一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法
2023-05-22 05:10:16 1
一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法
【專利摘要】本發明提供了一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，屬於油氣資源的模糊評價領域。本方法包括：(1)確定評價參數；(2)評價參數模糊化；(3)建立模糊規則；(4)模糊邏輯計算；(5)反模糊化得到綜合評價結果。本發明摒棄了單值計算方法過程中非此即彼的計算方法，採用多值模型建立模糊規則實現多值計算評價過程，對臨近邊界值的地質風險因子的評價更趨合理，從而提高地質風險因子模糊評價的準確性。
【專利說明】一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於油氣資源的模糊評價領域，具體涉及一種基於弗晰邏輯的地質風險不 確定性評價方法。
【背景技術】
[0002] 不確定性分析（uncertainty analysis)是指對決策方案受到各種事前無法控制 的外部因素變化與影響所進行的研究和估計。它是決策分析中常用的一種方法。通過該分 析可以儘量弄清和減少不確定性因素對經濟效益的影響，評價項目投資對某些不可預見的 風險的抗衝擊能力，從而證明項目投資的可靠性和穩定性，避免投資虧損。不確定性分析所 作出的比較可靠、接近客觀實際的評價結果，將對決策者和未來的經營者具有十分重要的 參考價值。
[0003] 地質風險概率法被廣泛應用於油氣資源評價中的地質評價，用於回答油氣資源的 賦存狀況。但是地質風險概率法對每一地質評價參數給出的都是單一（也稱"純粹"）計算 結果--該結果並不能夠反映目標區域複雜地質情況的多種可能性，不可避免地出現高估 或低估的情況，因此應用地質風險概率法進行不確定性評價時，其準確度還有待提高。
[0004] 現有方法如下：
[0005] (1)特爾菲法
[0006] 特爾菲法又名專家意見法，是依據系統的程序，採用匿名發表意見的方式，即團隊 成員之間不得互相討論，不發生橫向聯繫，只能與調查人員發生關係，以反覆的填寫問卷， 以集結問卷填寫人的共識及搜集各方意見，可用來構造團隊溝通流程，應對複雜任務難題 的管理技術。
[0007] 在油氣資源評價中，通常是組織不同專業人員背對背地對目標區域的同一地質因 子進行主觀概率評價，然後對這些主觀概率進行綜合分析，從而得到該地質因子的評價結 論。
[0008] (2 )模糊綜合判定法
[0009] 根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉化為定量評價，即用模糊數學對受到多 種因素制約的事物或對象做出一個總體的評價。它具有結果清晰，系統性強的特點，能較 好地解決模糊的、難以量化的問題，適合各種非確定性問題的解決。
[0010] 綜合評判是對多種屬性的事物，或者說其總體優劣受多種因素影響的事物，做出 一個能合理地綜合這些屬性或因素的總體評判，而模糊邏輯是通過使用模糊集合來工作 的，是一種精確解決不精確不完全信息的方法，其最大特點就是用它可以比較自然地處理 人類思維的主動性和模糊性。因此對這些諸多因素進行綜合，才能做出合理的評價，在多數 情況下，評判涉及模糊因素，用模糊數學的方法進行評判是一條可行的也是一條較好的途 徑。
[0011] 傳統集合理論的單值計算方法過程中非此即彼的計算方法對地質因子邊界數據 的處理往往存在較大誤差，從而影響評價結果的準確性。
【發明內容】
[0012] 本發明的目的在於解決上述現有技術中存在的難題，提供一種基於弗晰邏輯的地 質風險不確定性評價方法，採用多值模型建立系列模糊規則來模擬人的評價過程，實現地 質因子多值評價過程，從而提高油氣資源地質評價結果的準確性。
[0013] 本發明是通過以下技術方案實現的：
[0014] 一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，所述方法包括：
[0015] (1)確定評價參數；
[0016] ( 2 )評價參數模糊化；
[0017] (3)建立模糊規則；
[0018] (4)模糊邏輯計算；
[0019] (5)反模糊化得到綜合評價結果。
