CN104915529A - 一种基于自信度转换的不确定性评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于自信度转换的不确定性评价方法，属于油气资源不确定性评价领域。本方法包括：(1)自信度转换：将地质参数对成藏贡献的主观不确定性以量化方式呈现出来；(2)油气成藏成熟度分析。本发明通过综合分析各成藏地质条件，把油气藏成藏条件的优劣以油气藏成熟度的表述方法在平面坐标中直观显示出来，为研究人员提供了一个直观展示研究成果的平台。

Description

一种基于自信度转换的不确定性评价方法

技术领域

本发明属于油气资源不确定性评价领域，具体涉及一种基于自信度转换的不确定性评价方法。

背景技术

不确定性分析(uncertainty analys is)是指对决策方案受到各种事前无法控制的外部因素变化与影响所进行的研究，是决策分析中常用的一种方法。通过该分析可以尽量弄清和减少不确定性因素对经济效益的影响，评价项目投资对某些不可预见的风险的抗冲击能力，从而证明项目投资的可靠性和稳定性，避免投资亏损。不确定性分析所做出的比较可靠、接近客观实际的评价，将对决策者和未来的经营者具有十分重要的参考价值。

(1)特尔菲法

特尔菲法又名专家意见法，是依据系统的程序，采用匿名发表意见的方式，即团队成员之间不得互相讨论，不发生横向联系，只能与调查人员发生关系，以反覆的填写问卷，以集结问卷填写人的共识及搜集各方意见，可用来构造团队沟通流程，应对复杂任务难题的管理技术。

在油气资源评价中，通常是组织不同专业人员背对背地对目标区域的同一地质因子进行主观概率评价，然后对这些主观概率进行综合分析，从而得到该地质因子的评价结论。

(2)模糊综合评判法

根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转化为定量评价，即用模糊数学对受到多种因素制约的事物或对象做出一个总体的评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。

综合评判是对多种属性的事物，或者说其总体优劣受多种因素影响的事物，做出一个能合理地综合这些属性或因素的总体评判，而模糊逻辑是通过使用模糊集合来工作的，是一种精确解决不精确不完全信息的方法，其最大特点就是用它可以比较自然地处理人类思维的主动性和模糊性。因此对这些诸多因素进行综合，才能做出合理的评价，在多数情况下，评判涉及模糊因素，用模糊数学的方法进行评判是一条可行的也是一条较好的途径。

在油气资源评价中，由于地质资料的不可靠性，各地质参数对油气成藏的贡献的大小往往难以给出明确的结论，从而也增加了评价结果的不确定性，这种不确定性无疑增加了勘探开发及投资决策的难度。

地质风险概率法被广泛应用于油气资源评价中的地质评价，用于回答油气资源的赋存状况。但是地质风险概率法对每一地质评价参数给出的都是单一(也称“纯粹”)计算结果——该结果并不能够反映目标区域复杂地质情况的多种可能性，不可避免地出现结果被过高或过低计算的情况，因此应用地质风险概率法进行不确定性评价时，其准确度还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于自信度转换的不确定性评价方法，通过自信度转换，将地质参数对成藏贡献的主观不确定性以量化方式呈现出来，用定量及可视化方法描述各地质参数对油气藏成藏贡献大小的不确定性程度，根据各成藏地质条件优劣的不确定性程度，对油气成藏成熟度进行综合判断，以此判别油气藏的保存及破坏程度，为油气藏的进一步勘探开发提供辅助信息。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于自信度转换的不确定性评价方法，包括：

(1)自信度转换：将地质参数对成藏贡献的主观不确定性以量化方式呈现出来；

(2)油气成藏成熟度分析。

所述步骤(1)是这样实现的：

成藏地质条件是决定一个区带是否具有油气藏的系列独立事件，用独立事件同时发生的各自概率的乘积来表示区带是否存在油气的可能性；

其中，单项成藏地质条件P_ij存在发生的概率，取决于其子项成藏地质因素的好坏，对各子项成藏地质因素赋予定量的评价值0～1，表示不同等级的优劣；

各子项成藏地质因素的权值是根据其对单项成藏地质条件影响的大小所赋予的一个系数，权值的和等于1，单项成藏地质条件P_ij通过它包含的子项地质因素加权平均值得到：

$P=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{P}_i,$ (式1)

$P_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}{P}_{\mathrm{ij}},\underset{j}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}=1$ (式2)

