[发明专利]基于蒙特卡洛模拟的贝叶斯随机波动天然气产量预测方法

说明书

本发明公开了一种基于蒙特卡洛模拟的贝叶斯随机波动天然气产量预测方法，涉及天然气产量预测技术领域。本发明通过获取天然气历史采集数据，进行目标函数构建，对产量概率初值进行计算；根据产量概率初值，引入蒙特卡洛误差判断机制，通过天然气采集历史因素数据对天然气产量进行均方差估计计算；对天然气采集历史因素数据进行多因素展开，形成多因素判断权重模型，通过贝叶斯训练公式对该多因素判断权重模型进行天然气产量预测。本发明利用蒙特卡洛模拟结合贝叶斯计算能够更好地避免天然气预测数据过拟合现象，增强了数据的鲁棒性，通过全部天然气数据多因素计算模型进行近似权重分布计算，提高了天然气预测判断的准确性。

技术领域

本发明涉及天然气产量预测技术领域，更具体地说涉及一种基于蒙特卡洛模拟的贝叶斯随机波动天然气产量预测方法。

背景技术

油气田经济产量是现有生产经营条件下，能够达到经营目标的产油量或产气量，它是实现企业经营目标的最低产油量或产气量的界限值。传统对于产油量的计算只是简单的通过对油价或气价及钻井费用的估算，将其作为一确定值来得到当前年的产油量或产气量，实际上在油气田开发过程中产油量、产气量、原油价格、天然气价格及钻井费用等并不是一成不变的，而是按照某种概率分布变动的。

现有技术中应用蒙特卡洛模拟对油气田开发寿命期内影响油气田产量的各变动因素进行模拟，通过建立油气田开发经济产量预测模型来计算初始年的经济产油量或产气量，以此来判断是否值得作业或者根据计算的结果来相应对现有方案进行一定调整，以满足企业盈利的需求。

其中，蒙特卡洛模拟法（Monte CarloSimulation），亦称模拟抽样法或统计试验法，是一种以数理统计论为指导的模拟技术。它的实质是按一定的概率分布产生随机数的方法来模拟可能出现的随机现象，是概率分析中的一种实用方法。目前在石油天然气行业，蒙特卡洛模拟主要用于勘探风险和储量预测的评价方面。

而对于天然气产量的预测，通过建立工程模型能够计算粗略的预测值，预测概率评估属于一种判断形势，但是对于天然气产量的线性状态估计不准。由于天然气实际产量的不确定性，虽然蒙特卡洛模拟有一定的线性归类，并伴随正态分布数据体现预测的过程性，但直接通过蒙特卡洛模拟会增加预测结论的误差，这就亟需本领域技术人员解决相应的技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提供了一种基于蒙特卡洛模拟的贝叶斯随机波动天然气产量预测方法，本发明的发明目的在于解决上述现有技术中直接通过蒙特卡洛模拟会增加预测结论的误差的问题。本发明利用蒙特卡洛模拟结合贝叶斯计算能够更好地避免天然气预测数据过拟合现象，增强了数据的鲁棒性，通过全部天然气数据多因素计算模型进行近似权重分布计算，提高了天然气预测判断的准确性。

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明提供了一种基于蒙特卡洛模拟的贝叶斯随机波动天然气产量预测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、获取天然气历史采集数据，通过天然气历史采集数据进行目标函数构建，对产量概率初值进行计算；

S2、根据S1步骤计算得到的产量概率初值，引入蒙特卡洛误差判断机制，通过天然气采集历史因素数据对天然气产量进行均方差估计计算；

S3、对天然气采集历史因素数据进行多因素展开，形成多因素判断权重模型，通过贝叶斯训练公式对该多因素判断权重模型进行天然气产量预测。

S1步骤中，通过天然气历史采集数据进行目标函数构建，具体是指，从获取的天然气历史采集数据中分析得到天然气开发地理位置分布情况、天然气开发岩层钻探深度参数以及天然气开发过程中的机器故障数据，通过天然气开发地理位置分布情况、天然气开发岩层钻探深度参数以及天然气开发过程中的机器故障数据构建目标函数。

所述天然气开发过程中的机器故障数据包括机器故障发生模式参数、故障机理阈值和故障影响分析阈值。