基于随机森林和蒙特卡洛的高山松地上碳储量估测及不确定性分析

[目的]为了解决碳储量的不确定性受单一类型变量的影响,而忽略了残差变异导致模型不确定性的问题,研究不同类型变量对碳储量估测模型的不确定性。[方法]以香格里拉市高山松为研究对象,采用随机森林联立蒙特卡洛(RF-MC),基于不同变量组合建立回归模型,判断各模型的不确定性。[结果]表明:(1)光谱和样地数据直接参与RF-MC模型的估测精度及不确定性最差。(2)在上一步的基础上引入纹理特征的模型预测结果优于引入DEM。(3)同时引入DEM和纹理特征的RF-MC模型效果最优(R2=0.892,RMSE=5.539 t·hm^(−2),MAE=4.319 t·hm^(−2),rRMSE=18.7%)。模型拟合度提高了0.343,模型的不确定性降低了19.43%。[结论]基于多特征的RF-MC方法在碳储量估测中效果较好,不同类型的变量对碳储量估测精度及不确定性有一定的影响。

利用广义三角帽法评估GRACE/GRACE-FO反演流域陆地水储量变化的不确定性

利用广义三角帽法评估5个最新版本GRACE/GRACE-FO时变重力场模型反演全球流域陆地水储量变化的不确定性,并探讨地理位置、气候类型和流域面积对不确定性的影响。结果表明:1) COST-G、CSR、JPL、ITSG和GFZ时变重力场模型反演全球流域陆地水储量变化的平均不确定性分别是0.41 cm、0.63 cm、0.66 cm、0.81 cm和0.97 cm;2)流域陆地水储量变化的不确定性与流域面积和地理位置存在较强的相关性,与气候类型的相关性较小;3)当观测数据质量较差时,不同模型反演的流域陆地水储量变化存在较大差异。

基于InVEST模型的重庆市碳储量不确定性分析

城市化进程改变了土地利用格局,影响了陆地生态系统碳库中蕴含的碳储量,降低了生态系统的调节能力,直接关系到城市生态系统服务价值供给、土地利用规划。因此,理清城市发展过程中生态系统碳储量的时空变化及土地类型演变,对于探索城市可持续发展具有重要意义。然而目前相关研究中通常选用单一的土地利用/覆盖(LULC)数据集估算碳储量,导致研究结果具有较大不确定性。为此,该研究利用生态系统服务和权衡的综合评估模型(InVEST模型),结合多组常用LULC数据集,探索数据集选取对典型城市(重庆)碳储量估算、土地利用类型演变的影响,以期更好地反映城市发展过程中碳储量的时空变化及土地利用类型演变。结果表明:重庆市近10年的土地利用类型演变较为剧烈,大量耕地向建设用地、林地转移,2010-2020年间平均耕地转入建设用地的面积比2000-2010年多400 km^(2)以上;基于不同数据集估算的重庆市碳储量略有差异,估算结果在972.08~1069.70 TgC(10^(12)g C)之间;越靠近中心城区,碳储量下降越明显,主城区近20年的碳储量下降了(2.8±0.6)Tg C。研究结果说明在城市快速发展过程中,用地类型演变加速,更应注重生态环境保护和坚守用地红线,同时研究可为城市土地资源管理提供数据支撑,有利于制定更科学的土地资源管理规划。

可采储量标定的合理确定性探讨

可采储量标定是油公司储量评估及管理的一项重要工作,合理确定性是美国石油工程师协会/世界石油大会及美国证券交易委员会标准储量评估中的要素和指导性原则。通过实例分析和对比,深入剖析了目前中国石油行业可采储量标定在合理确定性方面存在的一些问题和不足,指出了在储量标定中存在一定程度的主观性和不合理性,并且缺乏明确的可采储量标定原则。通过美国D&M公司为中国石油所做的年度SEC标准储量评估3个典型案例,说明了外国油气储量评估的合理确定性原则。在此基础上,结合可采储量评估的技术特点以及上市油公司对储量管理的形势需要,提出了中国石油可采储量标定中的合理确定性原则草案,即可靠性原则、一致性原则和保守性原则。这些原则有助于提高中国石油可采储量标定的合理性、可靠性以及确定性。

