资金、建设期利率、建设项目投资总额及分年度使用计划）、重本估算、折旧率和通货膨胀率、销售收入和销售税金的计算。
（4）经济指标评价
技术经济分析人员依次对各个备选方案编制财务报表，计算各项评价指标值，进行经济评价。
对技术经济不可行的方案直接舍弃；可行性方案可列表表示，以便于以后的对比分析。
（5）不确定性分析
由于在油田开发规划或开发方案设计阶段，所做经济评价的绝大部分数据来自预测和估算，因而带有一定程度的不确定性，会给决策带来风险。
这就需要技术经济分析人员继续对可行性方案进行不确定分析，包括盈亏平衡分析、敏感性分析和风险分析以及蒙特卡罗模拟等。
（6）方案比选
通过包括技术经济分析人员在内的多专业学科团组对技术、经济均可行方案的比较分析，选择最佳作业方案。
3、油田开发方案的制定是一体化系统运行核心，离不开地质、工程与经济人员相互协调
油藏描述结果是建立地质模型的基础，地质模型则是油藏模拟模型的初始化参数场。
油藏模拟经过开发生产历史拟合，结合勘探开发一体化计划，对团组设计的多个开发方案进行模拟计算优选，推荐出工程上最优的开发方案。
工程推荐方案的基本要素包含层系、井网、开采方式、生产能力、水驱控制储量、可采储量、采收率、稳产期以及预测开发指标汇总，并提出对钻井、完井、测井、采油及动态监测方案的要求；团组对工程推荐方案进行经济评价，根据经济动态，判断该推荐方案是否达到经济要求和经济评价和准则。
如果不满足经济要求，则需修改和开发方案，在进入油藏模拟，这是一个循环过程，不确定因素在油藏模拟、经济评价中得到修正和量化。
在开发过程中越来越多来自三维地震、不稳定试井、示踪剂示井、生产测井和生产动态等方面的资料证实了油藏描述不精确性，导致地质模型的不准确，油藏模拟的结果则影响经济分析结果，此时则需要进行精细油藏描述、修正地质模型、调整开发方案，再做油藏模拟，并对优选的开发方案进行经济评价，一直到满足经济要求，即证明该开发方案将获得最大经济效益为止。
油藏经营计划就是在反复循环的过程中不断得到优化。
第四节多学科工作组模式与信息系统框架
勘探开发一体化本身就是采取多学科工作组模式。
例如，编制一个油田的开发方案必然涉及到多个学科，是多种技术联合协作的结果。
注：
“多学科工作组”是建立在多学科理论及其优化设计方式上的一种问题处理模式，主要用于组织多个学科、多种元素来共同完成一个任务。
本文特指石油工程中的各项技术学科组织配合方式。
图表勘探开发一体化多学科工作组人员组成
资料来源：
中国石油工程建设协会
勘探开发一体化信息系统，就是根据勘探、开发、作业、财务、管理等各类人员的需要，以信息技术，包括计算机硬件、软件、存储技术、通讯和网络技术为基础，通过数据、资料的收集、存储、组织、检索和发布，实现信息资料的一体化共享，以满足各方面的需要，有效支持多学科工作组的计划、管理、决策和控制，并帮助所有学科成员进行决策，便于它们之间的交流与沟通。
图表勘探开发一体化信息系统结构
资料来源：
中国石油工程建设协会
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