其中，P_i是油气成藏过程所受的主要影响因素，P_ij为子项地质因素存在的概率，q_ij为子项地质因素权值；

利用式2计算出单项成藏地质条件存在的概率P_i，然后进行自信度转换。

所述自信度转换是这样实现的：

首先建立各成藏地质条件的标准规则，如果是定量值域表达的成藏地质条件，则划分不同的值域范围，不同的值域范围代表不同的评价值区间；如果是定性值域表达的成藏地质条件，则分组不同的定性值域，不同组代表不同的评价值区间；

根据各成藏地质条件的优劣进行主观打分，最优为1，最劣为O，打分结果越接近1，其成藏地质条件优的自信度越高；打分结果越接近O，其成藏地质条件差的自信度越高；而打分结果接近于O.5时，其自信度最低，该成藏地质条件处于好与差之间。将自信度以量化的方式表现出来，自信度为0时表示评价结果最不确定，自信度从0到一1表示评价结果为差的确定性逐渐增强，自信度从0到1表示评价结果为好的确定性增强；

把自信度为0.5-1分值区间映射在正面确定性的0.0-1.0区间，自信度为0-0.5分值映射在负面确定性的-1.0到0.0区间，以此双线性转换模式将各成藏地质条件的评价结果转换为不确定性的量化描述。

所述步骤(1)进一步包括：

进行可视化实现：

对应主观判断为差的确定性评价结果，即打分结果为0，对应自信度为-1；

对应主观判断为好的确定性评价结果，即打分结果为1，对应自信度为1；

对应不确定性评价结果，即打分结果为0.5，对应自信度为0。

所述步骤(2)是这样实现的：

根据式2计算得到的单项成藏地质条件存在的概率P_i，利用式1计算油气成藏成熟度；

依据烃源岩条件、油气运移条件、圈闭成藏条件、储层条件、盖层条件和保存条件，将油气资源评价单元解剖成多个成藏地质条件，根据各成藏地质条件对成藏贡献的重要程度分别赋予权重，权重之和为1；

每一个成藏地质条件下包含多个单项地质因子，根据目标区域成藏模式的不同，各单项地质因子对成藏条件的贡献也分别赋予权重，各成藏地质条件下的单项地质因子权重之和为1；

依据成藏地质条件评价标准及评价单元的各项成藏地质条件发育状况，对评价单元进行综合打分，即将计算得到的油气成藏成熟度结果作为Y轴值，该油气藏所属的地质年代作为X轴值展示在油气成藏成熟度图中。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：自信度转换将单项地质因子的不确定性通过双线性转换及可视化工具转化为显示的定量描述，给地质研究人员提供一个简洁明了的分析观察工具。

油气成藏成熟度分析通过综合分析各成藏地质条件，把油气藏成藏条件的优劣以油气藏成熟度的表述方法在平面坐标中直观显示出来，为研究人员提供了一个直观展示研究成果的平台。

附图说明

图1是本发明方法步骤框图。

图2是自信度为0，成藏地质条件的不确定性最高。

图3是自信度为0.74，成藏地质条件“优”的确定性极高。

图4是自信度为0.5，成藏地质条件“优”的确定性较高。

图5是自信度为-0.75，成藏地质条件“差”的确定性极高。

图6是自信度为-0.5，成藏地质条件“差”的确定性较高。

图7是据各个成藏地质条件评价计算的油气成藏成熟度图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

油气资源评价是石油地质与其它学科研究相结合的产物，是油气勘探理论重要组成部分，面对地下复杂地质条件，业内学者一直致力于如何很好地刻画油气成藏过程的不确定性，进而获取合理的地质风险评价结果，对地下认知的不确定性表达一直是油气资源评价中的地质风险评价面临的主要问题。本发明从提高地质风险概率法的不确定性表达入手，围绕如何在评价过程中更好的融合、体现专家经验以及客观表达地下地质复杂情况，分层次刻画了从主观评价到客观评价过程中的不确定性，为目标区域的地质风险评价给出尽可能全面的评价结果。图1给出了一种基于自信度转换的不确定性评价流程，强调通过自信度转换体现专家主观认知的不确定性，主要步骤包括：

(1)自信度转换

油气成藏过程所受的控制因素很多，生油层、储集层、盖层、圈闭、运移、保存及互相之间的配置关系是其主要影响因素(式1中的P_i)。上述成藏地质条件是决定一个区带是否具有油气藏的系列独立事件，缺一则区带都不能形成油气藏。因此区带是否存在油气的可能性，就可以用独立事件同时发生的各自概率的乘积来表示。其中，单项成藏地质条件(式2中的P_ij)存在发生的概率，取决于其子项成藏地质因素的好坏，可以对各子项成藏地质因素赋予定量的评价值(0～1)，表示不同等级的优劣。各评价子因素的权值是根据其对单项成藏地质条件影响的大小所赋予的一个系数，权值的和等于1，单项成藏地质条件即由它包含的子项地质因素加权平均值得到。

