用于利用随机反演来确定开发井成功概率的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求保护2012年8月31日提交的美国非临时申请No. 13/600406的优先 权，其全部内容通过引用并入于此。
技术领域
[0003] 本发明总体上关于计算方法，并且更具体地说，有关用于利用随机反演来确定开 发井成功的概率或者根据多个可能井位置来确定最佳井位置的计算机系统和计算机实现 的方法。
【背景技术】
[0004] 决策分析领域提供了一种用于利用不确定结果来标记判定的框架，并且提供了信 息价值（VOI)量度。VOI是一种用于确定购买新信息源是否会改进决策人采取最佳动作 的机率的工具。换句话说，VOI向决策者提供特定信息源可如何改进成功结果的概率的估 计。例如，典型判定是在给定一井场周围的可用地球物理特性的解释的情况下确定成功的 井场。可以使用各种地球物理特性，包括经由大地电磁法（MT)数据反演的电阻率（地热场 中）、地震、重力、以及电磁（在石油和天然气背景下）。该地球物理特性（例如，地震）将 通过反演提供对速度、密度以及电导率的估计。
[0005] 为了计算VOI，计算后验分布。然而，常规方法中都未采用随机反演来获取后验分 布或概率。常规方法使用主观地或者利用在性质上主观的基于非物理的统计方法来获取的 统计资料，而不涉及岩层的导致潜在错误估计开发井成功概率的物理性质。
[0006] 因此，需要一种或多种消除常规方法中的这些和其它缺陷的方法，以通过从风险 的主观评估转移至其中根据随机反演计算的参数代替决策者推测的量化方法来提供一种 决策风险方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的一个方面是，提供一种用于根据多个可能井位置来确定最佳井位置的计 算机实现的方法。该方法包括以下步骤：利用计算机，根据后验分布抽取多个地球模型，其 中，该后验分布通过现有数据的随机反演来生成；通过该计算机，利用所述多个地球模型 中的一地球模型内的多个提议井位置处的井生产量与地球参数之间的关系，计算该井生产 量；通过该计算机，利用井成本与该地球参数之间的关系，根据所述多个地球模型计算成本 分布；以及通过该计算机，利用根据位置相关随机反演的概率作为权重来计算提议井位置 的概率加权值。
[0008] 本发明的另一方面是，提供一种用于根据多个可能井位置来确定最佳井位置的计 算机系统。该计算机系统包括计算机可读存储器，该计算机可读存储器被设置成存储井位 置和现有井数据。该计算机系统还包括与该计算机可读存储器通信的处理器。该处理器被 设置成：(a)根据后验分布来抽取多个地球模型，其中，该后验分布通过现有数据的随机反 演来生成；(b)利用所述多个地球模型中的一地球模型内的多个提议井位置处的井生产量 与地球参数之间的关系，计算该井生产量；（C)利用井成本与该地球参数之间的关系，根据 所述多个地球模型计算成本分布；以及（d)利用根据位置相关随机反演的概率作为权重， 来计算提议井位置的概率加权值。
[0009] 尽管在如按特定次序出现的上述段落中对根据本发明一个实施例的方法的各种 步骤进行了描述，但本申请不受所述各种步骤出现的次序约束。事实上，在另选实施例中， 所述各步骤可以按与上述或在此另外描述的次序不同的次序执行。
[0010] 当参照附图考虑下面的描述和所附权利要求书时，本发明的这些和其它目的、特 征以及特性，和结构与组合部分的相关部件的操作方法与功能以及制造的经济性将变得更 清楚，其全部形成了本说明书的一部分，其中，相同标号指定各个图中的对应部分。然而，应 当明白，附图仅仅是出于例示和描述的目的，而非旨在作为对本发明的限制的限定。如在本 说明书和权利要求书中使用的，单数形式"一（a)"、"一（an)"，以及"该/所述（the)"包括 多个指示物，除非上下文另外清楚地规定。
【附图说明】
[0011] 在附图中：
[0012] 图1是根据本发明一实施例的、贯穿针对通过大地电磁数据的随机反演而导出的 地热场的三维地球模型的深度截面的示例；
[0013] 图2A示出了图1所示地球的一个位置X处的地球参数P (电阻率（Ωπι))的后验 分布Pr (Ρ I d，I)的示例；
