CN111861277A - 一种油气资源经济性评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气资源经济性评价方法，包括以下步骤：I、确定基础研究参数；II、参数客观赋权处理；III、参数标准化处理消除量纲影响；IV、构建量版数学模型；V、建立形成经济性评价关键参数预测量版，实现可视化经济性量版；VI、建立已知区的趋势面预测图；VII、求取评价区的经济效益指标。本发明利用地质要素对油气资源进行经济性评价，通过经济性量版，搭建地质资源与经济效益指标之间的桥梁，将已有探明储量的高勘探程度区作为类比区块。根据高勘探程度区已知经济效益及相关地质参数建立关系量版，用以在地质资源量层面，面向低勘探程度区进行类比评价。
Description
技术领域
本发明涉及一种评价方法，尤其涉及一种油气资源经济性评价方法。
背景技术
目前在能源领域，经济效益评价的对象主要是勘探投资项目和已探明储量。勘探经济评价从20世纪60年代末发展起来，有3个特点：其一：将勘探项目作为经济评价对象；其二，勘探开发一体化评价；其三，采用常规经济评价与风险评估相结合的方法。刘清志(2013)、曹园(2017)、钟敏(2018)分别对油气勘探开发项目、煤层气项目、致密油资源开发项目开展经济评价。在勘探领域的油气资源经济效益评价中，不同于勘探投资项目评价将项目作为评价对象，而是将油气资源作为评价对象。陈武(2007)、黄旭楠(2016)、李林(2017)分别就天然气、页岩气和煤层气探明储量做出经济效益评价。目前，油气资源的经济效益评价的范围主要是常规和非常规油气的已探明储量，对未探明资源量以及地质资源量的经济性评价较为欠缺。
国外公司的经济效益评价手段主要考虑财务指标，如税前净现金流、销售收入、投资等，这种评价方式针对探明可采储量和控制可采储量效果较好，然而对于未发现资源，由于无法给定贴现金流量，因而评价准确率较低(金之钧，2002)。同时，基于财务指标的经济效益评价方法还存在以下缺陷：一、评价指标层层展开，不确定性逐级累加；二、评价方法中的指标多为财务参数，就地质条件对资源经济性影响的考虑不充分；三、财务指标参数众多，模型复杂，难以用于决策制定。因此，目前在资源层面上，国内外还没有针对性的经济性评价方法技术手段。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种油气资源经济性评价方法。在油气能源勘探开发领域，需要在勘探项目以及探明储量经济效益评价的基础上，对地质资源量开展经济性评价。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种油气资源经济性评价方法，方法采用经济量版法将探明储量不明确的低勘探程度区与高勘探程度区的地质特征作对比评价，最终实现在资源层面，对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测实；
方法包括以下步骤：
I、确定基础研究参数，基础研究参数分为地质参数、经济性指标两类，以地质参数优选为先导，用以评价资源经济性价值；
II、参数客观赋权处理：基于参数数据结构特征分析地质参数权重特征；
III、参数标准化处理消除量纲影响：开展数据标准化处理消除量纲及数量级影响；
IV、构建量版数学模型：建立关键经济参数预测模型，获取油气地质条件对经济效益指标的定量化模型；
V、建立形成经济性评价关键参数预测量版，实现可视化经济性量版；
VI、建立已知区的趋势面预测图；
VII、求取评价区的经济效益指标。
进一步地，步骤I中，地质参数分为“基本信息”和“油气地质特征”两大类，经济性指标分为“单位经济可采储量净现值”、“经济可采系数”及“经济系数”。
进一步地，步骤II中，在确定地质参数的基础上，为了有效明确不同地质参数对经济指标的影响程度差异，需要对地质参数的权重构成进行分析，采用变异系数法对步骤I中地质参数的权重构成进行分析，
其中，CV：无因次变异系数,σ：某一参数的标准差,μ：某一参数的平均值,n：第n项参数的编号,m：全体参加计算参数的数量；wn：第n项地质参数所分配的权重系数。
