本發(fā)明涉及石油天然氣開采技術領域，特別是關于一種基于信息價值的油田開發(fā)評價井決策方法。

背景技術：

油田開發(fā)作為一種高投入的經濟活動，在整個開發(fā)過程中都面臨著各種投資決策。然而油藏深埋于地下，且內部結構復雜，造成人們對于油藏認識的不確定性，尤其是在基礎資料相對較少的開發(fā)前期，這決定了油田的投資決策具有一定的風險性。因此，在油田正式投產前，通過開發(fā)評價井來獲取油田的基礎資料經常被作為認識油藏、減少不確定性的必要手段。但是，為了獲取這些基礎資料所支付的代價也是相當可觀的，尤其在低油價下，決策者往往很難判斷，是投入更多的成本獲取準確的油田基礎信息對項目有利，還是直接削減該項資料錄取的前期投資，對項目的價值更大。其主要原因則是，缺乏對此類基礎資料信息價值的量化方法，而無法與其投入的資金成本進行直觀對比。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于信息價值的油田開發(fā)評價井決策方法，對油田評價井所獲油田基礎資料的價值進行量化，用于比較油田基礎資料的信息價值與開發(fā)評價井所投入的成本之間的關系，從而為判斷某項投資決策的合理性提供依據。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種基于信息價值的油田開發(fā)評價井決策方法，特征在于其包括以下步驟：1)對現(xiàn)有油田資料進行不確定分析，根據得到的不確定性分析結果建立n種可能出現(xiàn)的地質模型B_j,其中，j＝1,2，…,n，同時給出各種地質模型出現(xiàn)的先驗概率P(B_j)；2)根據現(xiàn)有油田資料提出m種油田開發(fā)方案D_i，其中i＝1,2，…,m，并分別計算m種油田開發(fā)方案在步驟1)中所建立的n種地質模型下產生的凈現(xiàn)值，繪制開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表；3)根據期望值法，計算實施與不實施評價井概率下，對應的不同油田開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值，繪制油田開發(fā)評價井實施決策樹；4)根據步驟1)中建立的各地質模型的先驗概率與步驟2)中得到的各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表，計算不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_{no inf}；5)根據建立的各地質模型的先驗概率、各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表以及油田開發(fā)評價井實施決策樹，計算實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_inf；6)根據得到的實施評價井與不實施評價井的期望凈現(xiàn)值，計算評價井的信息價值并決策是否實施該評價井。

所述步驟4)，不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_{no inf}的計算方法為：

式中，E_Di為第i種開發(fā)方案D_i實施后的期望凈現(xiàn)值，且

式中，ΔV_ij是第i種開發(fā)方案D_i在第j種地質模型B_j下取得的凈現(xiàn)值。

所述步驟5)中，實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_inf的計算方法為：

E_inf＝E_A1·P(A₁)+E_A2·P(A₂)

式中，E_A1為實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值；E_A2為實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值；P(A₁)為實施評價井且符合預期的概率；P(A₂)位實施評價井但不符合預期的概率。

所述實施評價井且符合預期的概率P(A₁)的計算方法為：

式中，P(A₁/B_j)為在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)符合預期地質模型的概率；P(B_j)為地質模型B_j出現(xiàn)的先驗概率。

所述實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A1的計算方法為：

式中，P(B_j/A₁)(j＝1,2，…,n)為實施評價井且符合預期時B_j地質模型出現(xiàn)的后驗概率。

所述實施評價井且符合預期時B_j地質模型出現(xiàn)的后驗概率P(B_j/A₁)的計算方法為：

所述實施評價井但不符合預期的概率P(A₂)的計算方法為：

式中，P(A₂/B_j)為在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)不符合預期地質模型的概率。

所述實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A2的計算方法為：

式中，P(B_j/A₂)(j＝1,2，…,n)為實施評價井但不符合預期時B_j地質模型的后驗概率；且P(B_j/A₂)的計算公式為：

所述步驟6)中，評價井的信息價值的計算方法為：

VOI＝E_inf-E_{no inf}；

式中，VOI為評價井所獲取基礎資料的信息價值。

所述步驟6)中，根據評價井的信息價值進行決策的具體方法為：將該評價井所獲取基礎資料的信息價值VOI與已知鉆井成本進行比較：若該評價井的VOI大于其鉆井成本，則決策實施該評價井；若該評價井的VOI小于其鉆井成本，則不同意該評價井的實施。

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明由于通過對油田開發(fā)評價井信息價值的定量表征，實現(xiàn)了油田開發(fā)評價井信息價值與投入成本的定量比較，使得對油田開發(fā)的相關投資決策有了量化分析結果，更加準確。2、本發(fā)明由于討論了各種地質模型下不同開發(fā)方案的凈現(xiàn)值，涵蓋范圍更廣，保證了對評價井獲取基礎資料評價的客觀性。因而本發(fā)明可以廣泛應用于油田開發(fā)評價井的決策中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明油田開發(fā)評價井實施決策樹

