一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，屬于油氣資源的模糊評(píng)價(jià)領(lǐng)域。本方法包括：(1)確定評(píng)價(jià)參數(shù)；(2)評(píng)價(jià)參數(shù)模糊化；(3)建立模糊規(guī)則；(4)模糊邏輯計(jì)算；(5)反模糊化得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。本發(fā)明摒棄了單值計(jì)算方法過(guò)程中非此即彼的計(jì)算方法，采用多值模型建立模糊規(guī)則實(shí)現(xiàn)多值計(jì)算評(píng)價(jià)過(guò)程，對(duì)臨近邊界值的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因子的評(píng)價(jià)更趨合理，從而提高地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因子模糊評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。
【專利說(shuō)明】一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于油氣資源的模糊評(píng)價(jià)領(lǐng)域，具體涉及一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不 確定性評(píng)價(jià)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 不確定性分析（uncertainty analysis)是指對(duì)決策方案受到各種事前無(wú)法控制 的外部因素變化與影響所進(jìn)行的研究和估計(jì)。它是決策分析中常用的一種方法。通過(guò)該分 析可以盡量弄清和減少不確定性因素對(duì)經(jīng)濟(jì)效益的影響，評(píng)價(jià)項(xiàng)目投資對(duì)某些不可預(yù)見的 風(fēng)險(xiǎn)的抗沖擊能力，從而證明項(xiàng)目投資的可靠性和穩(wěn)定性，避免投資虧損。不確定性分析所 作出的比較可靠、接近客觀實(shí)際的評(píng)價(jià)結(jié)果，將對(duì)決策者和未來(lái)的經(jīng)營(yíng)者具有十分重要的 參考價(jià)值。
[0003] 地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)概率法被廣泛應(yīng)用于油氣資源評(píng)價(jià)中的地質(zhì)評(píng)價(jià)，用于回答油氣資源的 賦存狀況。但是地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)概率法對(duì)每一地質(zhì)評(píng)價(jià)參數(shù)給出的都是單一（也稱"純粹"）計(jì)算 結(jié)果--該結(jié)果并不能夠反映目標(biāo)區(qū)域復(fù)雜地質(zhì)情況的多種可能性，不可避免地出現(xiàn)高估 或低估的情況，因此應(yīng)用地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)概率法進(jìn)行不確定性評(píng)價(jià)時(shí)，其準(zhǔn)確度還有待提高。
[0004] 現(xiàn)有方法如下：
[0005] (1)特爾菲法
[0006] 特爾菲法又名專家意見法，是依據(jù)系統(tǒng)的程序，采用匿名發(fā)表意見的方式，即團(tuán)隊(duì) 成員之間不得互相討論，不發(fā)生橫向聯(lián)系，只能與調(diào)查人員發(fā)生關(guān)系，以反覆的填寫問(wèn)卷， 以集結(jié)問(wèn)卷填寫人的共識(shí)及搜集各方意見，可用來(lái)構(gòu)造團(tuán)隊(duì)溝通流程，應(yīng)對(duì)復(fù)雜任務(wù)難題 的管理技術(shù)。
[0007] 在油氣資源評(píng)價(jià)中，通常是組織不同專業(yè)人員背對(duì)背地對(duì)目標(biāo)區(qū)域的同一地質(zhì)因 子進(jìn)行主觀概率評(píng)價(jià)，然后對(duì)這些主觀概率進(jìn)行綜合分析，從而得到該地質(zhì)因子的評(píng)價(jià)結(jié) 論。
[0008] (2 )模糊綜合判定法
[0009] 根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的隸屬度理論把定性評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)化為定量評(píng)價(jià)，即用模糊數(shù)學(xué)對(duì)受到多 種因素制約的事物或?qū)ο笞龀鲆粋€(gè)總體的評(píng)價(jià)。它具有結(jié)果清晰，系統(tǒng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能較 好地解決模糊的、難以量化的問(wèn)題，適合各種非確定性問(wèn)題的解決。
[0010] 綜合評(píng)判是對(duì)多種屬性的事物，或者說(shuō)其總體優(yōu)劣受多種因素影響的事物，做出 一個(gè)能合理地綜合這些屬性或因素的總體評(píng)判，而模糊邏輯是通過(guò)使用模糊集合來(lái)工作 的，是一種精確解決不精確不完全信息的方法，其最大特點(diǎn)就是用它可以比較自然地處理 人類思維的主動(dòng)性和模糊性。因此對(duì)這些諸多因素進(jìn)行綜合，才能做出合理的評(píng)價(jià)，在多數(shù) 情況下，評(píng)判涉及模糊因素，用模糊數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行評(píng)判是一條可行的也是一條較好的途 徑。