进一步地，步骤III中，地质参数取值过程中所形成的数据集合，具有不同数据量级参数共存、无因次和有量纲参数共存、不同量纲参数共存的三重特征，为了消除量纲与数量级带来的影响和干扰，需要开展数据的标准化处理，以实现重构数据分布，降低分析误差的目的，因此将Z值标准化处理作为数据标准化处理方法，
其中，x*：Z值标准化处理-无因次，x：参数原始数据值。
进一步地，步骤IV中，根据地质异常理论，利用参数权重与标准化数据进行匹配，形成表征地质条件有利程度的线性组合，将各类地质参数中的不同信息凝缩为综合性的无因次量，作为运用地质要素参数所形成地质条件评价值，
其中，x* n：第n项地质参数标准化处理值，A：表征地质条件的综合性无因次量，即油气地质条件综合得分。
进一步地，步骤IV中，通过最小二乘法回归方法，构建在不同油气价格条件下，经济效益指标对地质条件综合性无因次量的拟合函数，从而建立经济性评价量版的数学地质模型，表征在油气价格条件控制下，经济效益指标随及地质条件变化而发生的改变，
Ep＝Fp(A) 公式五，
其中：E：参研的经济效益指标，包括内部收益率、单位经济可采储量净现值、经济可采系数，p：油气价格条件，在研究中以阶梯油气价格的形式出现，F：对应法则。
进一步地，步骤V中，利用各类数据成图工具，在二维平面上交汇地质条件综合性无因次量，及不同油气价格条件下的相关经济效益指标，方便快捷地构建数据交汇与回归函数图，由此实现模型可视化；当确定油气价格条件，并存在地质条件取值即油气地质条件综合得分时，可快速便捷地形成经济效益指标预测结果，为油气资源经济性评价提供合理有效地关键参数取值。
进一步地，步骤VI中，通过观察油气资源的经济性评价量版，进一步将其分为三个组成部分，分别对应为综合地质条件、油气价格条件与经济效益指标三部分，在此背景下，将三者分别视为三维空间坐标下的向量，本质上构成了典型的XYZ型数据结构，具有适合在三维数据空间中形成数据交汇图的条件，在量版评价模型表征上，由于引入了油气价格条件，模型建立由一元回归变为多元回归，其在平面上的表现形式为综合地质条件为横轴，油气价格条件做纵轴，经济效益指标则作为回归函数在此二维空间的投影，通过回归函数构建经济效益指标在综合地质条件-油气价格条件所构平面上的趋势面投影等值线，
E＝F(A，p) 公式六，
其中，E：经济效益指标。
进一步地，步骤VII通过以下步骤，实现对评价区经济效益指标的求取：S1、获取地质条件综合得分；S2、确定油气价格条件；S3、交汇综合地质条件与油气价格条件；S4、读取经济效益指标趋势面等值线值。
本发明利用地质要素对油气资源进行经济性评价，通过经济性量版，搭建地质资源与经济效益指标之间的桥梁，将已有探明储量的高勘探程度区作为类比区块。根据高勘探程度区已知经济效益及相关地质参数建立关系量版，用以在地质资源量层面，面向低勘探程度区进行类比评价。
本发明是以地质参数数据处理为核心，对未探明资源量以及地质资源量进行经济性评价的新方法。通过对地质参数数据进行处理，建立定量化的地质评价结果，提取不同油气价格条件下的经济性指标取值，建立可以表征二者关系的有效形式。其总的目标是由已知的探明储量数据，通过分析其地质特征及经济效益，建立地质资源与效益指标间的桥梁，由此实现构建油气资源经济性类比分析的评价工具。本发明建立并发展了地质参数数据处理为核心的经济性评价量版构建技术，能明显提高对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测的可行性，其原理清楚，实现简单，用户操作少。
附图说明
图1为经济性评价量版构件地质条件-经济效益指标模型数据结构图。
图2为阶梯油气价格条件下经济性评价量版之内部收益率关系量版。
图3为阶梯油气价格条件下经济性评价量版之经济可采系数关系量版。
图4为阶梯油气价格条件下经济性评价量版之吨油净现值关系量版。
图5为应用经济性评价量版求取及预测经济效益指标方法示意图(以理想条件下石油在50美元条件下的内部收益率为例)。
