资源描述：
《用excel实现油气可采储量估算的蒙特卡洛模拟分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、用EXCEL实现油气可采储量估算的蒙特卡洛模拟分析刘清志,马二领(中国石油大学(华东)经济管理学院,山东东营257061)摘要:本文介绍了蒙特卡洛(模拟)方法的原理以及Excel软件强大的函数计算功能和图表功能,并应用Excel建立油气可采储量估算的数学模型,然后进行蒙特卡洛模拟试验,最终估算出一个具有一定可信度的、比较合理的油气可采储量数值。关键词:Excel;石油天然气可采储量;蒙特卡洛模拟文章编号:1002-980X(2009)09-0063-03中图分类号:F232;F275文献标识码:A油气勘探开发是一项高风险、高技术、高投入和高
2、回报的商业经营活动。无论是在新区发现新油气,还是在成熟区老油田增加新储量,对油气可采储量的估算贯穿于石油勘探开发活动的始终。油气可采储量受很多参数的影响,如孔隙度、油区面积、油层厚度、水饱和度、原油体积系数和采收率等。以上参数往往来自估计或者预测,带有某种不确定性,这种不确定性则可能出现预期结果与实际结果完全相反的现象,导致项目投资的失败和项目决策的失误。因此,采用科学的油气可采储量估算方法至关重要,其中蒙特卡洛模拟方法对于解决这类问题是一种比较理想的方法。对象,以概率论为基础,计算的结果是一条可采储量期望曲线。可采储量期望曲线可以提供不同
3、可靠程度的可采储量数值,人们可以按照不同的需要取值。在使用可采储量数值时,一般选用一个可采储量范围值,这样更能反映人们对地下资源的认识程度,因而对勘探开发工作更富有指导意义。2用EXCEL建模的几个问题蒙特卡洛模拟方法的应用与计算机技术的发展密不可分,只有借助计算机高效、便捷的计算功能,蒙特卡洛模拟在实践中的应用才成为可能。经过最近十几年计算机软硬件技术的飞速发展,Excel软件已成为大众首选的决策分析工具软件[2]。Excel软件内置了丰富的函数,并且结合单元格的引用可实时反映某单元格变量的变化而引起公式计算结果的改变,是建立数学模型、进
4、行蒙特卡洛模拟试验的理想工具。这里只对Excel建模过程中的几个关键问题作简要阐述。1)随机数的产生[3]。蒙特卡洛模拟分析需要在计算机上产生一次模拟过程所需的足够数量的随机数。通常先产生均匀分布的随机数,然后生成服从某一分布的随机数,方可进行随机模拟试验。RAND()函数返回[0,1]间的均匀分布随机数。若要生成a与b间的随机实数,可用式(1):1蒙特卡洛(模拟)法原理蒙特卡洛(模拟)法是一种概率统计法或统计模拟法,在工程计算和随机信号处理中有许多应用[1]。国际上普遍采用蒙特卡洛法对油气可采储量进行估算,在国内油气可采储量的估算一直沿用
5、原苏联的分类方案和估算方法。因为石油天然气勘探开发工作中的可采储量估算在很大程度上属于概率统计问题,采用蒙特卡洛法估算油气可采储量将更合理和符合客观实际,所以国内开始使用蒙特卡洛法估算油气可采储量。石油天然气勘探开发的投资决策中,使用任何一个可采储量数值时都需要了解该数值的可靠程度,即得到该可采储量可能出现的概率。而用传统的容积法估算可采储量只能得到一个确定的可采储量数值,不能定量说明该数值的可靠程度,因而给决策工作带来一定的困难。蒙特卡洛法以随机变量为RAND()×(b-a)+a。(1)若要生成a与b(a、b为整数)之间的随机整数,可使用
6、式(2):收稿日期:2009-06-26作者简介:刘清志(1954—),男,山东东营人,中国石油大学(华东)经济管理学院教授,研究方向:工业建设项目经济评价、管理科学与工程、决策优化;马二领(1984—),男,河北保定人,中国石油大学(华东)经济管理学院硕士研究生,研究方向:管理科学与工程。63技术经济第28卷第9期INT(RAND()×(b-(2)表1影响油气可采储量参数的分布函数a+1)+a)。若要生成三角分布随机数,可使用式(3):RANDTRIANGULAR(minimum,mostlike2ly,maximum)。(3)类似地,还
7、可根据需要生成服从相应参数的对数分布、正态分布、伽玛分布等概率分布的随机数。2)统计函数。Excel建模过程中还会使用大量统计函数。如:AVERRAGE函数,返回样本的平均值;STDEV函数,返回样本的标准方差;COUNT函数,返回样本的数量;FREQUENCY函数,返回某个区域中数据的频率分布。以上函数均有相应的参数和使用条件,在此不再一一赘述。估算油气可采储量的一般方法是容积法,其基本思想是通过储层参数估算出储层中的油气体积,然后将该体积乘以采收率油气的可采储量。容积法估算可采储量的公式如下:7758AhΦ(1-Swi)RF。Np=Bo
8、i其中:A为含油面积(acres);h为油层厚度(feet);Φ为孔隙度(%);Swi为水饱和度(%);RF为采收率(%);Boi为原油体积系数(bbl/STB);Np为油气可采
