專利名稱：用于儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性基于優(yōu)化的決策支持工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及油氣生產(chǎn)，并具體涉及考慮不確定性的儲層開發(fā)計(jì)劃。
背景技術(shù)：
開發(fā)和管理石油資源通常需要進(jìn)行多年的大量經(jīng)濟(jì)投資，同時期待收到對應(yīng)的大 量財(cái)政回報(bào)。石油儲層是產(chǎn)生利潤還是虧損主要取決于為儲層開發(fā)和管理實(shí)施的策略和戰(zhàn) 略。儲層開發(fā)計(jì)劃涉及策劃和/或選擇將長期產(chǎn)生有利經(jīng)濟(jì)結(jié)果的強(qiáng)有力的策略和戰(zhàn)略。儲層開發(fā)計(jì)劃可包括做出涉及例如生產(chǎn)平臺的規(guī)模、計(jì)時(timing)和位置以及 后來的擴(kuò)展和連接的決策。關(guān)鍵決策可包括平臺數(shù)量、位置、分配，以及在每個油田中要鉆 的井和要完成的井的計(jì)時。鉆后決策可以包括確定多井之間的產(chǎn)出率分配。任何一個決策 或行為可能具有系統(tǒng)范圍的牽連，例如其通過石油操作或儲層傳播積極或消極影響?？紤] 到僅僅是面對石油資源管理人員的許多決策中有代表性的一小部分的儲層開發(fā)計(jì)劃的上 述方面，人們可以認(rèn)識到計(jì)劃的價(jià)值和影響。基于計(jì)算機(jī)的建模對儲層開發(fā)計(jì)劃具有顯著潛力，特別是與先進(jìn)數(shù)學(xué)技術(shù)結(jié)合 時?；谟?jì)算機(jī)的計(jì)劃工具支持做出優(yōu)良的決策。一類計(jì)劃工具包括基于處理各種信息輸 入識別針對一組決策的最優(yōu)解決方案的方法。例如，示例性優(yōu)化模型可以朝著找到這樣解 決方案的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，所述解決方案從具有定義的一組約束的已知可能中產(chǎn)生最佳產(chǎn)出。因 此，石油操作可以通過適當(dāng)應(yīng)用用于優(yōu)化石油資源開發(fā)計(jì)劃和管理的優(yōu)化模型實(shí)現(xiàn)大的經(jīng) 濟(jì)利益，特別是那些涉及針對多年的多個油田或氣田做出決策的模型。在此使用的術(shù)語“最優(yōu)的”、“進(jìn)行優(yōu)化”、“使優(yōu)化”、“最優(yōu)性”、“優(yōu)化”(以及這些術(shù) 語的派生詞和其它形式，以及語言學(xué)上相關(guān)的單詞和短語)并非要在需要本發(fā)明來尋找最 佳解決方案或做出最佳決策方面進(jìn)行限制。盡管數(shù)學(xué)上最優(yōu)的解決方案(或解)事實(shí)上可 以獲得所有數(shù)學(xué)上可獲得的可能性中的最佳可能性，但優(yōu)化例程、方法、模型和過程的真實(shí) 世界實(shí)施例可能朝著這樣的目標(biāo)努力而不曾實(shí)際地實(shí)現(xiàn)完美。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在受益于本公開的情況下將理解這些術(shù)語在本發(fā)明范圍的背景下是更通用的。這些術(shù)語可描述 朝著一個解決方案工作，該解決方案可能是最佳的可獲得的解決方案、優(yōu)選解決方案或在 約束范圍內(nèi)提供特定益處的解決方案；或持續(xù)改善的解決方案；或改進(jìn)的解決方案；或搜 索目標(biāo)的高點(diǎn)或最大值的解決方案；或處理從而減少罰函數(shù)(penalty function)的解決 方案等等。在某些示例性實(shí)施例中，優(yōu)化模型可以是函數(shù)和方程的代數(shù)系統(tǒng)，包括(1)可限 制在特定域范圍內(nèi)的連續(xù)或整數(shù)變化的決策變量，(2)基于輸入數(shù)據(jù)(參數(shù))和決策變量 的約束方程，其限制指定的條件集內(nèi)變量的活動，該條件集定義正在被解決的優(yōu)化問題的 可行性，和/或(3)基于輸入數(shù)據(jù)(參數(shù))和決策變量的正在被優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，要么通過 使目標(biāo)函數(shù)最大化或使目標(biāo)函數(shù)最小化來優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。在某些變化中，優(yōu)化模型可包括 非可微分黑盒和其他非代數(shù)函數(shù)或方程。典型的(確定性)數(shù)學(xué)優(yōu)化問題涉及某些目標(biāo)函數(shù)的最小化或最大化，所述目 標(biāo)函數(shù)受到關(guān)于問題變量的一組約束。這就是通常所知的科學(xué)和工程領(lǐng)域的數(shù)學(xué)規(guī)劃 (programming)。數(shù)學(xué)規(guī)劃的子類別包括線性規(guī)劃(LP)、混合整數(shù)規(guī)劃(MIP)、非線性規(guī)劃 (NLP)和混合整數(shù)非線性規(guī)劃(MINLP)。確定性優(yōu)化模型通常是以下面的形式提出的，其中 目標(biāo)函數(shù)“f”是受到約束函數(shù)陣列“g”而優(yōu)化的，該約束函數(shù)陣列必須通過設(shè)定決策變量 陣列“X”和“y”的值而得到滿足。在提出數(shù)學(xué)規(guī)劃模型時，約束函數(shù)通常包括已知數(shù)據(jù)參 數(shù)和未知變量值的組合。minf (x, y)s. t. g(x, y) ^ 0解決(或求解)數(shù)學(xué)最優(yōu)性問題可包括尋找決策變量的值，以便滿足所有約束，其 中通過改變變量值同時仍然保持關(guān)于所有約束可行而改善目標(biāo)函數(shù)的值，在數(shù)學(xué)上是實(shí)質(zhì) 不可能的。當(dāng)問題的某些“已知”固定參數(shù)實(shí)際上不確定時，確定性優(yōu)化問題的解決方案可 以是亞最優(yōu)的，或甚至是不可行的，特別是如果問題參數(shù)的取值最終不同于被選擇用作要 求解的優(yōu)化模型的輸入的那些值時。儲層開發(fā)計(jì)劃的優(yōu)化過程是挑戰(zhàn)性的，即使假設(shè)經(jīng)濟(jì)情況和儲層和地面設(shè)施的動 態(tài)完全已知。通常，大量軟硬約束施加到更大數(shù)目的決策變量上。然而，實(shí)際上，儲層動態(tài)、 經(jīng)濟(jì)情況和/或決策過程的其他組成部分(component)中存在不確定性，這使得優(yōu)化過程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