利用地质约束降低天然气概率储量的不确定性

以YL气田山西组二段主力气层为例,利用储集层展布和物性参数的横向和纵向非均质性等地质条件约束建模,降低气藏建模结果的不确定性,从而降低主力气藏概率储量的不确定性。地质约束条件包括:①主力气藏东南部大片地区几乎没有砂岩;②砂岩集中分布在辫状河道中部和底部,气藏物性参数比例曲线显示孔隙度、渗透率、含气饱和度值呈顶部较小、底部较大的特征。比较没有地质条件约束得到的400个建模实现和利用约束1、约束1+约束2分别得到的100个实现和23个实现,并求取了概率储量P90、P50、P10。所得结果说明,应用地质约束后,山西组二段主力气藏的概率储量不确定性明显降低。

基于多因素的油田可采储量不确定性分析

油田可采储量通常是通过经验公式法等确定性方法进行预测,所得结果往往是单一值,无法确定风险因素对可采储量计算带来的影响。本文提出采用不确定性分析方法将断层封闭性、原油体积系数、流体黏度、油水相对渗透率、水体大小、井网、油水井表皮系数等影响可采储量的动态因素考虑进来,先通过单因素敏感性分析筛选出主要影响因素,并制定风险消除方案以缩小不确定范围;然后对各动态参数按一定概率分布类型进行蒙特卡洛模拟,所得储量结果呈现为不同发生概率的数值区间,从而实现了可采储量不确定性分析的定量化。西非安哥拉PCG深水油田应用表明,本文方法拓宽了可采储量评价的思路,提高了可采储量预测的可信度,适用于油田开发各阶段,尤其适合数据资料尚不完善、不确定性较大的开发初期,对油藏开发的投资决策及科学管理具有实际意义。

土壤有机碳储量估算的影响因素和不确定性

土壤作为陆地生态系统最大的碳库和碳循环过程的关键环节,其源、汇的变化直接影响全球碳平衡,因此,土壤有机碳储量估算成为生态领域的重要研究内容之一。通过比较不同研究者在不同研究尺度上报道的有机碳储量的研究结果,发现这些研究结果较不一致。分析认为导致土壤有机碳储量评估结果存在较大差异的原因,主要是来自于采样过程中人类干扰以及气候变化等环境要素的波动,特别是研究者所采取的不同估算方法和背景资料。从环境要素(外因)和估算方法(内因)两个角度出发,提出了土壤有机碳储量的研究意义,阐述了造成土壤有机碳储量估算的不确定性和目前研究中存在的问题,并在此基础上,对其未来研究方向和重点进行了展望。

致密油藏储量升级潜力不确定性评价方法及应用

中国陆相致密油藏储量升级评价面临着储层非均质性强、阶段地质认识不确定性大和静、动态评价结果差异明显等一系列难题,使用常规确定性评价方法存在一定局限性。为此,建立一套系统的储量升级潜力不确定性评价方法,重点实现3方面改进:①以不确定性储量评价方法代替传统确定性方法,定量地给出不同可靠程度下的可升级储量;②基于后验概率思想,实现静、动态方法相互校正和综合评价;③引入升级概率概念,基于概率论方法定量化评价储量升级可能性和对应升级规模。将上述方法应用于鄂尔多斯盆地A井区长8致密油控制储量升级评价,明确了其在不同油价和工程技术条件下的储量升级概率和升级规模。实际应用表明,该方法能够为中国致密油储量升级评价和目标优选提供有效技术支撑。

SPE–PRMS准则中资源量/储量不确定性表征分析

中国现行的油气储量标准关于不确定性的论述存在一定的缺陷,国土资源部和三大石油公司正在尝试将SPE–PRMS准则中的优势理念与方法引入国内储量评估与管理体系。"不确定性"是该准则的核心,充分体现了石油资源量/储量评估的特点。通过分析SPE–PRMS准则中资源量/储量的不确定性表征,论述了应用概率法、确定性增量法和类比法量化表征不确定性的关键技术要点,并通过评估实例与国内储量标准计算结果进行对比分析,为SPE-PRMS准则在国内推广应用提供借鉴。

利用广义三角帽方法评估GRACE反演中国大陆地区水储量变化的不确定性

在无真实观测值的情况下,本文利用广义三角帽方法评估了五种GRACE时变重力场模型(CSR、GFZ、GRGS、HUST发布的球谐系数解和JPL发布的Mascon解)反演中国大陆地区2003—2013年水储量变化的不确定性.研究结果表明,CSR、GFZ、JPL、HUST和GRGS反演月水储量变化不确定性的区域平均RMS分别为14.4mm、26.3mm、25.3mm、26.6mm和56.1mm,其中GRGS的结果未恢复泄漏信号;在季和年尺度上,模型的不确定性均小于月尺度;扣除周期和趋势信号后,各模型反演结果更为一致.除长江流域外,CSR在13个流域的不确定性均小于其他模型,GRGS反演各流域水储量变化的不确定性通常较大,且可能高估了温带大陆性气候地区水储量的波动;CSR和JPL的不确定性受流域周边水文特征、气候类型、流域面积和形状的影响相对较小,不确定性变化范围分别为2.3～17.1mm和5.6～22.5mm,GFZ和HUST受影响较大,不确定性变化范围分别为5.5～35.1mm和4.0～40.6mm.本文的研究结果为GRACE产品不确定性评估提供了新的途径,为GRACE时变重力场模型的选取提供参考.