[0011] 傳統(tǒng)集合理論的單值計(jì)算方法過(guò)程中非此即彼的計(jì)算方法對(duì)地質(zhì)因子邊界數(shù)據(jù) 的處理往往存在較大誤差，從而影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種基于弗晰邏輯的地 質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，采用多值模型建立系列模糊規(guī)則來(lái)模擬人的評(píng)價(jià)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)地 質(zhì)因子多值評(píng)價(jià)過(guò)程，從而提高油氣資源地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0013] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0014] 一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，所述方法包括：
[0015] (1)確定評(píng)價(jià)參數(shù)；
[0016] ( 2 )評(píng)價(jià)參數(shù)模糊化；
[0017] (3)建立模糊規(guī)則；
[0018] (4)模糊邏輯計(jì)算；
[0019] (5)反模糊化得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0020] 所述步驟（1)中的評(píng)價(jià)參數(shù)包括成藏條件和子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件，所述成藏條件包 括烴源體、輸導(dǎo)體和圈閉體；
[0021] 所述烴源體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)類型、成熟度、泥巖厚 度、供烴面積系數(shù)和生烴強(qiáng)度；
[0022] 所述輸導(dǎo)體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括輸導(dǎo)層、供烴方式、運(yùn)移距離、時(shí)間匹配和生 儲(chǔ)蓋匹配；
[0023] 所述圈閉體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括圈閉類型、圈閉面積系數(shù)、圈閉幅度、儲(chǔ)層沉 積相、儲(chǔ)層百分比、儲(chǔ)層孔隙度、儲(chǔ)層滲透率、儲(chǔ)層埋深、蓋層厚度、蓋層巖性和斷裂破壞程 度。
[0024] 所述步驟（2)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0025] 對(duì)每個(gè)所述評(píng)價(jià)參數(shù)的值域進(jìn)行多種可能性分區(qū)，然后利用模糊成員函數(shù)刻畫每 種可能性，并定義每個(gè)模糊成員函數(shù)的類型和名稱；
[0026] 所述模糊成員函數(shù)的類型包括二值型、三角型和梯型；模糊成員函數(shù)的縱軸表示 0-1的評(píng)價(jià)值，橫軸是將0-1評(píng)價(jià)分成不同評(píng)價(jià)值區(qū)間；
[0027] 所述模糊成員函數(shù)的名稱體現(xiàn)評(píng)價(jià)參數(shù)不同值域范圍的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。
[0028] 所述步驟（3)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0029] 根據(jù)每個(gè)所述評(píng)價(jià)參數(shù)的模糊成員函數(shù)的名稱形成系列模糊評(píng)價(jià)規(guī)則，每一條評(píng) 價(jià)規(guī)則包括邏輯條件和結(jié)論，所述邏輯條件的主、謂、賓分別對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)參數(shù)、模糊集合運(yùn)算 子和評(píng)價(jià)參數(shù)的某一模糊成員函數(shù)；所述結(jié)論是面向所有評(píng)價(jià)參數(shù)的統(tǒng)一地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果， 不同的模糊成員函數(shù)對(duì)應(yīng)不同的評(píng)價(jià)層次，所述評(píng)價(jià)層次包括很不好、不好、一般、好和很 好。
[0030] 所述步驟（4)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0031] 進(jìn)行模糊邏輯計(jì)算獲得每個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)的地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，所述地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果是不同 模糊成員函數(shù)的圖形的交集，該交集是一個(gè)聯(lián)合多邊形(一個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)值對(duì)應(yīng)的是1個(gè)或2 個(gè)模糊成員函數(shù)，由2個(gè)模糊成員函數(shù)形成聯(lián)合多邊形)，找到該聯(lián)合多邊形中占比重最大 的面積所對(duì)應(yīng)的模糊成員函數(shù)，該評(píng)價(jià)參數(shù)的地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值就趨于該模糊成員函 數(shù)的模糊評(píng)價(jià)規(guī)則，其原因是當(dāng)?shù)刭|(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果更趨向于某個(gè)模糊成員函數(shù)時(shí)，該模糊成員 函數(shù)對(duì)應(yīng)的聯(lián)合多邊形面積所占的比重就相對(duì)較大，地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值也趨于該模糊 成員函數(shù)對(duì)應(yīng)的模糊評(píng)價(jià)規(guī)則。
