一种油藏开发不确定性研究及风险控制的方法技术领域
本发明涉及油田开发方案编制的研究，尤指是一种油藏开发不确定性研究及风险
控制的方法。
背景技术
不确定性研究是指对由于资料(数据质量、数量等)、研究技术方法等存在一定
问题或缺陷，无法得出准确的认识，或者因为技术水平和研究手段的不同，导致研究
人员主观认识的不确定性等。而如果忽略这些认识的不确定性，最终可能导致油田开
发效果大大低于预期或者油田开发方式错误的选择等。
目前，国内开发方案编制中对不确定性的研究的重视程度相对弱于国外。在研究
方法方面，仅有针对储量不确定性分析、地质模型的不确定性分析等方面少量的研究
报道。国外在不确定性分析研究较多，主要在地质建模、井位设计、数值模拟、油藏
开发方式、不确定性的研究方法等各个方面。
但是，直到目前国内外尚未见到针对开发方案编制过程中的不确定性问题的研究
方法，仍是一大亟待解决的技术难题。
发明内容
针对开发方案编制过程中的不确定性问题，本发明在油田开发方案编制研究中充
分重视不确定性研究及不确定性参数影响分析与评价，开展对不确定性参数、不确定
性范围、影响程度及风险控制的研究和评估,从而提出了针对不确定性问题的针对性
措施，以减小开发风险。不确定性的研究最终目的是为了管控项目的风险，使决策者
做出正确的判断、最大程度的提高开发效益。
本发明提出了一种油藏开发不确定性研究及风险控制的方法，该方法将不确定性
分析研究从始至终贯穿整个开发方案研究的全过程，形成了特有不确定性及风险控制
方法，可为同类油田的不确定性研究提供参考。
本发明的油藏开发不确定性研究及风险控制的方法包括：步骤1，针对油藏的开
发阶段及油藏的特点，确定油藏关注的不确定性参数；步骤2，根据动静态研究方法，
确定油藏的不确定性参数的乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值及参数分布；
步骤3，设定乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值的不确定性范围，根据油藏
的特点及动静态数据，选择1个或多个具有代表性典型区块，结合乐观情况、最可能
情况、悲观情况的参数值及参数分布，分别建立乐观的地质模型及动态模型、最可能
的地质模型及动态模型、悲观的地质模型及动态模型；步骤4，基于乐观的地质模型
及动态模型、最可能的地质模型及动态模型、悲观的地质模型及动态模型，进行油藏
合理能量保持、井网井距设计、射孔策略及开发指标预测的不确定性研究，获取油藏
开发指标；步骤5，基于乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值、参数分布、参
数值的不确定性范围，采用乐观的地质模型及动态模型、最可能的地质模型及动态模
型、悲观的地质模型及动态模型，通过数值模拟研究定量获取不确定性参数对所述油
藏开发指标的影响程度；步骤6，确定所述不确定性参数的产生概率，然后对不确定
性参数按照影响程度及产生概率进行排序，根据不确定性参数产生概率与影响程度的
关系，针对产生概率大且对油藏开发指标数据的影响大的不确定性参数提出相应的措
施方案来减小风险。
进一步的，在步骤1中，不确定性参数至少包括：油水界面数据、构造数据、砂
体展布数据、储层连通性数据、测井解释渗透率、油藏分区数据、隔夹层封隔性数据、
流体PVT数据、相渗数据、水体能量数据、井表皮数据、垂直渗透率与水平渗透率
的比值、泵的有效性数据。
进一步的，在步骤3中，地质模型及动态模型用于对油藏全部地质及动态研究认
识的综合体现，其中，所述地质模型用于体现在地质研究过程中包括构造数据、砂体
展布数据、油藏储量等在内的不确定性参数；所述动态模型用于体现包括流体PVT
数据、相渗数据、水体能量数据等在内的不确定性参数。
进一步的，在步骤4中，油藏开发指标数据为产油量、产水量、压力及采出程度。
本发明提出的一种油藏开发不确定性研究及风险控制的方法，可以确定油藏的不
确定性，并针对油藏不确定性提出了针对性的措施减小了油藏开发的风险，提高了油