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

本發(fā)明提供一種基于信息價值的油田開發(fā)評價井決策方法，包括以下步驟：

1)對現(xiàn)有油田資料進行不確定分析，根據得到的不確定性分析結果建立n種可能出現(xiàn)的地質認識下的地質模型，定義為B_j,其中，j＝1,2，…,n，同時根據經驗給出各種地質模型可能出現(xiàn)的先驗概率，記為P(B_j)。

2)根據現(xiàn)有油田資料提出m種可供選擇的油田開發(fā)方案(如射孔層位，井數井網等)，記為D_i，其中i＝1,2，…,m，并分別計算m種油田開發(fā)方案在步驟1)中所建立的n種地質模型下產生的凈現(xiàn)值，繪制開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表，如下表1所示。

表1不同開發(fā)方案在不同地質模式下的凈現(xiàn)值表

上表中，ΔV_ij是第i種開發(fā)方案D_i在第j種地質模型B_j下取得的凈現(xiàn)值，則第i種開發(fā)方案D_i實施后的期望凈現(xiàn)值E_Di為：

3)根據期望值法，計算實施與不實施評價井概率下，對應的不同油田開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值，繪制油田開發(fā)評價井實施決策樹，得到實施評價井與不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_inf和E_{no inf}。

如圖1所示，為繪制的油田開發(fā)評價井實施決策樹。其中，不實施評價井時，各地質模型出現(xiàn)的概率沒有發(fā)生變化，即P(B_j)仍是步驟1)中不同地質模型出現(xiàn)的先驗概率，此時不實施評價井的期望凈現(xiàn)值為E_{no inf}。實施評價井后分為兩種情況：一種是實施評價井后結果符合預期的情況，其概率為P(A₁)；此時各地質模型出現(xiàn)的概率會發(fā)生變化，設P(B_j/A₁)(j＝1,2，…,n)為實施評價井且符合預期時B_j地質模型出現(xiàn)的后驗概率；另一種是實施評價井但結果不符合預期的情況，其概率為P(A₂)；P(B_j/A₂)(j＝1,2，…,n)為實施評價井但不符合預期時B_j地質模型的后驗概率。設E_A1為實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值，E_A2為實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值,E_inf為實施評價井的期望凈現(xiàn)值。

4)根據步驟1)中建立的各地質模型的先驗概率與步驟2)中得到的各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表，計算不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_{no inf}。

不實施評價井的情況下，由于不增加新的基礎資料，則出現(xiàn)B_j地質模型的概率沒有發(fā)生變化，即先驗概率P(B_j)沒有變化，利用期望值法選擇最優(yōu)開發(fā)方案，得到最優(yōu)開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值即為不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_{no inf}：

5)根據建立的各地質模型的先驗概率、各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表以及油田開發(fā)評價井實施決策樹，計算實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_inf。

根據步驟3)中繪制的油田開發(fā)評價井實施決策樹可知，實施評價井分兩種情況：

a)第一種情況為實施結果符合預期：這種情況下由于新增基礎資料符合預期，意味著相比各地質模型出現(xiàn)的先驗概率，后驗概率將得到一定程度的提升。

假設在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)符合預期地質模型的概率為P(A₁/B_j)(該概率由地質人員基于目前地質認識根據經驗給出)，P(A₁)為實施評價井后符合預期的概率，實施評價井且符合預期后，地質模型B_j出現(xiàn)的概率為P(B_j/A₁)(j＝1,2，…,n)，則根據全概率公式和貝葉斯公式得：

再利用期望值法，得到實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A1為：

b)第二種情況為實施結果不符合預期：這種情況下由于新增基礎資料不符合預期，意味著相比各地質模型出現(xiàn)的先驗概率，后驗概率將得到一定程度的降低。

假設在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)不符合預期地質模式的概率為P(A₂/B_j)，則有：

P(A₁/B_j)+P(A₁/B_j)＝1 (6)

P(A₂)為實施評價井后不符合預期的概率，設實施開發(fā)評價井且不符合預期后，地質模型B_j出現(xiàn)的概率為P(B_j/A₂)(j＝1,2，…,n)，則根據全概率公式和貝葉斯公式得

再利用期望值法，得到實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A2為：

c)根據決策樹進一步計算，實施評價井后上述兩種情況合計概率下的期望凈現(xiàn)值E_inf為：

E_inf＝E_A1·P(A₁)+E_A2·P(A₂) (10)

6)根據得到的實施評價井與不實施評價井的期望凈現(xiàn)值，計算評價井的信息價值并決策是否實施該評價井。

本發(fā)明中定義評價井所獲取基礎資料的信息價值為VOI，則：

VOI＝E_inf-E_{no inf} (11)

將該評價井所獲取基礎資料的信息價值VOI與已知鉆井成本進行比較，若該評價井的VOI大于其鉆井成本，則決策實施該評價井，若該評價井的VOI小于其鉆井成本，則不同意該評價井的實施。

實施例

本發(fā)明提出一種基于信息價值的油田開發(fā)評價井決策系統(tǒng)，包括以下步驟：

1)根據某油田現(xiàn)有油田資料和不確定性分析結果，建立3種能夠反映不同地質認識的地質模型，分別記為B₁，B₂，B₃，同時根據經驗給出各地質模型可能出現(xiàn)的先驗概率，且P(B₁)＝0.3，P(B₂)＝0.4，P(B₃)＝0.3。