[0020] 所述步驟（1)中的評價參數包括成藏條件和子項成藏地質條件，所述成藏條件包 括烴源體、輸導體和圈閉體；
[0021] 所述烴源體的子項成藏地質條件包括有機碳含量、有機質類型、成熟度、泥巖厚 度、供烴面積係數和生烴強度；
[0022] 所述輸導體的子項成藏地質條件包括輸導層、供烴方式、運移距離、時間匹配和生 儲蓋匹配；
[0023] 所述圈閉體的子項成藏地質條件包括圈閉類型、圈閉面積係數、圈閉幅度、儲層沉 積相、儲層百分比、儲層孔隙度、儲層滲透率、儲層埋深、蓋層厚度、蓋層巖性和斷裂破壞程 度。
[0024] 所述步驟（2)是這樣實現的：
[0025] 對每個所述評價參數的值域進行多種可能性分區，然後利用模糊成員函數刻畫每 種可能性，並定義每個模糊成員函數的類型和名稱；
[0026] 所述模糊成員函數的類型包括二值型、三角型和梯型；模糊成員函數的縱軸表示 0-1的評價值，橫軸是將0-1評價分成不同評價值區間；
[0027] 所述模糊成員函數的名稱體現評價參數不同值域範圍的地質認識。
[0028] 所述步驟（3)是這樣實現的：
[0029] 根據每個所述評價參數的模糊成員函數的名稱形成系列模糊評價規則，每一條評 價規則包括邏輯條件和結論，所述邏輯條件的主、謂、賓分別對應評價參數、模糊集合運算 子和評價參數的某一模糊成員函數；所述結論是面向所有評價參數的統一地質評價結果， 不同的模糊成員函數對應不同的評價層次，所述評價層次包括很不好、不好、一般、好和很 好。
[0030] 所述步驟（4)是這樣實現的：
[0031] 進行模糊邏輯計算獲得每個評價參數的地質評價結果，所述地質評價結果是不同 模糊成員函數的圖形的交集，該交集是一個聯合多邊形(一個評價參數值對應的是1個或2 個模糊成員函數，由2個模糊成員函數形成聯合多邊形)，找到該聯合多邊形中佔比重最大 的面積所對應的模糊成員函數，該評價參數的地質評價結果的量化值就趨於該模糊成員函 數的模糊評價規則，其原因是當地質評價結果更趨向於某個模糊成員函數時，該模糊成員 函數對應的聯合多邊形面積所佔的比重就相對較大，地質評價結果的量化值也趨於該模糊 成員函數對應的模糊評價規則。
[0032] 所述步驟（5)是這樣實現的：
[0033] 求取所述聯合多邊形的質心或重心，所述質心或重心的橫軸投影值就是最終的綜 合評價結果。
[0034] 與現有技術相比，本發明的有益效果是：摒棄了單值計算方法過程中非此即彼的 計算方法，採用多值模型建立模糊規則實現多值計算評價過程，對臨近邊界值的地質風險 因子的評價更趨合理，從而提高地質風險因子模糊評價的準確性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1是本發明方法的步驟框圖。
[0036] 圖2A是模糊邏輯單值計算過程圖示。
[0037] 圖2B是模糊邏輯多值計算過程圖示。
[0038] 圖3A是定量值域評價參數的二值模糊成員函數的幾何圖形圖示。
[0039] 圖3B是定量值域評價參數的三角型模糊成員函數的幾何圖形圖示。
[0040] 圖3C是定量值域評價參數的梯形模糊成員函數的幾何圖形圖示。
[0041] 圖4A是定性值域評價參數的模糊成員函數示意圖之一。
[0042] 圖4B是定性值域評價參數的模糊成員函數示意圖之二。
[0043] 圖4C是定性值域評價參數的模糊成員函數示意圖之三。
[0044] 圖5A-1是不考慮地質認識模糊的單值推測模式圖示，等同主觀評價中給定參數 值，直接獲取評價結果。
[0045] 圖5A-2是不考慮地質認識模糊進行單值推測時對應的模糊邏輯計算圖示。
[0046] 圖5B-1是不考慮地質認識模糊的線性插值推測圖示，等同主觀評價中給定參數， 直接進行線性插值獲取評價結果。
[0047] 圖5B-2是不考慮地質認識模糊進行線性插值計算時對應的模糊邏輯計算圖示。
[0048] 圖5C-1是考慮地質認識模糊的"負向"（陰影部分面積左小右大）多值推測圖示， 等同主觀評價中，綜合兩種地質認識獲取評價值。
[0049] 圖5C-2是考慮地質認識模糊進行"負向"多值推測時的模糊邏輯計算圖示。
[0050] 圖OT-1是考慮地質認識模糊的"正向"（陰影部分面積左大右小）多值推測圖示， 等同主觀評價中，綜合兩種地質認識獲取評價值。
[0051] 圖ro-2是考慮地質認識模糊進行"正向"多值推測時的模糊邏輯計算圖示。
【具體實施方式】
[0052] 下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述：