[0014] 图2B示出了图1所示地球的一个位置X处的地球参数（层厚度h)的后验分布 Pr (p I d，I)的示例；
[0015] 图3是根据本发明一实施例的、用于从多个（M个）可能的井位置中确定最佳井位 置的方法的流程图；
[0016] 图4是根据本发明一实施例的、用于确定信息价值（VOI)的方法的流程图；
[0017] 图5A是表示在恒定深度横跨所有X位置（X坐标）具有第一电阻率和相关联的第 一生产量的示例第一地球模型的图；
[0018] 图5B是表示在和第一地球模型相同深度具有更高的第二电阻率和相关联的第二 生产量的示例第二地球模型的图；
[0019] 图5C是示出作为X坐标的函数的第一生产值的标绘图和作为X坐标的函数的第 二生产值的标绘图的图；
[0020] 图6A是第一位置处，与第一电阻率和深度相关联的值（例如，美元）的第一分布 和与恒定的第二电阻率和深度相关联的值的第二分布的图；
[0021] 图6B是第二位置处，与恒定的第一电阻率和深度相关联的值的第一分布和与恒 定的第二电阻率和深度相关联的值的第二分布的图；
[0022] 图6C示出了用于针对第一电阻率获取的每一个X位置的期望加权值的标绘图，和 用于针对第二电阻率获取的每一个X位置的期望加权值的标绘图；
[0023] 图7A是表示第一地球模型的图，其中，标绘了横跨所有X位置的第一电阻率、横跨 所有X位置的第一深度、以及横跨所有X位置的第一生产量；
[0024] 图7B是表示第二地球模型的图，其中，标绘了横跨所有x位置的第二电阻率、横跨 所有X位置的第二深度、以及横跨所有X位置的第二生产量；
[0025] 图7C是示出作为X坐标的函数的第一生产值的标绘图和作为X坐标的函数的第 二生产值的标绘图的图；
[0026] 图8A是第一位置处，与第一电阻率和深度相关联的值（例如，美元）的第一分布 和与第二电阻率和深度相关联的值的第二分布的图；
[0027] 图8B是第二位置处，与第一电阻率和深度相关联的值的第一分布和与第二电阻 率和深度相关联的值的第二分布的图；
[0028] 图8C示出了用于针对第一电阻率获取的每一个X位置的期望加权值的标绘图，和 用于针对第二电阻率获取的每一个X位置的期望加权值的标绘图；
[0029] 图9是表示根据本发明一实施例的、用于实现所述方法的计算机系统50的示意 图。
【具体实施方式】
[0030] 在一个实施例中，可以将后验分析用于确定具有最高可能结果的井位置。这种后 验分析可以被用于确定给定可用地球特性的解释的情况下哪个井场X具有最高成功概率。 地球特性可以表达为地球参数P的矢量。在下面的段落中，出于例示目的，可以参照地球 特性的具体示例。然而，如可以清楚，该矢量P可以包括任何数量的地球参数，包括但不限 于，电阻率、速度、渗透性、密度、孔隙度等。
[0031] 图1是根据本发明一实施例的、贯穿通过大地电磁数据的随机反演而导出的地 热场的三维地球模型的深度截面的示例。在这种情况下，地球参数P是由根据位置矢量 X限定的三维位置的层电阻率和到层顶部的深度。在该模型中的每一个位置X处，后验 Pr (p I d，I)限定针对位置X的地球参数P的分布。横坐标轴表示位置X。纵坐标轴表示 岩层的深度z。项d表示地球物理数据，而项I表示可以是地质、地球物理、或地球化学等或 其任何组合的先验信息。因此，后验分布Pr(p |d，I)提供以根据地球物理数据d获取的证 据为条件的地球参数P的后验概率分布。
[0032] 图1示出了四个不同层。地球参数（例如，电阻率（例如，Ωπι))用灰度级表示。 图1右侧上提供了图表，该图表提供了图1中的灰度条的对应电阻率。如图1所示，每一 层都具有被示出为不同灰度级条的可变电阻率。层边界用虚线示出。图1中标绘的电阻 率和层深度的值是通过对在热电场上量取的大地电磁数据的随机反演而导出的后验分布 Pr(p |d，I)的中值。在这个示例中，在该地球模型中，在每一个X位置处，存在四个不同电 阻率值和三个深度值。
[0033] 图2A示出了图1所示地球的一个位置X处的地球参数P (电阻率（Ωπι))的后验 分布Pr(p |d，I)的示例。在地球模型