搜索
1地质建模技术(9)计算机学院王家华2008.92目录1.绪论2.地质统计学的原理3.克里金估计和构造建模4.沉积相空间分布建模和相控建模5.地震资料的地质统计学反演6.概率储量7.地质建模和油藏数值模拟8.粗化技术9.风险分析和决策分析10“储层地质统计分析系统GASOR”11.结束语39.风险分析和决策分析•9.1.前言•9.2.决策分析•9.3.风险分析•9.4.期权定价理论•9.5.地质、油藏、经济的不确定性•9.6.风险分析在油田开发中的应用•9.7.结束语49.1.前言石油工业充满着风险与不确定性，公认是一个需要精确评估各种风险的领域。在对各种数据进行统计的基础上，正确地评估风险已经给石油公司带来了竞争优势。石油投资风险分为五大类：地质风险，资源量估算风险，工程风险，投资环境风险，经济风险。工程因素包括了,开发方式的选择，钻井工程方案，采油工程设计，地面建设工艺流程设计等等。经济因素如市场供求关系，价格，利率，汇率变化等等。5•决策分析、风险分析是具有特定含义的方法，和技术。•它们有专门的模型，专门的软件，专门的分析方法。•在美国有决策分析学会，风险分析学会，有相应的出版物。6•决策分析、风险分析在石油工业上的应用得到飞速发展。在过去的四十年里，有关决策分析、风险分析应用的SPE论文的数量几乎成指数增加。由于高投入、高风险的特点，石油工业已经成为决策分析、风险分析应用最普偏的行业。•60年代70年代80年代90年代决策分析应用的SPE论文数目7现在它们的应用除了石油建设项目的经济评价外，已经扩展到油藏管理的各个方面。•例如，产出水管理，防垢，钻井泥浆选择，侧钻，测井信息的评价，油田综合调整方案的选定，提高采收率、减缓生产下降的计划的制定，成熟油田的评价,补孔、改层、压裂和酸化等增产措施,老区完善井网,提高储量的动用程度,区块综合调整,井网调整,加密井的井位,井别调整,产液结构调整(堵水,化堵,超细水泥封堵,补孔,注水结构调整)等等。在这里特别需要指出的是，在油藏描述和油藏数值模拟相互结合的基础上，可以利用风险分析进行油气产能的预报的工作。89.2.决策分析•把这个决策过程加以抽象就形成了决策树方法。决策树是一种探索式决策过程的模型，是对决策的过程的形象化。需要决策的事物是决策树的树干，树干上的每一条树枝则代表每一个决策。那末到底该选择那一条树枝呢？也就是要作何种决策呢？对于简单的决策问题，可以通过定性分析的方法来做决定。但是如果面对复杂情况，仅仅采用定性分析方法，势必会造成决策失误从而影响投资的成败。这样，就需要对决策过程进行量化。决策树方法就是专门针对这种问题的的一种方法。决策树方法是确定和求解复杂情况决策的有力方法。一旦明确了问题，决策树方法帮助找到一条优化方案的途径。9决策树分析–决策分析的一种方法109.3.风险分析当前，石油工业中的风险分析主要就是指蒙特卡罗模拟方法的应用。蒙特卡罗模拟方法主要专注于参数值的不确定性,使用各种统计分布来描述这些参数。例如，对于现金流动，可以依据几个关键参数表示：通常为石油产量，石油价格，生产支出，特许开发权和税收等。一些常用的概率分布可以描述参数的不确定性，比如正态分布，对数正态分布，三角形分布的，均匀分布的。在一般情况下，假设变量之间都是相互独立的。这将大大简化计算。例如，对于净现值(NPV)，从每一个参数的概率分布中任意抽取一个值，然而把它们代入求取净现值的方程，可以得到净现值的一个可能的值。这项工作复成百上千遍，直到给出净现值的一个频率分布曲线图。所以，蒙特卡罗模拟方法实际上是标准的净现值法的一个推广。119.4.期权定价理论期权作为一种衍生金融商品，70年代产生于西方，在“布莱克—斯克尔斯”期权定价模型建立后开始得到日新月异的发展。开发油田过程中存在着三种重要的期权：放弃开发油田；推迟开发；追加投资扩大开发。之所以会有这三种期权，是因为在油田开发过程中可能会获得更多信息，比如市场变化，或钻了一口额外的井获得了更多的地质信息。由于额外信息的获得会使这三种期权本身具有价值，将这些价值考虑进去将增加项目的价值。129.5.地质、油藏、经济的不确定性139.5.1.为了体现不确定性，利用派生树，选用最关键的油藏属性若有n个属性，每种具有3个状态，就有(3**n)个可能的情况。地质不确定性！Table1:Uncertaintyattributrs,Model1PoreH.P.V.P.Volume………………149.5.1利用派生树，选用最关键的油藏属性有n个属性，就有(3**n)个可能的情况。地质不确定性！Table2:Uncertaintyattributrs,Model2159.5.1利用派生树，选用最关键的油藏属性有n个属性，就有(3**n)个可能的情况。地质不确定性！