傳統(tǒng)儲層開發(fā)計(jì)劃技術(shù)通常不能充分考慮這類不確定性。不確定性通常是與開發(fā) 計(jì)劃相關(guān)的信息和因素中固有的。也就是，優(yōu)化問題的輸入(和或許問題的數(shù)學(xué)建模)含 有不確定性。不確定性可視作非確定性的或經(jīng)過推理(a priori)保持未知的特征或方面。 在開發(fā)和管理石油資源時為決策支持應(yīng)用計(jì)算機(jī)編程的常規(guī)方法沒有充分全面地考慮這 些不確定性。當(dāng)前，儲層動態(tài)、經(jīng)濟(jì)情況或決策過程的其他組成部分中不確定性的考慮通常被 減少到非常有限數(shù)量的情形，例如，由“高邊(high-side)”情形、“最可能(most likely)，， 情形和“低邊(low-side)”情形表示的情形。例如，對于每種上述情形，通常通過取樣不確 定性空間中的隨機(jī)點(diǎn)，儲層動態(tài)中的不確定性被減小到已知值。在此使用的術(shù)語“不確定性空間”，通常指和待解決問題相關(guān)的不確定性的表示，例如，輸入到優(yōu)化例程的數(shù)據(jù)的總體 不確定性?；诓淮_定性空間有限取樣，值被分配給“高邊”情形，“最可能”情形和“低邊”情 形。通常針對特定情形優(yōu)化決策，通常是“最可能”情形，且隨后針對剩余的兩種情形估計(jì) 從而提供可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平。然而，該方法顯著低估不確定性的復(fù)雜性并可導(dǎo)致次優(yōu)的解 或不如某個其他未經(jīng)確認(rèn)解有利的解?？紤]到前面的討論，顯然本領(lǐng)域需要改進(jìn)的工具，其可輔助儲層開發(fā)計(jì)劃和/或 可提供和儲層開發(fā)和資源管理有關(guān)的決策支持。進(jìn)一步需要這樣的工具，其可為計(jì)劃或決 策支持考慮寬范圍的不確定性。進(jìn)一步還需要系統(tǒng)處理用于產(chǎn)生計(jì)劃或決策支持的模型中 的不確定數(shù)據(jù)的工具。進(jìn)一步需要這樣的工具，其可處理和產(chǎn)生儲層開發(fā)計(jì)劃或決策支持 有關(guān)的完整不確定性空間。進(jìn)一步需要這樣的工具，其中數(shù)據(jù)中的固有不確定性直接并入 到?jīng)Q策優(yōu)化模型中，因此與在不確定性的各種實(shí)現(xiàn)上的決策相關(guān)的權(quán)衡被捕獲，且因此在 就石油和/或天然氣儲層開發(fā)計(jì)劃做出決策時，可獲得更好的信息。前面本領(lǐng)域需求的討 論實(shí)際上是代表性的，而非詳盡的。解決一個或更多這類需求、或本領(lǐng)域某些其他相關(guān)缺點(diǎn) 的技術(shù)會有益于儲層開發(fā)計(jì)劃，例如，為更有效地且更有利地開發(fā)和管理儲層提供決策。本發(fā)明支持為開發(fā)和管理石油資源，如石油儲層做出決策、計(jì)劃、戰(zhàn)略和/或策 略。在本發(fā)明的一個方面中，基于計(jì)算機(jī)或軟件的方法可提供和開發(fā)一個或更多石油 儲層有關(guān)的決策支持。例如，該方法可基于與儲層和/或操作相關(guān)的輸入數(shù)據(jù)產(chǎn)生儲層開 發(fā)計(jì)劃。這樣的輸入數(shù)據(jù)可包括未知的或不清楚的流體動力學(xué)、儲層尺寸、當(dāng)前開發(fā)狀態(tài)、 當(dāng)前和計(jì)劃的石油價(jià)格、鉆井成本、鉆探時間的每小時成本、地質(zhì)數(shù)據(jù)、資本成本、當(dāng)前和計(jì) 劃可用資源(人力、財(cái)務(wù)、設(shè)備等等)和規(guī)章環(huán)境，僅舉幾個代表性可能性。輸入數(shù)據(jù)可具 有不確定性。更具體地，輸入數(shù)據(jù)的每個元素可具有關(guān)聯(lián)的不確定性的水平、量或指示。某 些輸入數(shù)據(jù)已知有高度不確定性，如鉆探時間的當(dāng)前成本，而其他輸入數(shù)據(jù)可具有不同程 度的不確定性。例如，未來鉆探時間成本的不確定性可隨著投入未來的時間量增加而增加。 也就是，開發(fā)計(jì)劃的第15年的鉆探時間成本的不確定性可能高于第二年的鉆探時間成本 的不確定性。輸入數(shù)據(jù)的總不確定性可定義不確定性空間。軟件例程可通過處理輸入數(shù)據(jù) 和考慮不確定性空間，例如，通過應(yīng)用魯棒性優(yōu)化例程而產(chǎn)生儲層開發(fā)計(jì)劃。產(chǎn)生儲層開發(fā) 計(jì)劃可包括輸出計(jì)劃的某方面，做出和生成或改變計(jì)劃相關(guān)的判定，或就關(guān)于例如儲層開 發(fā)或管理的一個或更多決策做出建議。在一個一般方面，儲層開發(fā)計(jì)劃方法包括接收關(guān)于儲層開發(fā)的數(shù)據(jù)。響應(yīng)于經(jīng)由 計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理接收的數(shù)據(jù)而生成儲層開發(fā)計(jì)劃。這方面的實(shí)施可包括以下特征中的一個或更多。例如，生成步驟可包括根據(jù)與接 收的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的不確定性空間生成儲層開發(fā)計(jì)劃。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化可包括基于接 收的數(shù)據(jù)和不確定性空間優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃的至少某個方面。接收數(shù)據(jù)可包括接收已知數(shù) 據(jù)參數(shù)和不確定的數(shù)據(jù)參數(shù)。經(jīng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理接收的數(shù)據(jù)包括用魯棒性 優(yōu)化模型處理數(shù)據(jù)，該魯棒性優(yōu)化模型并入了不確定的數(shù)據(jù)參數(shù)。不確定性空間可與接收 的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。經(jīng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理接收的數(shù)據(jù)可包括整體考慮不確定性空 間。
在另一個一般方面中，儲層開發(fā)計(jì)劃的方法包括接收關(guān)于儲層開發(fā)計(jì)劃的數(shù)據(jù)， 其中不確定性與數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)。至少某部分儲層開發(fā)計(jì)劃是響應(yīng)于用基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型處 理接收的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的，該模型包括不確定性。該方面的實(shí)施可包括一個或更多以下特征。例如，不確定性參數(shù)可說明不確定 性，且基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型可包括魯棒性優(yōu)化模型，該魯棒性優(yōu)化模型并入了不確定性 參數(shù)。在基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型中并入不確定性可包括捕獲不確定性的多種實(shí)現(xiàn)之間的權(quán) 衡。響應(yīng)于用基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型處理接收的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生至少某部分儲層開發(fā)計(jì)劃的步 驟可包括在整個不確定性空間上強(qiáng)制優(yōu)化問題的可行性，該基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型并入了 不確定性。響應(yīng)于用并入了不確定性的基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型處理接收的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生至少 某部分儲層開發(fā)計(jì)劃可包括在優(yōu)化模型內(nèi)系統(tǒng)處理不確定的數(shù)據(jù)。