藏开发效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不
构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例的油藏开发不确定性研究及风险控制的方法流程图。
图2为本发明一具体实施例的油藏的不确定性参数乐观情况、最可能情况、悲观
情况的示意图。
图3为本发明一具体实施例的流体PVT性质的不确定性示意图。
图4A、图4B、图4C分别为本发明一具体实施例中地质模型某层平面连通情况
好、中、差的平面砂体展布示意图。
图5A、图5B、图5C分别为本发明一具体实施例中地质模型垂向连通情况好、
中、差的剖面示意图。
图6A、图6B、图6C分别为本发明一具体实施例中乐观、最可能、悲观三种模
型下的日产油量示意图。
图7为本发明一具体实施例中不确定性参数对风险指标的影响评价示意图。
图8为本发明一具体实施例中不确定性参数的影响程度及产生概率的矩阵示意
图。
具体实施方式
以下配合图示及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所
采取的技术手段。
图1为本发明一实施例的油藏开发不确定性研究及风险控制的方法流程图。如图
1所示，该方法包括：
步骤1，针对油藏的开发阶段及油藏的特点，确定油藏关注的不确定性参数。
步骤2，根据动静态研究方法，确定油藏的不确定性参数的乐观情况、最可能情
况、悲观情况的参数值及参数分布。
步骤3，设定乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值的不确定性范围，根据
油藏的特点及动静态数据，选择1个或多个具有代表性典型区块，结合乐观情况、最
可能情况、悲观情况的参数值及参数分布，分别建立乐观的地质模型及动态模型、最
可能的地质模型及动态模型、悲观的地质模型及动态模型。
步骤4，基于乐观的地质模型及动态模型、最可能的地质模型及动态模型、悲观
的地质模型及动态模型，进行油藏合理能量保持、井网井距设计、射孔策略及开发指
标预测的不确定性研究，获取油藏开发指标。
其中，油藏开发指标数据可以为产油量、产水量、压力及采出程度。
步骤5，基于乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值、参数分布、参数值的
不确定性范围，采用乐观的地质模型及动态模型、最可能的地质模型及动态模型、悲
观的地质模型及动态模型，通过数值模拟研究定量获取不确定性参数对油藏开发指标
的影响程度。
步骤6，确定不确定性参数的产生概率，然后对不确定性参数按照影响程度及产
生概率进行排序，根据不确定性参数产生概率与影响程度的关系，针对产生概率大且
对油藏开发指标数据的影响大的不确定性参数提出相应的措施方案来减小风险。
为了对上述油藏开发不确定性研究及风险控制的方法进行更为清楚的解释，下面
结合一个具体的实施例来进行说明，然而值得注意的是该实施例仅是为了更好地说明
本发明，并不构成对本发明不当的限定。
结合步骤1，针对油藏的开发阶段及油藏的特点，确定油藏关注的不确定性参数。
首先，要确定油藏的开发阶段，如开发评价阶段、开发方案编制阶段、开发调整
方案阶段等，因为不同开发关注的不确定性参数不同。比如：处于评价阶段的油藏可
能更关注油藏的储量不确定性，处于注水开发初期的油藏更关注注水开发效果，处于
开发后期的油藏则可能更关注剩余油分布的不确定性。
针对油藏的特点，确定油藏关注的不确定性参数，并对不确定性参数进行分类。
对于不同类型的油藏，关注的不确定性参数可能不同。比如：断块油藏可能更关注断
层的发育情况及封闭性等；对于碳酸盐岩油藏可能会重点关注裂缝、孔洞的发育程度，
而普通中高渗砂岩油藏裂缝不发育，则无需进行裂缝不确定性研究。
如表1所示，为某大型海相砂岩油藏开发方案编制中主要不确定性参数分类。确
定了研究的主要不确定性参数为静态模型及动态模型两大类，每一类又进一步细分为
多个子类及小类。