$P=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{P}_i,$ (式1)

$P_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}{P}_{\mathrm{ij}},\underset{j}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}=1$ (式2)

首先建立各成藏地质条件的标准规则，如果是定量值域表达的成藏地质条件，则划分不同的值域范围，不同的值域范围代表不同的评价值区间；如果是定性值域表达的成藏地质条件，则分组不同的定性值域，不同组代表不同的评价值区间(表1)。

根据各成藏地质条件的优劣进行主观打分(最优为1，最劣为O，打分依据主要基于专家经验和实际地质基础资料，基础资料可靠性越高，打分值越接近)。显然，打分结果越接近1，其成藏地质条件“优”的自信度越高；打分结果越接近O，其成藏地质条件“差”的自信度越高；而打分结果接近于0.5时，其自信度最低，该成藏地质条件处于“好”与“差”之间。将自信度以量化的方式表现出来，自信度为O时表示评价结果最不确定，自信度从O到一1表示评价结果为“差”的确定性逐渐增强，自信度从0到1表示评价结果为“好”的确定性增强。

通过把主观打分结果(自信度)为O.5—1分值区间映射在“正面”确定性的O.0一1.O区间，自信度为0—0.5分值映射在“负面”确定性的一1.O到O.0区间，以此双线性转换模式将各成藏地质条件的评价结果转换为不确定性的量化描述。并利用对应方案进行可视化实现：对应主观判断为“差”的确定性评价结果(打分结果为0，对应自信度为一1)，对应主观判断为“好”的确定性评价结果(打分结果为1，对应自信度为1)，则对应不确定性评价结果(打分结果为0.5，对应自信度为0)。

(2)油气成藏成熟度分析

依据“生”、“储”、“盖”、“运”、“聚”、“保”六个环节(地质研究人员会根据实际评价要求，定义不同评价模板覆盖上述六个环节。“生”指的是烃源岩条件，对应的一级评价参数“烃源体”，主要由“有机碳含量”、“有机质类型”、“成熟度”、“供烃面积系数”、“生烃强度”等二级评价参数刻画；“运”指的是油气运移条件，对应的一级评价参数“输导体”，主要由“输导层”、“供烃方式”、“运移距离”、“生储盖匹配”等二级评价参数刻画；“聚”指的是圈闭成藏条件，“储”指的是储层条件，“盖”指的是盖层条件，“保”指的是保存条件，这四个条件对应的一级评价参数是圈闭体，主要由“圈闭类型”、“圈闭面积系数”、“圈闭幅度”、“储层百分比”、“储层埋深”、“储层渗透率”、“盖层厚度”、“盖层岩性”、“断裂破坏程度”等二级评价参数刻画)，将油气资源评价单元解剖成多个成藏地质条件，根据各成藏地质条件对成藏贡献的重要程度分别赋予权重(表1)(权重之和为1)；每一个成藏地质条件下包含多个单项地质因子，根据目标区域成藏模式的不同，各单项地质因子对成藏条件的贡献也分别赋予权重(各成藏地质条件下的单项地质因子权重之和为1)。

依据成藏地质条件评价标准及评价单元的各项成藏地质条件发育状况，对评价单元进行综合打分。对各子项成藏地质因子评价的主观打分，利用两种方法：一是专家针对最新勘探资料的定性认知，直接设定其主观推测值，资料可靠性越高，打分值越接近；二是利用成藏地质因子的实际值，根据表一中的评价规则进行线性插值来计算其评价值。以相对地质时间为横坐标、评价单元综合打分结果(成熟度)为纵坐标建立平面坐标图(油气成藏成熟度图)，将各评价单元打分结果展示在油气成藏成熟度图中。

本发明方法的一个实施例如下：

以渤海湾盆地某评价单元为例，其生烃强度为900×10⁴t/km²，生烃强度评价规范为如下表：

根据以上标准，该评价单元生烃强度单项因子打分结果如下图右上所示，表明其生烃强度较好，而且具有较高的确定性；综合分析其它地质因子，结果显示该评价单元具有较低的成藏成熟度，结果如图2-图7所示。

本发明包括自信度转换和油气藏成熟度分析。通过自信度双线性转换，将地质参数对成藏贡献的主观不确定性以量化方式呈现出来，用定量及可视化方法描述各地质参数对成藏贡献的不确定性程度；在分析油气成藏成熟度时，将油气资源评价单元解剖成多个成藏地质条件，根据各成藏地质条件优劣的不确定性程度，对油气成藏成熟度进行综合判断，以此判别油气藏的保存及破坏程度。