在另一個方面中，關(guān)于開發(fā)石油資源的決策支持方法包括接收關(guān)于決策的多個數(shù) 據(jù)元素，該決策關(guān)于開發(fā)石油儲層，其中不確定性的相應(yīng)特征與每個數(shù)據(jù)元素關(guān)聯(lián)。針對決 策的建議是響應(yīng)于用基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化例程處理每個數(shù)據(jù)元素和不確定性的每個相應(yīng)特 征輸出的。這方面的實(shí)施可包括一個或更多以下特征。例如，基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化例程可包括 魯棒性優(yōu)化模型。魯棒性優(yōu)化模型可并入不確定性的每個相應(yīng)特征。用基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化 例程處理每個數(shù)據(jù)元素和不確定性的每個相應(yīng)特征可包括覆蓋不確定性空間。在另一一般方面中，優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃的基于計(jì)算機(jī)的方法包括提供輸入數(shù)據(jù)， 該輸入數(shù)據(jù)包括不確定性。儲層的第一模擬是用儲層或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型利用 輸入數(shù)據(jù)生成的，其中第一模擬生成第一高保真度輸出數(shù)據(jù)。儲層或地面設(shè)施動態(tài)的低保 真度模型是用輸入數(shù)據(jù)和第一高保真度輸出數(shù)據(jù)生成的，其中低保真度模型生成預(yù)測。儲 層開發(fā)計(jì)劃模型是利用輸入數(shù)據(jù)和儲層或地面設(shè)施動態(tài)的低保真度模型優(yōu)化的，其中儲層 開發(fā)計(jì)劃模型生成儲層開發(fā)計(jì)劃輸出數(shù)據(jù)。儲層的第二模擬是用儲層或地面設(shè)施動態(tài)的高 保真度模型利用輸入數(shù)據(jù)和儲層開發(fā)計(jì)劃輸出數(shù)據(jù)執(zhí)行的，其中第二模擬生成第二高保真 度輸出數(shù)據(jù)。第二高保真度輸出數(shù)據(jù)與低保真度模型的預(yù)測比較。這些步驟包括生成儲層 或表面設(shè)施動態(tài)的低保真度模型，優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃模型，使用儲層或地面設(shè)施動態(tài)的高 保真度模型執(zhí)行儲層的第二模擬，并比較第二高保真度輸出數(shù)據(jù)和低保真度模型的預(yù)測， 重復(fù)這些步驟直到第二高保真度輸出數(shù)據(jù)與低保真度模型的預(yù)測基本一致。該方面的實(shí)施可包括一個或更多以下特征。例如，優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃模型可用魯 棒性優(yōu)化模型執(zhí)行。開發(fā)計(jì)劃是響應(yīng)于第二高保真度輸出數(shù)據(jù)與低保真度模型的預(yù)測一致 而生成的。與魯棒性優(yōu)化模型接口的求解例程(solution routine)可幫助魯棒性優(yōu)化模型 優(yōu)化儲層的開發(fā)計(jì)劃。魯棒性優(yōu)化模型可包括用于幫助優(yōu)化儲層的開發(fā)計(jì)劃的求解例程。在另一個一般方面，從地下儲層生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏姆椒òɑ谳斎霐?shù)據(jù)生成儲 層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)。儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)是根據(jù)不確定性空間優(yōu)化的。碳?xì)浠衔锸歉鶕?jù)優(yōu)化 的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)的輸出從儲層生產(chǎn)的。該方面的實(shí)施可包括一個或更多以下特征。例如，輸入數(shù)據(jù)可包括確定性分量和 非確定性分量。根據(jù)不確定性空間優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)包括以魯棒性優(yōu)化模型考慮每個 不確定性分量。根據(jù)不確定性空間優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)可包括執(zhí)行基于計(jì)算機(jī)的魯棒性 優(yōu)化模型，其并入了輸入數(shù)據(jù)的不確定性。不確定性空間可規(guī)定輸入數(shù)據(jù)的固有不確定性。儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)可包括優(yōu)化模型，該優(yōu)化模型包括低保真度儲層模型和高保真度儲層模 型。高保真度模型從優(yōu)化模型接受一個或更多參數(shù)輸入數(shù)據(jù)，并提供一個或更多儲層或地 面設(shè)施特性輸入數(shù)據(jù)給優(yōu)化模型。發(fā)明內(nèi)容中給出的針對儲層開發(fā)的決策支持工具的討論僅用于說明目的。從審閱 所公開實(shí)施例的以下詳細(xì)說明并參考所附附圖和權(quán)利要求，可更清楚地理解和認(rèn)識本發(fā)明 的不同方面。而且，本發(fā)明的其他方面、系統(tǒng)、方法、特征、優(yōu)點(diǎn)和目的對研究以下附圖和詳 細(xì)說明的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。所有這些方面、系統(tǒng)、方法、特征、優(yōu)點(diǎn)和目的 包括在本說明書內(nèi)，處于本發(fā)明范疇內(nèi)，并受權(quán)利要求保護(hù)。


圖1是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例，表示與儲層模型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的整個不確定性 空間的使用示圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例的三維儲層模型示圖，該模型包括定義多個 節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)格。圖3是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例，模擬圖2的儲層模型操作的儲層模擬器的 流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例，魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)的示 意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例，操作圖4的魯棒性基于優(yōu)化的儲層計(jì)劃系 統(tǒng)的方法流程圖。本發(fā)明的許多方面可參考上面附圖更好地理解。圖中所示元素和特征不必按比 例，相反，強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)是明確地示出本發(fā)明示例性實(shí)施例的原理。而且，某些尺寸可能被夸 大以便有助于視覺傳達(dá)這樣的原理。附圖中，遍布幾個示圖的標(biāo)識號指示相似或相應(yīng)的，但 不必是相同的元素。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明示例性實(shí)施例支持在不確定參數(shù)的細(xì)節(jié)保持未知的情況下，就儲層開發(fā)計(jì) 劃做出決策。