图6为经济性评价量版趋势面成图示意图。
图7为利用经济性评价量版趋势面预测资源经济效益指标方法示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示的一种油气资源经济性评价方法，方法采用经济量版法将探明储量不明确的低勘探程度区与高勘探程度区的地质特征作对比评价，最终实现在资源层面，对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测实；根据高勘探程度区已知经济效益及相关地质参数建立关系量版，利用已建好的经济性量版，将储量不明确的低勘探程度区与高勘探程度区的地质特征作对比评价，在资源层面对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测，为油公司的政策制定提供有力支撑。
量版法技术在于明确经济性评价量版的评价主体为地质资源。在一个盆地中，能够决定资源量多寡及价值的是该盆地的相关地质参数、资源条件等地质特征，因此在量版法中，选择地质参数的相关属性，而非经济参数，用以评价资源经济性价值。并且在在长期生产过程中，对于地质特征详实，经济效益明确，勘探开发技术较为成熟的高勘探程度区，其经济效益与储层厚度、储层深度、孔隙度等地质参数表现出较为明显的相关趋势。利用这一特性，可以跨过来自于公共部门、企业生产、商业服务等产业的财务数据，将地质资源这一评价主体与效益指标直接沟通。
本发明借助油气探明储量和控制储量的研究成果，将基础地质评价和基础经济参数与关键经济指标关联，搭建一个跨越基础经济参数的地质——经济桥梁，以“类比经济”的方式实现油气资源经济性评价；
实现油气资源地质评价和经济性评价的有效结合是建立“量版”的关键，其在评价技术流程上，主要取决于以下三方面：(1)建立定量化的地质评价结果；(2)提取不同油气价格条件下的经济性指标取值；(3)建立可以表征二者关系的有效形式。
为建立有效的经济性量版，实现针对油气资源地质条件——经济性指标间交互式评价，方法包括以下步骤：
I、确定基础研究参数，基础研究参数分为地质参数、经济性指标两类，以地质参数优选为先导，用以评价资源经济性价值；地质参数分为“基本信息”和“油气地质特征”两大类，经济性指标分为“单位经济可采储量净现值”、“经济可采系数”及“经济系数”。
首先需要确定的是地质和经济性参数的选取，表1列出了量版法经济性评价参数体系，地质参数分为“基本信息”和“油气地质特征”两大类，其中前者主要包括了盆地名称、构造单元、油藏类型、区块面积、储层岩性等要素，后者则从“表征开发效果、体现开采条件、衡量资源价值”三方面优选了孔隙度、储层深度、压力系数、含油气面积、探明储量等参数，并结合勘探实践及生产开发中的一般性常识，明确了其与经济性效益间的相关性。表2给出了地表条件参数取值，一般是固定取值。经济性指标，其一定程度上具有普适性，种类丰富程度上类似于乃至甚于地质参数，因此研究中从评价需求的层面进行了参数优选。其中内部收益率作为衡量项目盈利能力的关键参数被保留。此外，为了更好的和地质参数进行结合，研究中还采用了两项不同油价条件下与地质条件结合紧密的经济参数，分别是“单位经济可采储量净现值”、“经济可采系数”及“经济系数”；
表1量版法经济性评价参数体系
表2地表条件参数取值
| 地面环境 | 平原 | 草原 | 戈壁 | 丘陵、黄土塬 | 沙漠 | 山地、沼泽 | 滩海 |
| 对应归一化取值 | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 |
II、参数客观赋权处理：基于参数数据结构特征分析地质参数权重特征；参数客观赋权处理，该环节具有量化主控因素的功能性特征，直接体现经济评价中的地质认识，对经济性评价量版的有效建立具有重要意义；
在确定地质参数的基础上，为了有效明确不同地质参数对经济指标的影响程度差异，需要对地质参数的权重构成进行分析，采用变异系数法对步骤I中地质参数的权重构成进行分析；