Table3:Uncertaintyattributrs,Model316•如下11种参数初步认为是Ekofisk油田产量预报•的不确定性参数。•气/油相对渗透率；•油/水相对渗透率；•平台寿命；•放空时间；•生产规则；•气体注入能力；•油气处理能力；•最大允许产出水的含水量；•重新射孔/重新增产措施的效率；•注水扩大；•井斜。9.5.2这些模型进行多次数模，需要考虑油藏的不确定性，179.5.3需要考虑经济的不确定性Table4:Uncertaintyintheeconomicmodel(1,2,and3)18油价的不确定性•如基本油价为30美元/桶，对应的概率为0.50，•基本油价+30%=30X1.30=39美元；对应的概率为0.15，•基本油价-30%=30X0.70=21美元；对应的概率为0.15，•相应的概率密度曲线：P油价2030400.700.1519油价的不确定性相应的累计分布函数：1.00.0.850.15P油价203040209.6.风险分析在油田开发中的应用•油田评估阶段中有各种不确定性、需要作出高投资和重要的决策，这些都与风险密切相关。•过去，总是习惯于基于确定性的模拟模型来作出产能预测。然而,用概率方法进行产能预测的风险分析，包括如下几个步骤：•1）通过随机建模，可以获得多个可能的静态模型；•2）进行多次油藏数值模拟；•3）定量评价经济的不确定性。•这个过程是反复进行储层随机建模，和油藏数值模拟，把静态数据，动态数据，和经济数据有机地结合起来了。•这个工作的目的，也是核心，是发展一种方法，一种模型：用最小的计算量，评价各种经济的不确定性–这就是以下的5个步骤的根本目的。21•这个过程的目的，也是核心，•是发展一种方法，一种模型：•用最小的计算量，评价各种地质的、油藏的、和经济的不确定性。••这就是以下的6个技术关键。22技术关键•1.需要处理地质不确定性，油藏不确定性（生产、操作、工程），经济不确定性。•1.为了简化，需要运用敏感性分析以减少不确定性油藏属性的数目。•2.通过派生树，只选用那些最关键的油藏属性，来建立模型。•3.对这些模型进行数模之后，进行统计处理来获得关于产能预测和净现值的风险曲线。•4.选择代表性的模型,对经济不确定性的分析。•5.为了减少模拟时间，需要并行计算。239.6.1.敏感性分析•P10是根据地质参数的不确定性而定的。图1蜘蛛图24图325•对于Ekofisk地区，基于参量的筛选模拟，对于完整的决策树的不确定性分析，我们选择下面五个参量：水/油相对渗透率，天然气处理能力，产出水的含水率（watercut），注水扩展（waterfloodexpansion），和规律性（频率（ontimes））。随着选择完风险参量和定义过它们优势值和劣势值（P10/P90）的水平，决策树就产生了。五个参量，每个有三个水平产生总共243个完整的Ekofisk地区的实现。269.6.2.这些模型进行多次数模之后，进行统计处理来获得关于产能预测和净现值的风险曲线Fig.8:Model1-Riskcurveforbaseeconomicmodel,influenceoftheecnomicuncertainty279.6.3这些模型进行数模之后，进行统计处理来获得关于产能预测和净现值的风险曲线•1)在油价变化为零，支出变化为零，变化为零时的风险曲线（基础风险曲线）；•2）油价增加30%，下降30%时的风险曲线；•3）支出增加20%，下降20%时的风险曲线；•4）利率增加15%，下降15%时的风险曲线；289.5.3这些模型进行数模之后，进行统计处理来获得关于产能预测和净现值的风险曲线•5）各条风险曲线对应P90,P50,P10的数值的含义：•NPV（净现值）的值大于P90的概率是90%；•NPV（净现值）的值大于P50的概率是50%；•NPV（净现值）的值大于P10的概率是10%。299.6.4.选择代表性的模型,对经济不确定性的分析Fig.4:Model1-Representativemodelsforbaseeconomicmodel其中每一个点表示一次数模的结果。Np:油气产量；NPV:净现值。309.6.4.选择代表性的模型,对经济不确定性的分析Table4:Uncertaintyintheeconomicmodel(1,2,and3)319.6.4.选择代表性的模型,对经济不确定性的分析Table5:Probabilityforrepresentativemodelsmodel132•从以上分析可知：•在这过程中，需要处理：•地质不确定性；•油藏不确定性（工程、操作）；•经济不确定性。339.6.5并行计算349.7.结束语•1）我们的科研方向；•2）我们在决策分析、风险分析方面的研究成果；•3）人才引进项目：•“决策分析、风险分析在油藏管理中的应用”（2004.7.5–7.11,西安石油大学）