本发明是一种为油气藏进一步勘探开发提供辅助信息的方法，所涉及的保护权利主要包括通过双线性转换自信度的方法、以自信度高低量化检验成藏地质条件优劣的方法、利用可视化实现不确定性评价的方法、双线性转换图件以及以相对地质时间为横坐标、评价单元综合打分结果(成熟度)为纵坐标建立平面坐标图(油气成藏成熟度图)，将结果展示在油气成藏成熟度图中的方法。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (5)

1.一种基于自信度转换的不确定性评价方法，其特征在于：所述方法包括：

(1)自信度转换：将地质参数对成藏贡献的主观不确定性以量化方式呈现出来；

(2)油气成藏成熟度分析。

2.根据权利要求1所述的基于自信度转换的不确定性评价方法，其特征在于：所述步骤(1)是这样实现的：

成藏地质条件是决定一个区带是否具有油气藏的系列独立事件，用独立事件同时发生的各自概率的乘积来表示区带是否存在油气的可能性；

其中，单项成藏地质条件P_ij存在发生的概率，取决于其子项成藏地质因素的好坏，对各子项成藏地质因素赋予定量的评价值0～1，表示不同等级的优劣；

各子项成藏地质因素的权值是根据其对单项成藏地质条件影响的大小所赋予的一个系数，权值的和等于1，单项成藏地质条件P_ij通过它包含的子项地质因素加权平均值得到：

$P=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Π}}}{P}_i,$ (式1)

$P_i=\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}{P}_{\mathrm{ij}},\underset{j}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{q}_{\mathrm{ij}}=1$ (式2)

其中，P_i是油气成藏过程所受的主要影响因素，P_ij为子项地质因素存在的概率，q_ij为子项地质因素权值；

利用式2计算出单项成藏地质条件存在的概率P_i，然后进行自信度转换。

3.根据权利要求2所述的基于自信度转换的不确定性评价方法，其特征在于：所述自信度转换是这样实现的：

首先建立各成藏地质条件的标准规则，如果是定量值域表达的成藏地质条件，则划分不同的值域范围，不同的值域范围代表不同的评价值区间；如果是定性值域表达的成藏地质条件，则分组不同的定性值域，不同组代表不同的评价值区间；

根据各成藏地质条件的优劣进行主观打分，最优为1，最劣为0，打分结果越接近1，其成藏地质条件优的自信度越高；打分结果越接近0，其成藏地质条件差的自信度越高；而打分结果接近于0.5时，其自信度最低，该成藏地质条件处于好与差之间。将自信度以量化的方式表现出来，自信度为0时表示评价结果最不确定，自信度从0到-1表示评价结果为差的确定性逐渐增强，自信度从0到1表示评价结果为好的确定性增强；

把自信度为0.5-1分值区间映射在正面确定性的0.0-1.0区间，自信度为0-0.5分值映射在负面确定性的-1.0到0.0区间，以此双线性转换模式将各成藏地质条件的评价结果转换为不确定性的量化描述。

4.根据权利要求3所述的基于自信度转换的不确定性评价方法，其特征在于：所述步骤(1)进一步包括：

进行可视化实现：

对应主观判断为差的确定性评价结果，即打分结果为0，对应自信度为-1；

对应主观判断为好的确定性评价结果，即打分结果为1，对应自信度为1；

对应不确定性评价结果，即打分结果为0.5，对应自信度为0。

5.根据权利要求4所述的基于自信度转换的不确定性评价方法，其特征在于：所述步骤(2)是这样实现的：

根据式2计算得到的单项成藏地质条件存在的概率P_i，利用式1计算油气成藏成熟度；

依据烃源岩条件、油气运移条件、圈闭成藏条件、储层条件、盖层条件和保存条件，将油气资源评价单元解剖成多个成藏地质条件，根据各成藏地质条件对成藏贡献的重要程度分别赋予权重，权重之和为1；

每一个成藏地质条件下包含多个单项地质因子，根据目标区域成藏模式的不同，各单项地质因子对成藏条件的贡献也分别赋予权重，各成藏地质条件下的单项地质因子权重之和为1；

依据成藏地质条件评价标准及评价单元的各项成藏地质条件发育状况，对评价单元进行综合打分，即将计算得到的油气成藏成熟度结果作为Y轴值，该油气藏所属的地质年代作为X轴值展示在油气成藏成熟度图中。