变异系数法尊重既有地质认识(认为所选研究参数，如孔隙度、储层厚度等，已存在和经济性指标间的相关性)，同时也尊重参数数据集合结构特征，运算简捷意义明确，因此研究中考虑其作为客观权重分析方法。
其中，CV：无因次变异系数,σ：某一参数的标准差,μ：某一参数的平均值,n：第n项参数的编号,m：全体参加计算参数的数量；Wn：第n项地质参数所分配的权重系数。
III、参数标准化处理消除量纲影响：开展数据标准化处理消除量纲及数量级影响；
为了消除量纲与数量级带来的影响和干扰，需要开展数据的标准化处理，以实现重构数据分布，降低分析误差的目的。地质参数取值过程中所形成的数据集合，具有不同数据量级参数共存(如压力系数和地表条件)、无因次和有量纲参数共存(如孔隙度和储层厚度)、不同量纲参数共存(如储层深度和丰度)的三重特征，因此将Z值标准化处理作为数据标准化处理方法。
表3不同数据标准化方法对比表
由表3可以看出，Z值标准化处理后，其结果具有统一的均值和标准差，在一定程度上兼顾了参数取值范围上的大体一致，及在数值分布上相对理想，比较适合参数最大值和最小值未知的情况。因此研究中考虑其作为数据标准化处理方法。
其中，x*：Z值标准化处理-无因次，x：参数原始数据值。
IV、构建量版数学模型：建立关键经济参数预测模型，获取油气地质条件对经济效益指标的定量化模型；
建立关键经济参数预测模型，获取油气地质条件对经济效益指标的定量化模型，是资源经济性评价量版构建的关键步骤。在确定参研参数，明确其权重分配方案，并针对地质参数进行标准化处理的基础上，根据地质异常理论，利用参数权重与标准化数据进行匹配，形成表征地质条件有利程度的线性组合，可将各类地质参数中的不同信息凝缩为综合性的无因次量，作为运用地质要素参数所形成地质条件评价值，无量纲量本质上的对象为自然地质条件，其包含的孔隙度、储层厚度、深度等地质参数信息，与油气价格条件无关。另一方面，参研的经济效益指标(单位经济可采储量净现值、内部收益率、经济可采系数)与油气价格具有显著的相关性，由此可通过无量纲的油气地质条件有利度，联系地质条件与经济效益指标，建立针对油气资源的地质条件——经济效益的数据集合，从结构层面建立由地质评价面向经济性评价的数据分析基础；
其中，x* n：第n项地质参数标准化处理值，A：表征地质条件的综合性无因次量，即油气地质条件综合得分。
进一步通过最小二乘法回归方法，构建在不同油气价格条件下，经济效益指标对地质条件综合性无因次量的拟合函数，从而建立经济性评价量版的数学地质模型，表征在油气价格条件控制下，经济效益指标随及地质条件变化而发生的改变，
Ep＝Fp(A) 公式五，
其中：E：参研的经济效益指标，包括内部收益率、单位经济可采储量净现值、经济可采系数，p：油气价格条件，在研究中以阶梯油气价格的形式出现，F：对应法则。
如图2、图3、图4所示，是以某盆地数据为例建立的常规原油的三个石油经济性参数的量版，三个图版都是以地质条件综合得分为X标，以阶梯油价为Y坐标，以经济参数为Z坐标。从左向右依次为内部收益率、经济可采系数、吨油净现值三个经济参数的量版。
V、建立形成经济性评价关键参数预测量版，实现可视化经济性量版；
在上述工作基础上，利用各类数据成图工具，如Excel、Origin、SPSS等，在二维平面上交汇地质条件综合性无因次量，及不同油气价格条件下的相关经济效益指标，方便快捷地构建数据交汇与回归函数图，由此实现模型可视化；当确定油气价格条件，并存在地质条件取值即油气地质条件综合得分时，可快速便捷地形成经济效益指标预测结果，为油气资源经济性评价提供合理有效地关键参数取值。
如图5所示，是以理想条件下石油在50美元条件下的内部收益率为例，横轴是计算得到的地质条件的综合得分，通过该量版可以获取不同地质条件，在不同油价条件下的经济性参数之一内部收益率。从图3可以看出，随着地质条件和油价上升，经济条件也变好，反之，经济性变差，说明经济性受地质条件和油价两个主要因素的影响。
VI、建立已知区的趋势面预测图；
