用于根據(jù)通過隨機(jī)反演生成的后驗(yàn)分布確定信息價(jià)值度量的系統(tǒng)和方法
【專利說(shuō)明】用于根據(jù)通過隨機(jī)反演生成的后驗(yàn)分布確定信息價(jià)值度量 的系統(tǒng)和方法
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年8月31日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)No. 13/600, 414的優(yōu)先權(quán)， 其全部?jī)?nèi)容通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明一般地涉及計(jì)算方法，更具體地涉及用于根據(jù)通過隨機(jī)反演生成的后驗(yàn)分 布來(lái)確定信息價(jià)值度量的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 決策分析領(lǐng)域提供用于以不確定的結(jié)果做出決策的框架并提供信息價(jià)值（VOI) 度量。VOI是確定購(gòu)買新的信息源是否將改善決策制定者采取最佳行動(dòng)的機(jī)會(huì)的工具。換 句話說(shuō)，VOI向決策制定者提供對(duì)于特定信息源可如何改善成功結(jié)果的概率的估計(jì)。例如， 典型的決策是給定測(cè)井地點(diǎn)周圍的可用地球物理屬性的表述，確定該成功的測(cè)井地點(diǎn)?？?以使用各種地球物理屬性，包括經(jīng)大地電磁（MT)數(shù)據(jù)反演的電阻率（地?zé)崽镏校?、地震、?力和電磁（在石油和天然氣的上下文中）。地球物理屬性（例如地震）將通過反演提供速 度、密度和導(dǎo)電性的估計(jì)。
[0005] 為了計(jì)算VOI，后驗(yàn)分布被計(jì)算。然而，沒有任何傳統(tǒng)方法采用隨機(jī)反演來(lái)獲得后 驗(yàn)分布或概率。傳統(tǒng)方法使用或者主觀地或者通過使用非基于物理學(xué)的統(tǒng)計(jì)方法（其本質(zhì) 上是主觀的并且與巖石地層的物理不相關(guān)）而獲取的統(tǒng)計(jì)，這導(dǎo)致測(cè)井成功的概率的潛在 錯(cuò)誤估計(jì)。
[0006] 因此，需要解決傳統(tǒng)方法中的這些以及其它的缺點(diǎn)的一種方法或多種方法，以通 過從風(fēng)險(xiǎn)的主觀評(píng)估轉(zhuǎn)移到定量方法（其中根據(jù)隨機(jī)反演計(jì)算的參數(shù)代替決策制定者的 推測(cè)）提供決策風(fēng)險(xiǎn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個(gè)方面是提供用于確定信息價(jià)值的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括由 計(jì)算機(jī)根據(jù)多個(gè)測(cè)井位置的一個(gè)或多個(gè)先驗(yàn)分布得出多個(gè)綜合先驗(yàn)地球模型和根據(jù)每個(gè) 先驗(yàn)分布來(lái)生成綜合數(shù)據(jù)；由計(jì)算機(jī)根據(jù)所述多個(gè)測(cè)井位置的后驗(yàn)分布得出多個(gè)后驗(yàn)地球 模型，其中所述后驗(yàn)分布是根據(jù)所述綜合數(shù)據(jù)通過隨機(jī)反演生成的并且多個(gè)后驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉?據(jù)所述多個(gè)先驗(yàn)地球模型中的每一個(gè)得出的；通過使用先驗(yàn)地球模型和后驗(yàn)地球模型二者 的地球參數(shù)與測(cè)井產(chǎn)量之間的關(guān)系，根據(jù)所述多個(gè)先驗(yàn)地球模型和后驗(yàn)地球模型計(jì)算多個(gè) 建議的測(cè)井位置處的測(cè)井產(chǎn)量；通過使用先驗(yàn)測(cè)井成本與地球參數(shù)之間的關(guān)系計(jì)算先驗(yàn)測(cè) 井成本和通過使用后驗(yàn)測(cè)井成本與地球參數(shù)之間的關(guān)系計(jì)算后驗(yàn)測(cè)井成本；通過使用先驗(yàn) 成本和先驗(yàn)產(chǎn)量計(jì)算先驗(yàn)值和通過使用后驗(yàn)成本和后驗(yàn)產(chǎn)量計(jì)算后驗(yàn)值；通過分別使用所 述先驗(yàn)值和所述后驗(yàn)值計(jì)算加權(quán)先驗(yàn)值和計(jì)算加權(quán)后驗(yàn)值；以及計(jì)算所述加權(quán)先驗(yàn)值和所 述加權(quán)后驗(yàn)值之間的差或比和計(jì)算在所述差或所述比的多個(gè)測(cè)井位置上的和以獲得所述 信息價(jià)值。