油气勘探与开发中概率方法在评价储量和资源量方面胜过确定性方法的优势

探明储量是石油和天然气资源量中具有很高开采置信度的储量级别。投资者、银行家、政府和媒体把探明储量看作是油气勘探与生产（E＆P）公司的基本资产，并且探明储量的向下修订（尤其是如果它们是意料之外的）将对这些公司的价值产生不利影响。许多储量账面价值的降低直接或间接来源于探明储量定义中长期存在的基本缺陷。探明储量是对未来产量的一种估计，评价达到或超过这重产量有相当的确定性。然而，由于对合理的确定性没有规定详细而明确的置信水平（概率），并且不同的评价者和公司有不同的标准，因此探明储量是一种不相容的度量，评价者也不能明确责任。这种基本无责任性污染了整个储量估计领域。 探明储量问题只是E＆P行业中更大的概念和程序问题的一个方面：怎样更好地测算和表示E＆P公司拥有的来自井、油气藏、油气田、远景和区带中可采油气的不确定量。传统的方法是确定性的，其中单一数字估计表示不确定性的未来产量或各种不确定性的未来油气开采量（探明、概算和可能性）。目前，概算方法（其可能的可采体积范围与它们的感知可能性有关）已广泛地被E＆P的勘探部分所接受，而生产／开发部分已经慢慢地放弃了确定论的使用。 考虑到概率方法的六个清晰优点，可能很难理解为什么要坚持确定论，但的确有些实际的理由说明为什么有些E＆P部门、会计师事务所、银行和金融团体、新闻界以及政府监管和管理人员更愿意使用确定的价值。主要专业E＆P协会的联合技术委员会目前正在处理这些问题，希望能获得一种改进的、更一致的方法。

储量估算:不确定性及其涵义

油气的储量及其价值的确定,受其参数的不确定性支配,也受从事并采用这种估算的个人和机构的倾向性所支配。传统的储量分类是:证实的、概算的、可能的三种。虽然通常表示成确定性的,也包含了对估算方法随机性质的认可,由于时间及有限的技术知识等实际原因,趋向于限制使用随机方法。然而,即使在应用确定性方法时,仍带有不确定性,并且应该了解不确定性的涵义。普通的储量估算方法,其目的在于追求证实储量的估计值的高度确定性,但是,这种常用的方法经常得到较低概率值。对于油气储量估算的基本的、不可避免的随机性质的误解,对单个油气臧范围来说可能是无足轻重的,但是,在储量汇总时就具有很大影响。不确定性是不可避免的,但是可以控制的,然而,只有在承认并了解其涵义后才能控制。

概率法在油气储量不确定性分析中的应用

概率法作为一种油气资源评估方法,在国内外得到越来越广泛的应用,它可以提供储量概率分布曲线或不同可靠程度的储量数据。涠洲A油田油气勘探获得重大突破,储量巨大,但在评价阶段探井未钻遇油水界面,含油饱和度等储量计算参数亦存在不确定性,导致地质储量预测存在一定的不确定性。文中以随机变量为对象,以概率法为理论基础,分析各参数不同分布函数对地质储量计算结果的影响,经组合计算得到地质储量的期望曲线,最后将概率法与确定性容积法计算结果进行对比。研究表明:含油面积、油层有效厚度样点较少,适合三角分布函数输入,其取值重点考虑区域统计规律认识;孔隙度和含水饱和度样点多,各种分布函数对储量计算结果均影响较小。概率法P90与确定性容积法计算的探明储量接近,而概率法P50与确定性容积法计算的探明与控制储量之和较接近,说明油田目前采用确定性容积法计算的储量比较可靠。