這樣的不確定性可直接在優(yōu)化模型內(nèi)考慮，該優(yōu)化模型可以是魯棒性優(yōu)化模 型。在示例性實(shí)施例中，魯棒性優(yōu)化模型系統(tǒng)地處理所有不確定數(shù)據(jù)。這樣的范例允許產(chǎn) 生靈活或魯棒性的優(yōu)化解決方案，該解決方案保持覆蓋不確定性空間的可行性，并且這樣 的范例允許在輸入數(shù)據(jù)中的最優(yōu)性和隨機(jī)性或不確定性之間做出權(quán)衡。在某些示例性實(shí)施例中，魯棒性優(yōu)化提供儲層開發(fā)計(jì)劃方法并有效處理不確定 性。在某些實(shí)施例中，優(yōu)化可類似于用于隨機(jī)編程的追償(recourse)模型。然而對象中的 罰函數(shù)可取代所有可能實(shí)現(xiàn)的可行性，可能實(shí)現(xiàn)有時被稱為“情景(scenarios)”。魯棒性 優(yōu)化的一個示例性實(shí)施例整合目標(biāo)編程和問題數(shù)據(jù)的基于情景的說明。本發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)施，且不能解釋為限于這里給出的實(shí)施例；相反，提 供這些實(shí)施例以便本公開透徹完整，并充分地向本領(lǐng)域技術(shù)人員表達(dá)本發(fā)明范疇。而且，這 里給出的所有“例子”或“示例性實(shí)施例”是非限制性的，并且尤其由本發(fā)明的代表支持。現(xiàn)在將參考圖1-4詳細(xì)說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例，與儲層模型數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的整個不確定性空間的使用示圖。橢圓形形狀表示不確 定性空間100，如下面的討論，不確定性空間100的特征是為計(jì)劃或做決策考慮的信息或數(shù) 據(jù)的不確定性。橢圓形內(nèi)陰影表示全部不確定性空間100都被考慮，而非僅不確定性空間 100內(nèi)的隨機(jī)數(shù)據(jù)點(diǎn)。也就是，魯棒性優(yōu)化模型允許針對被視作可能的所有值104考慮整個 不確定性空間100。借助全面考察不確定性，魯棒性優(yōu)化模型提供最優(yōu)解決方案。圖2是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例的三維儲層模型200的示圖，該模型200包 括定義多個節(jié)點(diǎn)204的網(wǎng)格206。儲層模型200可用于模擬具有一個或更多垂直井202的油 和/或氣儲層的操作。如圖所示，儲層模型200可由網(wǎng)格206分成多個節(jié)點(diǎn)204。網(wǎng)格206 表示單元形式的地質(zhì)信息從而根據(jù)網(wǎng)格206支持基于計(jì)算機(jī)的儲層和地質(zhì)信息的處理。儲 層模型200的節(jié)點(diǎn)204可具有不一致的尺寸。這個三維儲層模型200可提供結(jié)合儲層模擬 器使用的額外數(shù)據(jù)。圖3是根據(jù)本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例的流程圖，其示出模擬圖2的儲層模型200 操作的儲層模擬器300。在示例性實(shí)施例中，模擬器300包括一組在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的指 令。也就是，模擬器300包括在一臺或更多臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個或更多軟件程序。此外， 計(jì)算機(jī)可具有執(zhí)行該模擬的一個或更多處理器。參考圖2和圖3，儲層模擬器300模擬儲層模型的操作，其中為儲層模型200的井 202和地面設(shè)施網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行井管理302。井管理302是對儲層模型200中的所有井202執(zhí)行 的，并包括迭代過程304，其中執(zhí)行雅可比構(gòu)造(Jacobian construction)和流量計(jì)算306， 然后執(zhí)行線性求解308和一個或更多特性計(jì)算310。線性求解308和/或一個或更多特性 計(jì)算310是對大數(shù)據(jù)陣列或數(shù)組執(zhí)行的，這些數(shù)據(jù)表示特性，例如，網(wǎng)格206中網(wǎng)格點(diǎn)的壓 力和組成。在儲層模型200中針對井202的迭代過程304完成且收斂后，井202的數(shù)據(jù)在結(jié) 果/檢查點(diǎn)1/0(輸入/輸出)312中生成。在完成針對井202的井管理302后，井管理302 可針對整個儲層模型200的剩余井202執(zhí)行，其中每個井202的結(jié)果是在結(jié)果/檢查點(diǎn)I/ 0 312生成的。儲層模擬器300可用一個或更多通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、模擬處理器、數(shù)字 處理器、中央處理單元和/或分布式計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。也就是，儲層模擬器300可包括計(jì)算機(jī) 可執(zhí)行指令或代碼。儲層模擬器300的輸出可包括在圖形用戶界面(⑶I)上顯示的結(jié)果、數(shù)據(jù)文件、介 質(zhì)如光盤或磁盤上的數(shù)據(jù)、紙質(zhì)報(bào)告或傳輸?shù)搅硪粋€計(jì)算機(jī)或另一個軟件例程的信號(未 完全列出)。儲層模型200和儲層模擬器300可用于模擬儲層的操作，從而允許對碳?xì)浠衔?儲層、井和相關(guān)地面設(shè)施中流動的流體、能量和/或氣體的建模。儲層模擬300是儲層優(yōu)化 的一部分，儲層優(yōu)化也包括構(gòu)建數(shù)據(jù)從而精確地表示儲層。示例性模擬目標(biāo)包括理解形成 流動方式，以便優(yōu)化針對從井202和地面設(shè)施的某個集合生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏哪硞€策略。模 擬通常是耗時的迭代過程的一部分從而減小關(guān)于特定儲層模型描述的不確定性，同時優(yōu)化 生產(chǎn)策略。例如，儲層模擬是一種計(jì)算流體動力學(xué)模擬。儲層模型200和儲層模擬器300可進(jìn)一步用于優(yōu)化相應(yīng)儲層、井和相關(guān)地面設(shè)施 的設(shè)計(jì)和操作。圖4是根據(jù)本發(fā)明某些示例性實(shí)施例的魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400的示意圖。在示例性實(shí)施例中，儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400是計(jì)算機(jī)程序、基于軟件的引擎或計(jì) 算模塊。而且，圖4中每個所示方框可包括計(jì)算機(jī)程序、基于軟件的引擎或計(jì)算模塊。因 此，魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400可以用例如一個或更多通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì) 算機(jī)、模擬處理器、數(shù)字處理器、中央處理單元和/或分布式計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400包括針對儲層開發(fā)計(jì)劃的一個或更多 魯棒性優(yōu)化模型402。