[0008] 本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供用于確定信息價(jià)值的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括 被配置為存儲(chǔ)測(cè)井位置和現(xiàn)有測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還包括與所述 計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器通信的處理器。該處理器被配置為：（a)根據(jù)多個(gè)測(cè)井位置的一個(gè)或多 個(gè)先驗(yàn)分布得出多個(gè)綜合先驗(yàn)地球模型和根據(jù)每個(gè)先驗(yàn)分布來(lái)生成綜合數(shù)據(jù)；(b)根據(jù)所 述多個(gè)測(cè)井位置的后驗(yàn)分布得出多個(gè)后驗(yàn)地球模型，其中所述后驗(yàn)分布是根據(jù)所述綜合數(shù) 據(jù)通過隨機(jī)反演生成的并且多個(gè)后驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)所述多個(gè)先驗(yàn)地球模型中的每一個(gè)得到 的；（c)通過使用先驗(yàn)地球模型和后驗(yàn)地球模型二者的地球參數(shù)與測(cè)井產(chǎn)量之間的關(guān)系， 根據(jù)所述多個(gè)先驗(yàn)地球模型和后驗(yàn)地球模型計(jì)算多個(gè)建議的測(cè)井位置處的測(cè)井產(chǎn)量；（d) 通過使用先驗(yàn)測(cè)井成本與地球參數(shù)之間的關(guān)系計(jì)算先驗(yàn)測(cè)井成本和通過使用后驗(yàn)測(cè)井成 本與地球參數(shù)之間的關(guān)系計(jì)算后驗(yàn)測(cè)井成本；（e)通過使用先驗(yàn)成本和先驗(yàn)產(chǎn)量計(jì)算先驗(yàn) 值和通過使用后驗(yàn)成本和后驗(yàn)產(chǎn)量來(lái)計(jì)算后驗(yàn)值；（f)通過分別使用所述先驗(yàn)值和所述后 驗(yàn)值計(jì)算加權(quán)先驗(yàn)值和計(jì)算加權(quán)后驗(yàn)值；和（g)計(jì)算所述加權(quán)先驗(yàn)值和所述加權(quán)后驗(yàn)值之 間的差或比和計(jì)算在所述差或所述比的多個(gè)測(cè)井位置上的和以獲得所述信息價(jià)值。
[0009] 盡管上述段落中將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法的各種步驟描述為按照特定 順序發(fā)生，但是本申請(qǐng)不受各種步驟發(fā)生的順序限制。實(shí)際上，在另選實(shí)施例中，各種步驟 可以以不同于上述順序或此處其它順序的順序來(lái)執(zhí)行。
[0010] 在考慮了參考附圖的以下說(shuō)明和所附權(quán)利要求后，本發(fā)明的這些和其它目的、特 征和特性、以及操作方法、結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能、部件的組合和制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加 明晰，附圖、說(shuō)明和權(quán)利要求全部構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，其中在各圖中相同的附圖標(biāo)記表 示對(duì)應(yīng)的部件。然而，要明確理解的是，這些附圖只是為了說(shuō)明和描述的目的，不應(yīng)作為對(duì) 本發(fā)明的限制的定義。如在說(shuō)明書和權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"該" 包括復(fù)數(shù)指示物，除非上下文明確另外指示。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 在附圖中：
[0012] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過由大地電磁數(shù)據(jù)的隨機(jī)反演導(dǎo)出的地?zé)崽锏?三維地球模型的深度剖面圖的示例；
[0013] 圖2A示出圖1所示的地球的一個(gè)位置X處的地球參數(shù)P (電阻率，以Ωηι計(jì)）的 后驗(yàn)分布Pr (Ρ I d，I)的示例；
[0014] 圖2B示出圖1所示的地球的一個(gè)位置X處的地球參數(shù)層厚h的后驗(yàn)分布Pr(p |d， I)的示例；
[0015] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于根據(jù)數(shù)量M的可能測(cè)井位置確定最佳測(cè)井位置 的方法的流程圖；
[0016] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定信息價(jià)值（VOI)的方法的流程圖；
[0017] 圖5A是表示示例的第一地球模型的圖，該第一地球模型在恒定深度處、跨所有X 位置（X坐標(biāo)）具有第一電阻率、以及相關(guān)聯(lián)的第一產(chǎn)量；
[0018] 圖5B是表示示例的第二地球模型的圖，該第二地球模型在與第一地球模型相同 的深度處具有較高的第二電阻率、以及相關(guān)聯(lián)的第二產(chǎn)量；
[0019] 圖5C是示出作為X坐標(biāo)的函數(shù)的第一產(chǎn)量值的繪圖和作為X坐標(biāo)的函數(shù)的第二 產(chǎn)量值的繪圖的圖；