致密砂岩气储量不确定性计算方法及意义

致密砂岩气藏储层非均质性强、厚度变化快,空间准连续分布,含气面积难确定。为了解决当前致密气资源评价与储量计算方法存在的局限性问题,提出不确定性计算方法,并对鄂尔多斯盆地A地区盒2段致密砂岩气地质储量进行评价。结果表明:利用地质统计学随机模拟算法对储量计算参数进行随机模拟,采用不确定性容积法分阶段计算不同探井数时不同概率下的地质储量,可以有效识别饱和勘探点,降低勘探成本和地质风险,最大效益化整个气田的勘探开发过程;计算同一概率条件下储量丰度,按照分级评价、"好带差"的开发理念,可优先选择计算储量至少有90%可靠性的资源进行开发,有效指导开发节奏。不确定性容积法计算地质储量对致密砂岩气资源的健康、合理、有序的勘探开发具有重要指导意义。

海上河流相储层应用地质模型计算储量的不确定性分析

影响海上河流相储层地质模型储量不确定性变量有构造、平面变差函数、储层属性与地震属性的相关性、束缚水饱和度、有效储层下限值、体积系数和油水界面等。分析了不确定性变量产生的根源,并以渤海Q油田为例,综合应用Monte-Carlo计算方法和随机建模技术,定量评价了不确定性变量对油田储量产生的影响,得到储量的概率累积分布曲线及悲观的(P90)、期望的(P50)和乐观的(P10)3个概率储量值,预测了储层储量存在的风险和潜力。

SEC新准则下PUD储量合理确定性评估:以东方1-1气田为例

基于2010年美国证券交易委员会颁布了新的SEC储量准则,对证实未开发储量(PUD),以“合理确定性”标准代替了原有的“确定性”标准,以东方1-1气田为例,从合理井控范围、地球物理资料合理利用、WGC降压提高采收率技术等方面,对新增PUD储量进行合理确定性论证,得到了一致认可并顺利披露。对今后南海西部油气田上市储量评估工作具有指导意义。

P气田基于地质模型的储量不确定性分析

地质建模的最终目的是建立反映地质认识的地质模型,并对储层的不确定性以及由此带来的储量不确定性进行定量表征。南海P气田正处于开发的前期研究阶段,井点资料少,储层的纵横向变化快,储量不确定性强。该文以地质模型为载体,探讨了该气田地质储量不确定性分析的方法,总结了相似气田地质储量不确定性分析的一般方法:通过对变量的敏感性分析,确定影响该气田地质储量的主要变量,以此为基础通过拉丁超立方概率分析法进行储量评价及地质模型的优选,最终确定构造和气水界面的变化是影响该气田储量的主要因素,P50是该气田可动用储量。该方法为前期研究阶段的储量动用提供了新的思路。

海外油田地质储量评价中的不确定性分析法——以A油田为例

石油地质储量的落实程度直接影响油藏开发可行性及经济效益。受资料基础、实验器材、研究人员认识程度、公式适用性及误差范围等因素影响,储量计算存在很多不确定性。以海外A油田为例,综合应用地质统计学分析、三维地质建模和不确定性分析方法,开展不确定性参数识别和分级研究,对影响储量的主要不确定性参数及其取值做了重点分析,应用蒙特卡洛法得到储量概率分布,并对其进行分析评价。综合认为,该区储量概率差别大的原因主要在构造方面,并提出下步一开发措施,以降低构造不确定性影响,规避决策风险。

蒙特卡罗法储量计算不确定性分析——以西部某油田D区块为例

油气储量是油气藏勘探开发工作的物质基础,储量计算及其评价是油气勘探开发各阶段最核心的目标评价。在油气藏勘探至开发的各个阶段都需要不断地进行储量计算,这是贯穿整个油气藏勘探开发过程中的重要任务。详细了解和掌握地下油气资源及其分布,是制定合理开发方案,技术决策及投资规模的根本保证。因此,准确的计算石油,天然气地质储量至关重要。

礁滩灰岩油田基于地质模型的储量不确定性分析——以珠江口A油田为例

生物礁滩灰岩,储层非均质性强,横向变化快,在开发前期井少条件下储量不确定性大。通过对地质模型的储量不确定性成因分析,获得了油藏储量的概率分布,评价了储量的不确定性且预测了储量存在的风险和潜力,优选出了后续开发方案研究的基础模型。同时明确了储层构造、地震预测对地质模型的影响程度,储层变差函数及油水界面,有效厚度下限是影响非均质性强的礁滩灰岩油藏地质储量计算结果的主要因素,并针对各不确定性变量进行敏感性分析,提出了减小储量不确定性的建议,指出了地震预测对有效储层的识别能力是油田储量的潜力及风险的关键因素。这种储量不确定性分析方法可为下一步投资建议、井位部署提供科学决策的依据。