[0053] 弗晰邏輯也稱模糊邏輯，是建立在多值邏輯基礎上，運用弗晰(模糊）集合的方法 來研究模糊性思維、語言形式及其規律的科學。弗晰邏輯善於表達界限不清晰的定性知識 與經驗，它藉助於隸屬度函數概念，區分模糊集合，處理模糊關係，模擬人腦實施規則型推 理，解決因"排中律"的邏輯破缺產生的種種不確定問題。區別於傳統集合理論的二值邏輯 推理("非此即彼"）（如圖2A所述)，模糊邏輯的多值邏輯推理可有效模擬不確定性推理過 程(如圖2B所75)。
[0054] 如圖1所示，本發明遵循模糊邏輯評價的主要評價流程，面向油氣資源評價，將評 價過程主要分為三個步驟：
[0055] 評價參數的選取涵蓋"生"、"儲"、"蓋"、"運"、"聚"、"保"六個環節，體現其對含油 氣性的生成具有缺一不可的特點(如表1所示)。
[0056]
【權利要求】
1. 一種基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於：所述方法包括： (1) 確定評價參數； (2) 評價參數模糊化； (3) 建立模糊規則； (4) 模糊邏輯計算； (5) 反模糊化得到綜合評價結果。
2. 根據權利要求1所述的基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於： 所述步驟（1)中的評價參數包括成藏條件和子項成藏地質條件，所述成藏條件包括烴源 體、輸導體和圈閉體； 所述烴源體的子項成藏地質條件包括有機碳含量、有機質類型、成熟度、泥巖厚度、供 烴面積係數和生烴強度； 所述輸導體的子項成藏地質條件包括輸導層、供烴方式、運移距離、時間匹配和生儲蓋匹配； 所述圈閉體的子項成藏地質條件包括圈閉類型、圈閉面積係數、圈閉幅度、儲層沉積 相、儲層百分比、儲層孔隙度、儲層滲透率、儲層埋深、蓋層厚度、蓋層巖性和斷裂破壞程度。
3. 根據權利要求2所述的基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於： 所述步驟（2)是這樣實現的： 對每個所述評價參數的值域進行多種可能性分區，然後利用模糊成員函數刻畫每種可 能性，並定義每個模糊成員函數的類型和名稱； 所述模糊成員函數的類型包括二值型、三角型和梯型；模糊成員函數的縱軸表示0-1 的評價值，橫軸是將0-1評價分成不同評價值區間； 所述模糊成員函數的名稱體現評價參數不同值域範圍的地質認識。
4. 根據權利要求3所述的基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於： 所述步驟（3)是這樣實現的： 根據每個所述評價參數的模糊成員函數的名稱形成系列模糊評價規則，每一條評價規 則包括邏輯條件和結論，所述邏輯條件的主、謂、賓分別對應評價參數、模糊集合運算子和 評價參數的某一模糊成員函數；所述結論是面向所有評價參數的統一地質評價結果，不同 的模糊成員函數對應不同的評價層次，所述評價層次包括很不好、不好、一般、好和很好。
5. 根據權利要求4所述的基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於： 所述步驟（4)是這樣實現的： 進行模糊邏輯計算獲得每個評價參數的地質評價結果，所述地質評價結果是不同模糊 成員函數的圖形的交集，該交集是一個聯合多邊形，找到該聯合多邊形中佔比重最大的面 積所對應的模糊成員函數，該評價參數的地質評價結果的量化值就趨於該模糊成員函數的 模糊評價規則，其原因是當地質評價結果更趨向於某個模糊成員函數時，該模糊成員函數 對應的聯合多邊形面積所佔的比重就相對較大，地質評價結果的量化值也趨於該模糊成員 函數對應的模糊評價規則。
6. 根據權利要求5所述的基於弗晰邏輯的地質風險不確定性評價方法，其特徵在於： 所述步驟（5)是這樣實現的： 求取所述聯合多邊形的質心或重心，所述質心或重心的橫軸投影值就是最終的綜合評 價結果。
【文檔編號】G06Q50/02GK104299162SQ201310306370
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年7月19日 優先權日:2013年7月19日
【發明者】金之鈞, 盛秀傑, 王義剛 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院