給定某個目標(biāo)對象并受到系統(tǒng)約束，針對儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化 模型402是用于優(yōu)化開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型。此外，魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃400可包括輸入數(shù)據(jù)的至少一個源404、儲 層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406和求解例程408。儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的 高保真度模型406是高保真度模型或儲層模擬模型，其用于在后續(xù)迭代中更新和調(diào)整儲層 開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402。由于儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402可包含在其約 束方程系統(tǒng)內(nèi)的儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406的近似，所以這樣的更新和 調(diào)整提供改進(jìn)。包括在儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402內(nèi)的低保真度模型提供儲層和 /或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406的這個近似。儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402可從輸入數(shù)據(jù)的源404接收輸入數(shù)據(jù)。輸入 數(shù)據(jù)可包括在一個或更多電子數(shù)據(jù)表、一個或更多數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)項(xiàng)、經(jīng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)或因 特網(wǎng)饋入的信息、手動輸入、來自⑶I的用戶輸入等等。在處理輸入數(shù)據(jù)后，儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402可提供輸出給所考慮儲 層的儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406。儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度 模型406可進(jìn)而提供其輸出數(shù)據(jù)到儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402。最后，儲層開發(fā)計(jì) 劃的魯棒性優(yōu)化模型402可與求解例程408接口。本示例性實(shí)施例提供魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400，其中與儲層關(guān)聯(lián) 的數(shù)據(jù)中固有的不確定性直接并入到儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402中。通過在儲層 開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402中結(jié)合或并入數(shù)據(jù)中的不確定性，捕獲與不確定性的各種 實(shí)現(xiàn)上的決策關(guān)聯(lián)的權(quán)衡，且因此在關(guān)于石油和/或天然氣儲層開發(fā)計(jì)劃做出決策時，可 獲得更好的信息。魯棒性優(yōu)化的目的是選擇能夠最好地應(yīng)付不確定數(shù)據(jù)的各種實(shí)現(xiàn)的解決方案。假 設(shè)不確定數(shù)據(jù)是未知的但受限制，且理論結(jié)果也可假設(shè)不確定性空間的凸性(convexity)。 不確定參數(shù)的優(yōu)化問題再形成為對應(yīng)的魯棒性優(yōu)化問題。在這種情形中，除了已知的或確 定的數(shù)據(jù)參數(shù)，還有約束中出現(xiàn)的不確定數(shù)據(jù)參數(shù)θ (theta)。約束被再形成，以便在給定 不確定參數(shù)的任何可能實(shí)現(xiàn)的情況下，它們必須被滿足?，F(xiàn)在還提出決策變量數(shù)組“X”和 “y”，以便其取決于不確定參數(shù)的實(shí)現(xiàn)。minf (x, y)s.t.g(x,y;0) ^oVGe {不確定性空間}χ e Xy( θ ) e Y根據(jù)示例性實(shí)施例，通過為整個給定的不確定性空間(例如，基本覆蓋不確定性 空間)強(qiáng)制優(yōu)化問題的可行性，魯棒性優(yōu)化確保(或替代地提供或支持)優(yōu)化解決方案中 的魯棒性和靈活性。解決方案避免違反(或不違反)針對任何數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)的任何約束。而且，
11魯棒性優(yōu)化允許給定的最糟情形的緩解。在示例性實(shí)施例中，魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400提供決策支持工具 來優(yōu)化滿足所有商業(yè)問題約束的對象函數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避、風(fēng)險(xiǎn)中性(risk neutral)或風(fēng)險(xiǎn)尋 求度量(如，凈現(xiàn)值，NPV)。在示例性實(shí)施例中，儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402可以是儲層模型200 (圖 2)的數(shù)據(jù)獨(dú)立的數(shù)學(xué)抽象。輸入數(shù)據(jù)的源404可提供儲層數(shù)據(jù)，其可以是例如從電子數(shù)據(jù) 表、數(shù)據(jù)庫、手動輸入或其他方式存儲和檢索的。儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模 型406可包括一個或更多儲層或地面設(shè)施模擬器，如儲層模擬器300可包括或可以是基于 軟件的工具、程序或功能；如Schlumberger Technology公司銷售的注冊商標(biāo)為“ECLIPSE” 的，Landmark Graphics公司銷售的注冊商標(biāo)為“VIP”、或Landmark Graphics公司銷售的 注冊商標(biāo)為“NEXUS”的那些軟件工具、程序。而且，求解例程408可包括用于求解儲層開發(fā) 計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402的一個或更多例程、方法、過程或算法。在示例性實(shí)施例中，儲 層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402和求解例程408的設(shè)計(jì)和操作可完全或部分結(jié)合。此 外，魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)400的設(shè)計(jì)和操作可例如利用一個或更多通用可 編程計(jì)算機(jī)實(shí)施，所述計(jì)算機(jī)可分布或不分布在一個或更多通信網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)或其間。圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例操作圖4的魯棒性基于優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)的方法 500的流程圖。這里所述的方法和過程中的某些步驟(參考圖5以及其他附圖)必然自然領(lǐng)先于 本發(fā)明其他方法中的步驟，從而如所述那樣發(fā)生功效。然而，本發(fā)明不限于所述步驟順序， 如果這樣的順序或序列不會不利地改變本發(fā)明的功能。也就是，認(rèn)識到某些步驟可在其他 步驟之前或之后執(zhí)行，或與其他步驟并行執(zhí)行，而不偏離本發(fā)明的范疇和精神。本發(fā)明可包 括多個過程，其可以用計(jì)算機(jī)和/或手動操作實(shí)施。本發(fā)明可包括一個或更多計(jì)算機(jī)程序， 這些計(jì)算機(jī)程序可實(shí)施這里所述的某些功能和例子、圖表、示圖和流程圖中示出的某些功 能。然而，顯然可以有許多不同方式用計(jì)算機(jī)編程、手動、非基于計(jì)算機(jī)的機(jī)器或與計(jì)算機(jī) 和手動實(shí)施的結(jié)合來實(shí)施本發(fā)明的各方面。本發(fā)明不能解釋為局限于任何一組計(jì)算機(jī)程序 指令。進(jìn)一步，具有普通技能的程序員應(yīng)能夠基于本文給出的公開和教導(dǎo)編寫這類計(jì)算機(jī) 程序，而不會有困難或不當(dāng)實(shí)驗(yàn)。因此，一組特定程序代碼指令的公開不會被當(dāng)作是適當(dāng)理解如何實(shí)現(xiàn)和使用本發(fā) 明所必要的。本發(fā)明任何編程方面的創(chuàng)造性功能將在下面的說明中結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)解 釋，所述附圖示出功能和程序流程和過程。參考圖5，操作的方法500將示例性參考圖1、2、3和4討論，其從步驟505開始并 進(jìn)行到步驟510。在步驟510，開發(fā)計(jì)劃情形輸入數(shù)據(jù)被提供給儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化 模型402。輸入數(shù)據(jù)可從手動數(shù)據(jù)輸入、電子數(shù)據(jù)表和數(shù)據(jù)庫的組合提供，并可包括但不限 于不確定參數(shù)的規(guī)范(如不確定值的范圍)、決策變量(如實(shí)施時的時間)、風(fēng)險(xiǎn)態(tài)度、目標(biāo) 函數(shù)等。這些輸入數(shù)據(jù)可形成用于在儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402內(nèi)增加一個或更 多數(shù)學(xué)模型的數(shù)據(jù)實(shí)例。在步驟515，初始化儲層和/或地面設(shè)施參數(shù)輸入數(shù)據(jù)被提供給儲層和/或地面設(shè) 施動態(tài)的高保真度模型406。在步驟520，儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406模 擬儲層和/或地面設(shè)施。儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的該高保真度模型406可包括儲層和地面設(shè)施動態(tài)的一個或更多高保真度模型，例如，上述儲層和設(shè)施模擬器。此外，在執(zhí)行模擬 后，獲得關(guān)于儲層和地面設(shè)施操作的數(shù)據(jù)，其中所述數(shù)據(jù)包括但不限于生產(chǎn)估計(jì)、結(jié)構(gòu)、流 動特性等等。在步驟525，儲層和/或地面設(shè)施特性的模擬結(jié)果是作為儲層和/或地面設(shè)施特 性輸入數(shù)據(jù)提供給儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型的，其也可被稱為第一高保真度輸出數(shù) 據(jù)。在步驟530，生成初始低保真度模型組件，其包括在儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模 型402中。初始保真度模型組件是針對儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的預(yù)測。該預(yù)測是利用輸 入數(shù)據(jù)和第一高保真度輸出數(shù)據(jù)生成的。儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402包括低保真 度模型，該低保真度模型在計(jì)算上是高效的，并提供儲層和地面設(shè)施動態(tài)的近似。換句話 說，與高保真度模型比較，低保真度模型提供較小的計(jì)算精度從而產(chǎn)生相對粗糙的結(jié)果，且 因此在典型計(jì)算系統(tǒng)上執(zhí)行要快得多。低保真度模型可從用于儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的 高保真度模型406中的部分軟件代碼生成。例如，高保真度模型的軟件可被調(diào)整以便運(yùn)行 較少的迭代。高保真度模型可被調(diào)整或配置，以通過運(yùn)行兩維橫截面，減小參數(shù)輸入的數(shù) 目，規(guī)定更大的單元尺寸等提供低保真度模型。在完成步驟505到530后，儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402是在步驟535利 用輸入數(shù)據(jù)和儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的低保真度模型求解的。儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu) 化模型402包括一個或更多魯棒性優(yōu)化模型，該魯棒性優(yōu)化模型可包括例如MINLP類模型 和基于MINLP的求解例程或算法。儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402可用一個或更多適合用途或?qū)Ｓ?(fit-for-purpose)的求解例程求解，這些例程可在儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402 和求解例程408的一個或更多個中提供。適合用途的求解例程可包括商業(yè)或公開可用的數(shù) 學(xué)編程求解器例程和特別設(shè)計(jì)的模型特定技術(shù)的組合。因此，求解儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性 優(yōu)化模型402可在不具有針對不確定性表示的概率密度函數(shù)的條件下實(shí)現(xiàn)。儲層開發(fā)計(jì)劃 的魯棒性優(yōu)化模型403的求解生成儲層模型解決方案，其中針對儲層和/或地面設(shè)施動態(tài) 的高保真度模型406的試驗(yàn)性開發(fā)計(jì)劃和儲層和/或地面設(shè)施參數(shù)輸入數(shù)據(jù)，其也可稱為 儲層開發(fā)計(jì)劃輸出數(shù)據(jù)，是基于該儲層模型解決方案生成的。在步驟540，通過求解儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402生成的儲層和/或地面 設(shè)施參數(shù)輸入數(shù)據(jù)被提供給儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406。