对于每个小类来说，有的可以直接作为一个不确定性参数，如水体大小。有的小
类还需进一步细分为多个不确定性参数，如子类储层中的渗透率，可进一步细分为不
同岩相渗透率或垂直渗透率与水平渗透率的比值(Kv/Kh)等多个不确定性参数。
表1某大型砂岩油藏开发方案编制中主要不确定性参数分类
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结合步骤2，根据动静态研究方法，确定油藏的不确定性参数的乐观情况、最可
能情况、悲观情况的参数值及参数分布。
例如，在某大型海相砂岩油藏地质储量不确定性研究中，主要考虑了构造、砂体
展布、物性下限、油水界面及饱和度参数的不确定性来综合评价地质储量的不确定性。
如图2所示，每个不确定性参数均考虑乐观、最可能及悲观三种情况，分别考虑不同
参数的三种情况的组合评价了该大型海相砂岩油藏乐观、最可能、悲观三种情况下的
储量。即对于乐观储量来说，采用乐观的构造、乐观的砂体展布、乐观的物性下限、
乐观的油水界面及乐观的初始含水饱和度来计算。同理，可以计算最可能和悲观的储
量，悲观储量会比乐观储量少30％左右。
而流体PVT性质也存在一定的不确定性，如图3所示。其中PVT测试不同样品
的饱和压力差异是由于样品的取样深度差异造成的，但是由于每个样品取样深度是一
段深度而不是具体一点，从而导致很难准确确定饱和压力随深度变化的关系。为了表
征流体PVT性质的不确定性，分别考虑了饱和压力与深度的乐观(Upside，“U”)、
最可能(Expected，“E”)和悲观(Downside，“D”)三种关系式，其中，RU-013、
RU-196、RU-208、RU-065、RU-067、RU-078为选择的某几口井的井号，所对应的
线是代表井测试的PVT样品。
上面分别以静态模型的储量及动态模型中的流体PVT性质为例，对如何确定不
确定性参数的乐观、最可能、悲观值进行了说明。对于其它参数的研究方法，也与这
两个参数的研究方法类似。
结合步骤3，设定乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值的不确定性范围，
根据油藏的特点及动静态数据，选择1个或多个具有代表性典型区块，结合乐观情况、
最可能情况、悲观情况的参数值及参数分布，分别建立乐观的地质模型及动态模型、
最可能的地质模型及动态模型、悲观的地质模型及动态模型。
具体的，针对油藏的特点及动静态认识，选择1个或多个代表性典型区块建立相
应的地质模型及动态模型。考虑大型海相砂岩油藏工区面积大、储量大，很难建立全
油藏的精细地质模型并开展相应的精细数值模拟研究。因此，选择有代表性的典型区
块建立精细地质模型及动态模型是较佳的方法。
在确定了所有参数的不确定性范围及典型区块位置后，分别综合所有参数最乐观
情况下值建立典型区块最乐观的地质模型及动态模型，综合所有参数最可能情况下值
建立典型区块最可能的地质模型及动态模型，综合所有参数最悲观情况下值建立典型
区块最悲观的地质模型及动态模型。
地质模型及动态模型是对油藏全部地质及动态研究认识的综合体现，如地质研究
过程中的构造、沉积相、储层展布、物性下限、储量等不确定性均需要在地质模型中
进行体现。而流体PVT、相渗、水体大小等研究的不确定性同样需要体现在动态模
型即数值模拟模型中。
如图4A至图5C所示，分别为某大型海相砂岩油藏某典型区块的乐观、最可能
及悲观地质模型某层的平面砂体展布图及剖面图。三个模型的平面、纵向储层展布明
显存在差异，其中，图4A、图4B、图4C分别为平面连通情况好、中、差的平面砂
体展布示意图，图5A、图5B、图5C分别为垂向连通情况好、中、差的剖面示意图。
可以看出，乐观模型平面及纵向连通性好、砂体规模大，最可能模型连通性及砂体规
模中等，悲观模型连通性差、砂体规模小。
结合步骤4，基于乐观的地质模型及动态模型、最可能的地质模型及动态模型、
悲观的地质模型及动态模型，进行油藏合理能量保持、井网井距设计、射孔策略及开
