建模-第09章：风险分析.ppt

1、1,地质建模技术(9),计算机学院 王家华 2004.9,2,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,3,9.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,4,9.1.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。

2、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、

3、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。,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。,8,9.2

4、. 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,10,9.3. 风险分

5、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

6、，蒙特卡罗模拟方法实际上是标准的净现值法的一个推广。,11,9.4. 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。,12,9.5. 地质、油藏、经济的不确定性,13,9.5.1. 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

7、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！,Pore H. P. V. P . Volume,14,9.5.1 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！,15,9.5.1 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！,16,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

8、.5.2 这些模型进行多次数模，需要考虑油藏的不确定性，,17,9.5.3 需要考虑经济的不确定性,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：,19,油价的不确定性 相应的累计分布函数：,20,9.6.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，

9、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.

10、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。,23,9.6.1. 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3,25,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（water cut），注水扩展（waterflood expa

11、nsion），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。,26,9.6.2.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,27,9.6.3 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

12、险曲线；,28,9.5.3 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%。,29,9.6.4. 选择代表性的模型, 对经济不确定性的分析,其中每一个点表示一次数模的结果。 Np: 油气产量； NPV: 净现值。,30,9.6.4. 选择代表性的模型, 对经济不确定性的分析,31,9.6.4. 选择代表性的模型, 对经济不确定性的分析,32,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。,33,9.6.5 并行计算,34,9.7. 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）,