在步驟545，儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406再次模擬儲層和/或地 面設(shè)施。該模擬生成對應(yīng)的高保真度輸出數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)也可被稱為儲層和/或地面設(shè)施特 性輸入數(shù)據(jù)。在步驟550，判定高保真度模型的輸出是否基本與低保真度模型的預(yù)測一致。如果 組成部分不是基本一致，則在步驟555，儲層和/或地面設(shè)施特性輸入數(shù)據(jù)再次被提供給儲 層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402。在步驟560，低保真度模型組成部分被再次生成，以便 包括到儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型中。在步驟535，儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402再次被求解。在步驟550，該過 程繼續(xù)迭代直到高保真度模型的輸出基本與低保真度模型的預(yù)測一致。例如，當(dāng)?shù)捅Ｕ娑?模型和高保真度模型的結(jié)果收斂時，步驟550可判定足夠水平的處理已經(jīng)完成。此時，步驟550認(rèn)為迭代完成?！┑捅Ｕ娑饶Ｐ偷念A(yù)測與儲層和/或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型406的輸出 一致時，儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性優(yōu)化模型402再次被求解從而生成輸出，其可包括在步驟 565的最終開發(fā)計(jì)劃。該輸出可用于生成報(bào)告、計(jì)算、表格、圖形、圖表等等，用于數(shù)據(jù)不確定 性下開發(fā)計(jì)劃或儲層管理的分析。而且，輸出的示例性實(shí)施例包括在圖形用戶界面(GUI) 上顯示的結(jié)果、數(shù)據(jù)文件、介質(zhì)如光盤或磁盤上的數(shù)據(jù)、紙質(zhì)報(bào)告、或傳輸給另一個計(jì)算機(jī) 或另一個軟件程序的信號或某些其他有形輸出，這里僅列出幾個作為例子。根據(jù)某些實(shí)施例，可測試和優(yōu)化多種情形，以便它們的結(jié)果可以作為過程的一部 分進(jìn)行并行比較。操作的方法500然后在步驟750結(jié)束。雖然操作的方法500已經(jīng)以多個 步驟示出，但某些步驟可以以不同順序執(zhí)行，而不偏離示例性實(shí)施例的范疇和精神。在不同示例性實(shí)施例中，方法500可用數(shù)學(xué)編程語言或系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，如AIMMS (高級 建模開發(fā)系統(tǒng))、GAMS (通用代數(shù)建模系統(tǒng))、AMPL、0PL、MOsel或使用計(jì)算機(jī)編程語言實(shí)現(xiàn)， 如C++或Java或兩者的某個組合。適合用途的求解例程可以以數(shù)學(xué)編程語言或直接以計(jì) 算機(jī)編程語言開發(fā)，或借助商業(yè)可用軟件工具的支持開發(fā)。例如，商業(yè)和開源版本的數(shù)學(xué)編 程語言和計(jì)算機(jī)編程代碼編譯器通常都是可獲得的。可以理解，可對前面的說明做出修改而不偏離本發(fā)明的范疇和精神。例如，本發(fā)明 示例性實(shí)施例的教導(dǎo)可用來提高其他類型的η維計(jì)算機(jī)模型的計(jì)算效率。雖然已經(jīng)示出并說明了本發(fā)明的說明性實(shí)施例，但前面的公開內(nèi)容設(shè)想了寬范圍 的修改、變化和替換。在某些情形中，可采用本發(fā)明的某些特征而不相應(yīng)使用其他特征。因 此，所附權(quán)利要求被寬泛解讀并以與本發(fā)明范疇和精神一致的方式解讀是適當(dāng)?shù)摹?br> 權(quán)利要求
1.一種用于儲層開發(fā)計(jì)劃的方法，其包括以下步驟接收關(guān)于儲層開發(fā)的數(shù)據(jù)；以及響應(yīng)于經(jīng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理所接收的數(shù)據(jù)，生成儲層開發(fā)計(jì)劃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述生成步驟包括根據(jù)與所接收的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的不 確定性空間，生成所述儲層開發(fā)計(jì)劃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化包括根據(jù)所接收的數(shù)據(jù) 和不確定性空間，優(yōu)化所述儲層開發(fā)計(jì)劃的至少某方面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中接收數(shù)據(jù)的步驟包括接收已知數(shù)據(jù)參數(shù)和不確定 數(shù)據(jù)參數(shù)，以及其中經(jīng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理所接收的數(shù)據(jù)包括用魯棒性優(yōu)化模型處理所 述數(shù)據(jù)，該模型并入了所述不確定數(shù)據(jù)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中不確定性空間與所接收的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，且其中經(jīng)由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的魯棒性優(yōu)化處理所接收的數(shù)據(jù)包括整體考慮不確定性空間。
6.一種用于儲層開發(fā)計(jì)劃的方法，其包括以下步驟接收關(guān)于儲層開發(fā)計(jì)劃的數(shù)據(jù)，其中不確定性與所述數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于用并入了所述不確定性的基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型處理所接收的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生儲 層開發(fā)計(jì)劃的至少某個部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中不確定性參數(shù)描述所述不確定性，且其中所述基 于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型包括魯棒性優(yōu)化模型，該模型并入了所述不確定性參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中在基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模型中并入所述不確定性包 括捕獲所述不確定性的多個實(shí)現(xiàn)間的權(quán)衡。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中響應(yīng)于用并入了不確定性的基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化模 型處理所接收的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生儲層開發(fā)計(jì)劃的至少某個部分的所述步驟包括在整個不確定性空間上強(qiáng)迫優(yōu)化問題的可行性。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中響應(yīng)于用并入了不確定性的基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化 模型處理所接收的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生儲層開發(fā)計(jì)劃的至少某個部分的所述步驟包括在所述優(yōu)化模型內(nèi)系統(tǒng)處理不確定的數(shù)據(jù)。