通过观察油气资源的经济性评价量版，进一步将其分为三个组成部分，分别对应为综合地质条件、油气价格条件与经济效益指标三部分，在此背景下，将三者分别视为三维空间坐标下的向量，本质上构成了典型的XYZ型数据结构，具有适合在三维数据空间中形成数据交汇图的条件；将油气价格条件由约束条件转变为一项重要的研究参数，求取经济效益指标对地质油气价格条件和综合地质条件的趋势面，以降低回归过程中的数据波动误差，降低异常数据带来的干扰。在量版评价模型表征上，由于引入了油气价格条件，模型建立由一元回归变为多元回归，其在平面上的表现形式为综合地质条件为横轴，油气价格条件做纵轴，经济效益指标则作为回归函数在此二维空间的投影，通过回归函数构建经济效益指标在综合地质条件-油气价格条件所构平面上的趋势面投影等值线，
E＝F(A，p) 公式六，
其中，E：经济效益指标。
利用趋势面分析技术对经济性评价量版进行优化后，其量版形态也发生了显著变化，坐标纵轴由经济效益指标变为了油气价格条件，使坐标轴取值更为快捷准确，与油气地质特征、资源经济性的联系也更为直接简明，图面负担显著降低，是三维空间向量在二维空间中有效表征，量版中油气地质——经济效益的信息密度得到提高。通过回归函数构建了经济效益指标在综合地质条件——油气价格条件所构平面上的趋势面投影等值线。
如图6所示，是经济性评价量版趋势面成图的示意图，该图说明了趋势面成图的一个过程，左侧是一个三维图形，三个轴分别是地质条件(即图3中所示的地质条件综合得分)、阶梯油价、经济指标，将左图二位化后就得到右边图最终量版图件。
VII、求取评价区的经济效益指标。
通过以下步骤，实现对评价区经济效益指标的求取：S1、获取地质条件综合得分；S2、确定油气价格条件；S3、交汇综合地质条件与油气价格条件；S4、读取经济效益指标趋势面等值线值。不难看出，通过建立由综合地质条件和油气价格条件共同控制下的经济效益指标趋势面量版，可以实现对任意油价下相应的内部收益率、单位经济可采储量净现值、经济可采系数的求取，为经济性评价结果的获取，提供关键性分析参数。
如图7所示，是利用经济性评价量版趋势面预测资源经济效益指标方法示意图，利用这个图版，如果我们的评价区地质综合得分是0.65，那么我们就可以获取不同油价下，该评价区的内部收益率的值(IRR)，图中所示的是，油价在65美元时，该评价区对应的内部收益率是12.2％。
利用已建好的经济性量版，将探明储量不明确的低勘探程度区与高勘探程度区的地质特征作对比评价，最终实现在资源层面，对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测，为油公司的政策制定提供有力支撑。利用经济性评价预测油气在阶梯油价下可以带来的效益，可以使油公司在动荡的国际油价环境下，提前做出盈亏预判，并对油气勘探开发生产做出指导。
本发明以地质资源为评价主体，基于探明储量经济效益评价成果及相关地质参数建立关系量版，用以评价资源经济性价值的方法。通过经济性量版，搭建地质资源与效益指标之间的桥梁，将已有探明储量的高勘探程度区块作为类比区块，根据高勘探程度区块已知经济效益及相关地质参数建立关系量版，用以在地质资源量层面对低勘探程度区块进行类比评价。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述方法采用经济量版法将探明储量不明确的低勘探程度区与高勘探程度区的地质特征作对比评价，最终实现在资源层面，对未探明资源量以及原地资源量开展经济性预测实；
所述方法包括以下步骤：
I、确定基础研究参数，基础研究参数分为地质参数、经济性指标两类，以地质参数优选为先导，用以评价资源经济性价值；
II、参数客观赋权处理：基于参数数据结构特征分析地质参数权重特征；
III、参数标准化处理消除量纲影响：开展数据标准化处理消除量纲及数量级影响；
IV、构建量版数学模型：建立关键经济参数预测模型，获取油气地质条件对经济效益指标的定量化模型；
V、建立形成经济性评价关键参数预测量版，实现可视化经济性量版；
VI、建立已知区的趋势面预测图；
VII、求取评价区的经济效益指标。
2.根据权利要求1所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤I中，地质参数分为“基本信息”和“油气地质特征”两大类，经济性指标分为“单位经济可采储量净现值”、“经济可采系数”及“经济系数”。