2)提出3種可供選擇的油田開發(fā)方案，分別記為D₁,D₂,D₃，分別計算3種油田開發(fā)方案在步驟1)中建立的3種地質模型條件下的凈現(xiàn)值，并繪制開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表，如下表2所示。

表2不同開發(fā)方案在不同地質模式下的凈現(xiàn)值表

3)根據期望值法，計算實施與不實施評價井概率下，對應的不同油田開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值，繪制油田開發(fā)評價井實施決策樹。

如圖1所示，其中P(B₁)，P(B₂),P(B₃)分別代表步驟1)中不同地質模型出現(xiàn)的先驗概率；P(A₁)實施評價井后符合預期的概率，P(A₂)實施評價井后不符合預期的概率，P(B_j/A₁)(j＝1,2,3)為實施評價井且符合預期時B_j地質模型出現(xiàn)的后驗概率，P(B_j/A₂)(j＝1,2,3)為實施評價井但不符合預期時B_j地質模型出現(xiàn)的后驗概率。E_A1為實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值，E_A2為實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值,E_inf為實施評價井的期望凈現(xiàn)值，E_{no inf}為不實施評價井的期望凈現(xiàn)值。

4)根據步驟1)中建立的各地質模型的先驗概率與步驟2)中得到的各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表，計算不實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_{no inf}。

不實施評價井情況下，由于不增加新的基礎資料，則出現(xiàn)B_j地質模型概率沒有發(fā)生變化，即先驗概率為P(B₁)＝0.3，P(B₂)＝0.4，P(B₃)＝0.3，利用期望值法計算各開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值：

E_D1＝0.3*2834+0.4*2910+0.3*2063＝2633MM$

E_D2＝0.3*2942+0.4*3024+0.3*1797＝2631MM$

E_D3＝0.3*2948+0.4*2992+0.3*918＝2356MM$

將上述開發(fā)方案的期望凈現(xiàn)值進行比較，即可得到不實施開發(fā)評價井的期望凈現(xiàn)值為：

E_{no inf}＝max[E_D1,E_D2,E_D3]＝2633MM$

5)根據建立的各地質模型的先驗概率、各開發(fā)方案與地質模型的凈現(xiàn)值表以及油田開發(fā)評價井實施決策樹，計算實施評價井的期望凈現(xiàn)值E_inf。

根據步驟3)中繪制的油田開發(fā)評價井實施決策樹可知，實施評價井分兩種情況：

a)第一種情況為實施結果符合預期：這種情況下由于新增資料符合預期，意味著相比先驗概率，后驗概率將得到一定程度的提升。

假設在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)符合預期地質模式的概率為P(A₁/B_j)，則根據地質人員經驗，基于目前地質認識，該井實施后有90％的概率揭示B₁地質模型，60％的概率揭示B₂地質模型和30％概率揭示B₃地質模型，即P(A₁/B₁)＝0.9，P(A₁/B₂)＝0.6，P(A₁/B₃)＝0.3；則根據全概率公式，計算實施評價井后符合預期的概率P(A₁)為：

P(A₁)＝0.3*0.9+0.4*0.6+0.3*0.3＝0.6

實施開發(fā)評價井且符合預期后，地質模型B_j出現(xiàn)的概率為P(B_j/A₁)(j＝1，2，3)，則根據貝葉斯公式得

再利用期望值法，得到實施評價井且符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A1為：

b)第二種情況為實施結果不符合預期：這種情況下由于新增資料不符合預期，意味著相比先驗概率，后驗概率將得到一定程度的降低。

假設在B_j地質模型下實施評價井出現(xiàn)不符合預期地質模式的概率為P(A₂/B_j)，則根據式(6)可知：P(A₂/B₁)＝0.1，P(A₂/B₂)＝0.4，P(A₂/B₃)＝0.7。

P(A₂)為實施評價井后不符合預期的概率，根據全概率公式得

P(A₂)＝0.3*0.1+0.4*0.4+0.3*0.7＝0.4

設實施開發(fā)評價井且不符合預期后，地質模型B_j出現(xiàn)的概率為P(B_j/A₂)(j1，2，3)，則根據貝葉斯公式得

再利用期望值法，得到實施評價井但不符合預期情況下的期望凈現(xiàn)值E_A2為：

c)根據決策樹進一步計算，實施評價井后上述兩種情況合計概率下的期望凈現(xiàn)值E_inf為：

E_inf＝E_A1·P(A₁)+E_A2·P(A₂)＝2803*0.6+2459*0.4＝2665MM$

6)據得到的實施評價井與不實施評價井的期望凈現(xiàn)值，計算評價井的信息價值并決策是否實施該評價井。

由式(11)可知，該評價井的信息價值VOI為：

VOI＝E_inf-E_{no inf}＝2665-2633＝32MM$

而該評價井投資成本為21MM$，因此，該評價井的信息價值大于該井的鉆井成本，可以決策實施該評價井。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。