11.一種關(guān)于開發(fā)石油資源的決策支持方法，其包括以下步驟接收關(guān)于開發(fā)石油儲層的決策的多個數(shù)據(jù)元素，其中不確定性的相應(yīng)特征與每個所述 數(shù)據(jù)元素關(guān)聯(lián)；以及響應(yīng)于用基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化例程處理每個所述數(shù)據(jù)元素和不確定性的每個所述相應(yīng) 特征，輸出針對所述決策的建議。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化例程包括魯棒性優(yōu)化模型。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述魯棒性優(yōu)化模型并入了不確定性的每個所述相 應(yīng)特征。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中用所述基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化例程處理每個所述數(shù)據(jù)元 素和不確定性的每個所述相應(yīng)特征包括覆蓋不確定性空間。
15.一種基于計(jì)算機(jī)的優(yōu)化儲層的開發(fā)計(jì)劃的方法，其包括提供包括不確定性的輸入數(shù)據(jù)；利用所述輸入數(shù)據(jù)，用儲層或地面設(shè)施動態(tài)的高保真度模型生成所述儲層的第一模 擬，其中所述第一模擬生成第一高保真度輸出數(shù)據(jù)；利用所述輸入數(shù)據(jù)和所述第一高保真度輸出數(shù)據(jù)，生成儲層或地面設(shè)施動態(tài)的低保真 度模型，其中所述低保真度模型生成預(yù)測；利用所述輸入數(shù)據(jù)和儲層或地面設(shè)施動態(tài)的所述低保真度模型優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃模 型，其中所述儲層開發(fā)計(jì)劃模型生成儲層開發(fā)計(jì)劃輸出數(shù)據(jù)；利用所述輸入數(shù)據(jù)和所述儲層開發(fā)計(jì)劃輸出數(shù)據(jù)，使用儲層或地面設(shè)施動態(tài)的所述高 保真度模型執(zhí)行所述儲層的第二模擬，其中所述第二模擬生成第二高保真度輸出數(shù)據(jù)； 比較所述第二高保真度輸出數(shù)據(jù)和所述低保真度模型的所述預(yù)測； 重復(fù)以下步驟直到所述第二高保真度輸出數(shù)據(jù)基本與所述低保真度模型的所述預(yù)測 一致生成儲層或地面設(shè)施動態(tài)的低保真度模型，優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃模型，使用儲層或地面 設(shè)施動態(tài)的所述高保真度模型執(zhí)行所述儲層的第二模擬，以及比較所述第二高保真度輸出 數(shù)據(jù)和所述低保真度模型的所述預(yù)測。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述優(yōu)化儲層開發(fā)計(jì)劃模型是用魯棒性優(yōu)化模 型執(zhí)行的。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于所述第二高保真度輸出數(shù)據(jù)與所述低保真度模型的所述預(yù)測一致而生成開發(fā) 計(jì)劃。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中求解例程與所述魯棒性優(yōu)化模型接口，其輔助 所述魯棒性優(yōu)化模型來優(yōu)化所述儲層的開發(fā)計(jì)劃。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述魯棒性優(yōu)化模型包括求解例程，其用于輔 助優(yōu)化所述儲層的開發(fā)計(jì)劃。
20.一種從地下儲層生產(chǎn)碳?xì)浠衔锏姆椒?，其包?基于輸入數(shù)據(jù)生成儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)；根據(jù)不確定性空間優(yōu)化所述儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)；以及 根據(jù)來自所優(yōu)化的儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)的輸出，從所述儲層生產(chǎn)碳?xì)浠衔铩?br> 21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述輸入數(shù)據(jù)包括確定性分量和非確定性分 量，以及其中根據(jù)所述不確定性空間優(yōu)化所述儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)的步驟包括 以魯棒性優(yōu)化模型考慮每個所述非確定性分量。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中根據(jù)所述不確定性空間優(yōu)化所述儲層開發(fā)計(jì)劃 系統(tǒng)包括執(zhí)行基于計(jì)算機(jī)的魯棒性優(yōu)化模型，該優(yōu)化模型并入了所述輸入數(shù)據(jù)的不確定性。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述不確定性空間規(guī)定所述輸入數(shù)據(jù)的固有不確定性。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述儲層開發(fā)計(jì)劃系統(tǒng)包括 包括低保真度儲層模型的優(yōu)化模型；以及高保真度儲層模型，其中所述高保真度模型從所述優(yōu)化模型接受一個或更多參數(shù)輸入數(shù)據(jù)，并提供一個或更多儲層或地面設(shè)施特 性輸入數(shù)據(jù)到所述優(yōu)化模型。
全文摘要
儲層開發(fā)計(jì)劃的魯棒性基于優(yōu)化的決策支持工具可包括輸入數(shù)據(jù)源、優(yōu)化模型、模擬儲層的高保真度模型和與優(yōu)化模型接口的一個或更多求解例程。優(yōu)化模型可考慮在優(yōu)化模型內(nèi)直接具有不確定性的未知參數(shù)。該模型可系統(tǒng)地處理不確定數(shù)據(jù)，例如全面地或甚至考慮所有不確定數(shù)據(jù)。因此，優(yōu)化模型可提供靈活的或魯棒性的優(yōu)化解決方案，所述優(yōu)化解決方案在不確定性空間上保持可行。一旦儲層模型被優(yōu)化，則可生成最終開發(fā)計(jì)劃。
文檔編號G06E1/00GK102007459SQ200980113561
公開日2011年4月6日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月17日
發(fā)明者K·C·弗曼, V·戈?duì)?申請人:埃克森美孚上游研究公司