发指标预测的不确定性研究，获取油藏开发指标，开展油藏合理能量保持方式、井网
井距、射孔策略及开发指标预测等的不确定性研究。
例如，基于优化的开发方式及三个动态模型，确定了某油藏1000m反九点基础
井网的开发指标。如图6A、图6B、图6C所示，分别为该油藏乐观、最可能、悲观
模型三种情况下的全油藏年均日产油量柱状图。从结果可以看出，三种情况下的高峰
日产油量差异较大，好模型高峰产量为39万桶/天，而差模型则只有29万桶/天，两
者差异达30％，参数不确定性的影响得以充分体现。
结合步骤5，基于乐观情况、最可能情况、悲观情况的参数值、参数分布、参数
值的不确定性范围，采用乐观的地质模型及动态模型、最可能的地质模型及动态模型、
悲观的地质模型及动态模型，通过数值模拟研究定量获取不确定性参数对油藏开发指
标的影响程度。
如图7所示，不确定性参数至少包括：油水界面数据、构造数据、砂体展布数据、
储层连通性数据、测井解释渗透率、油藏分区数据、隔夹层封隔性数据、流体PVT
数据、相渗数据、水体能量数据、井表皮数据、垂直渗透率与水平渗透率的比值、泵
的有效性数据。不确定性参数还可能包括其它数据，并不仅限于此。
进一步结合图7来看，为某大型海相砂岩油藏的13个主要不确定性参数对5个
影响评价的风险指标的影响大小。通过图7中不确定性参数影响的定量评价来看，可
以获得13个不确定性参数对高峰产油量的影响大小。
风险指标包括：含水、注采能力、压力保持水平、波及体积、储量评价，但并不
仅限于此。
结合步骤6，确定不确定性参数的产生概率，然后对不确定性参数按照影响程度
及产生概率进行排序，根据不确定性参数产生概率与影响程度的关系，针对产生概率
大且对油藏开发指标数据的影响大的不确定性参数提出相应的措施方案来减小风险。
图8为本发明一具体实施例中不确定性参数影响程度及产生概率的关系示意图，
图中数字对应的是图7中不确定性参数的序号。其中，不确定性参数是按照影响大小
(根据图7的结果)及不确定性发生的概率进行排序。
由结果可知，储层连通性、隔夹层封隔性及相渗数据对注水开发效果影响最大，
而且不确定性发生概率较高。针对不同储层连通性的情况，推荐了不同的合理井网井
距来避免储层连通性不确定性带来的影响，优先采用1000m反九点法，后期根据对
储层连通性的进一步认识再考虑是否进一步加密井网。通过设计的四个注水试验区的
注水试验来验证不同层位之间隔夹层的封隔性。另外，建议进一步取样，进行水驱油
试验获得更多更可靠的相渗数据，以供研究使用，从而减小相渗不确定性对注水开发
效果的影响。同样，对于其它不确定性参数，也提出了对应的措施以减小不确定性带
来的风险，从而最大化提高开发效果。
本发明提出了一种油藏开发不确定性研究及风险控制的方法，其贯穿项目研究全
过程，不确定性参数主要包括静态模型及动态模型两大类，涉及构造、储层、储量、
流体性质、能量补充等多套参数，针对油田实际情况提出了主要参数的不确定性分析
方法。充分考虑主要参数的不确定性，建立了均满足井约束条件的乐观、最可能、悲
观3个等概率地质模型，融入动态研究的不确定性参数建立对应的3个动态模型，并
基于3个动态模型开展井网井距优化等研究，最终确定了开发指标的不确定性。然后，
对油藏的不确定性参数对不同指标的影响进行了定量评价，并按照影响大小及不确定
性发生概率进行排序。对影响较大的不确定性，提出有针对性的措施及对策，以减小
开发风险。
在大型海相砂岩油藏的开发方案编制中，利用本发明的方法可以确定油藏的不确
定性，并针对油藏不确定性提出了针对性的措施减小了油藏开发的风险，提高了油藏
开发效益。本发明技术可以在陆相砂岩油藏中进行应用。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详
细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发
明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，
均应包含在本发明的保护范围之内。