[0020] 圖6A是在第一位置處與第一電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值（例如美元）的第一分布 和與恒定的第二電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第二分布的圖；
[0021] 圖6B是在第二位置處與恒定的第一電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第一分布和與恒 定的第二電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第二分布的圖；
[0022] 圖6C示出針對(duì)第一電阻率獲得的每個(gè)X位置的期望加權(quán)值的繪圖和針對(duì)第二電 阻率獲得的每個(gè)X位置的期望加權(quán)值的繪圖；
[0023] 圖7A是表示第一地球模型的圖，其中繪制有跨所有X位置的第一電阻率、跨所有 X位置的第一深度和跨所有X位置的第一產(chǎn)量；
[0024] 圖7B是表示第二地球模型的圖，其中繪制有跨所有X位置的第二電阻率、跨所有 X位置的第二深度和跨所有X位置的第二產(chǎn)量；
[0025] 圖7C是示出作為X坐標(biāo)的函數(shù)的第一產(chǎn)量值的繪圖和作為X坐標(biāo)的函數(shù)的第二 產(chǎn)量值的繪圖的圖；
[0026] 圖8A是在第一位置處與第一電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值（例如美元）的第一分布 和與第二電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第二分布的圖；
[0027] 圖8B是在第二位置處與第一電阻率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第一分布和與第二電阻 率和深度相關(guān)聯(lián)的值的第二分布的圖；
[0028] 圖8C示出針對(duì)第一電阻率獲得的每個(gè)X位置的期望加權(quán)值的繪圖和針對(duì)第二電 阻率獲得的每個(gè)X位置的期望加權(quán)值的繪圖；
[0029] 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的表示用于實(shí)現(xiàn)該方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用后驗(yàn)分析來(lái)確定具有最高的可能結(jié)果的測(cè)井位置。即， 后驗(yàn)分析可以用于在給定可用地球?qū)傩缘谋硎鱿麓_定哪個(gè)測(cè)井地點(diǎn)X具有最高成功概率。 地球?qū)傩钥梢员硎緸榈厍騾?shù)向量P。在以下段落中，出于說(shuō)明的目的，可以參考地球?qū)傩?的具體示例。然而，如可以理解的，向量P可以包括任何數(shù)量的地球參數(shù)，包括但不限于電 阻率、速度、滲透率、密度、孔隙度等。
[0031] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通過由大地電磁數(shù)據(jù)的隨機(jī)反演導(dǎo)出的地?zé)崽锏?三維地球模型的深度剖面圖的示例。在這種情況下，地球參數(shù)P是在由位置向量X定義的 三維位置處的層電阻率和層的距頂深度。在模型中的每個(gè)位置X處，后驗(yàn)Pr(p |d，I)定義 位置X處地球參數(shù)P的分布。橫坐標(biāo)軸表示位置X?？v坐標(biāo)軸表示巖石地層（rock layer) 的深度z。項(xiàng)d表示地球物理數(shù)據(jù)，項(xiàng)I表示先驗(yàn)信息，其可以是地質(zhì)的、地球物理的或地球 化學(xué)的等等或者它們的任何組合。因此，后驗(yàn)分布Pr (P I d，I)提供取決于從地球物理數(shù)據(jù) d獲得的證據(jù)的地球參數(shù)P的后驗(yàn)概率分布。
[0032] 圖1示出四個(gè)不同的層。地球參數(shù)（例如電阻率，例如以Ωηι計(jì)），由灰度表示。 圖1右側(cè)提供有圖表，其提供了與圖1中的灰條對(duì)應(yīng)的電阻率。如圖1所示，每一層具有被 示出為不同灰度條的可變電阻率。層邊界由虛線所示。圖1中繪制的電阻率和層深的值是 由在地?zé)崽锷先〉玫拇蟮仉姶艛?shù)據(jù)的隨機(jī)反演導(dǎo)出的后驗(yàn)分布Pr(p |d，I)的中值。在該 例子中，在每個(gè)X位置處，存在地球模型中的四個(gè)不同的電阻率值和三個(gè)深度值。
[0033] 圖2A示出圖1所示的地球的一個(gè)位置X處的地球參數(shù)P (電阻率，以Ω m計(jì)）的 后驗(yàn)分布Pr(p |d，I)的示例。在地球模型中的每個(gè)位置X處有四個(gè)電阻率rl、r2、r3和 r4。直方圖的橫坐標(biāo)軸表示電阻率，直方圖的縱坐標(biāo)軸表示頻率。繪制了這4層中的每一 層的電阻率的分布。還提供了中值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和模值。例如，第一層（層1)具有以對(duì)應(yīng)于 電阻率rl的大約70 Ωπι為中