3.根据权利要求2所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤II中，在确定地质参数的基础上，为了有效明确不同地质参数对经济指标的影响程度差异，需要对地质参数的权重构成进行分析，采用变异系数法对步骤I中地质参数的权重构成进行分析，
其中，CV：无因次变异系数，σ：某一参数的标准差，μ：某一参数的平均值，n：第n项参数的编号，m：全体参加计算参数的数量；Wn：第n项地质参数所分配的权重系数。
4.根据权利要求3所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤III中，地质参数取值过程中所形成的数据集合，具有不同数据量级参数共存、无因次和有量纲参数共存、不同量纲参数共存的三重特征，为了消除量纲与数量级带来的影响和干扰，需要开展数据的标准化处理，以实现重构数据分布，降低分析误差的目的，因此将Z值标准化处理作为数据标准化处理方法，
其中，x*：Z值标准化处理-无因次，x：参数原始数据值。
5.根据权利要求4所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤IV中，根据地质异常理论，利用参数权重与标准化数据进行匹配，形成表征地质条件有利程度的线性组合，将各类地质参数中的不同信息凝缩为综合性的无因次量，作为运用地质要素参数所形成地质条件评价值，
其中，x* n：第n项地质参数标准化处理值，A：表征地质条件的综合性无因次量，即油气地质条件综合得分。
6.根据权利要求5所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤IV中，通过最小二乘法回归方法，构建在不同油气价格条件下，经济效益指标对地质条件综合性无因次量的拟合函数，从而建立经济性评价量版的数学地质模型，表征在油气价格条件控制下，经济效益指标随及地质条件变化而发生的改变，
Ep＝Fp(A) 公式五，
其中：E：参研的经济效益指标，包括内部收益率、单位经济可采储量净现值、经济可采系数，p：油气价格条件，在研究中以阶梯油气价格的形式出现，F：对应法则。
7.根据权利要求6所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤V中，利用各类数据成图工具，在二维平面上交汇地质条件综合性无因次量，及不同油气价格条件下的相关经济效益指标，方便快捷地构建数据交汇与回归函数图，由此实现模型可视化；当确定油气价格条件，并存在地质条件取值即油气地质条件综合得分时，可快速便捷地形成经济效益指标预测结果，为油气资源经济性评价提供合理有效地关键参数取值。
8.根据权利要求7所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤VI中，通过观察油气资源的经济性评价量版，进一步将其分为三个组成部分，分别对应为综合地质条件、油气价格条件与经济效益指标三部分，在此背景下，将三者分别视为三维空间坐标下的向量，本质上构成了典型的XYZ型数据结构，具有适合在三维数据空间中形成数据交汇图的条件，在量版评价模型表征上，由于引入了油气价格条件，模型建立由一元回归变为多元回归，其在平面上的表现形式为综合地质条件为横轴，油气价格条件做纵轴，经济效益指标则作为回归函数在此二维空间的投影，通过回归函数构建经济效益指标在综合地质条件-油气价格条件所构平面上的趋势面投影等值线，
E＝F(A，p) 公式六，
其中，E：经济效益指标。
9.根据权利要求8所述的油气资源经济性评价方法，其特征在于：所述步骤VII通过以下步骤，实现对评价区经济效益指标的求取：S1、获取地质条件综合得分；S2、确定油气价格条件；S3、交汇综合地质条件与油气价格条件；S4、读取经济效益指标趋势面等值线值。
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