[0032] 所述步驟（5)是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0033] 求取所述聯(lián)合多邊形的質(zhì)心或重心，所述質(zhì)心或重心的橫軸投影值就是最終的綜 合評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：摒棄了單值計(jì)算方法過(guò)程中非此即彼的 計(jì)算方法，采用多值模型建立模糊規(guī)則實(shí)現(xiàn)多值計(jì)算評(píng)價(jià)過(guò)程，對(duì)臨近邊界值的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn) 因子的評(píng)價(jià)更趨合理，從而提高地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)因子模糊評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035] 圖1是本發(fā)明方法的步驟框圖。
[0036] 圖2A是模糊邏輯單值計(jì)算過(guò)程圖示。
[0037] 圖2B是模糊邏輯多值計(jì)算過(guò)程圖示。
[0038] 圖3A是定量值域評(píng)價(jià)參數(shù)的二值模糊成員函數(shù)的幾何圖形圖示。
[0039] 圖3B是定量值域評(píng)價(jià)參數(shù)的三角型模糊成員函數(shù)的幾何圖形圖示。
[0040] 圖3C是定量值域評(píng)價(jià)參數(shù)的梯形模糊成員函數(shù)的幾何圖形圖示。
[0041] 圖4A是定性值域評(píng)價(jià)參數(shù)的模糊成員函數(shù)示意圖之一。
[0042] 圖4B是定性值域評(píng)價(jià)參數(shù)的模糊成員函數(shù)示意圖之二。
[0043] 圖4C是定性值域評(píng)價(jià)參數(shù)的模糊成員函數(shù)示意圖之三。
[0044] 圖5A-1是不考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊的單值推測(cè)模式圖示，等同主觀評(píng)價(jià)中給定參數(shù) 值，直接獲取評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0045] 圖5A-2是不考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊進(jìn)行單值推測(cè)時(shí)對(duì)應(yīng)的模糊邏輯計(jì)算圖示。
[0046] 圖5B-1是不考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊的線性插值推測(cè)圖示，等同主觀評(píng)價(jià)中給定參數(shù)， 直接進(jìn)行線性插值獲取評(píng)價(jià)結(jié)果。
[0047] 圖5B-2是不考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊進(jìn)行線性插值計(jì)算時(shí)對(duì)應(yīng)的模糊邏輯計(jì)算圖示。
[0048] 圖5C-1是考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊的"負(fù)向"（陰影部分面積左小右大）多值推測(cè)圖示， 等同主觀評(píng)價(jià)中，綜合兩種地質(zhì)認(rèn)識(shí)獲取評(píng)價(jià)值。
[0049] 圖5C-2是考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊進(jìn)行"負(fù)向"多值推測(cè)時(shí)的模糊邏輯計(jì)算圖示。
[0050] 圖OT-1是考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊的"正向"（陰影部分面積左大右?。┒嘀低茰y(cè)圖示， 等同主觀評(píng)價(jià)中，綜合兩種地質(zhì)認(rèn)識(shí)獲取評(píng)價(jià)值。
[0051] 圖ro-2是考慮地質(zhì)認(rèn)識(shí)模糊進(jìn)行"正向"多值推測(cè)時(shí)的模糊邏輯計(jì)算圖示。

【具體實(shí)施方式】
[0052] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述：
[0053] 弗晰邏輯也稱模糊邏輯，是建立在多值邏輯基礎(chǔ)上，運(yùn)用弗晰(模糊）集合的方法 來(lái)研究模糊性思維、語(yǔ)言形式及其規(guī)律的科學(xué)。弗晰邏輯善于表達(dá)界限不清晰的定性知識(shí) 與經(jīng)驗(yàn)，它借助于隸屬度函數(shù)概念，區(qū)分模糊集合，處理模糊關(guān)系，模擬人腦實(shí)施規(guī)則型推 理，解決因"排中律"的邏輯破缺產(chǎn)生的種種不確定問(wèn)題。區(qū)別于傳統(tǒng)集合理論的二值邏輯 推理("非此即彼"）（如圖2A所述)，模糊邏輯的多值邏輯推理可有效模擬不確定性推理過(guò) 程(如圖2B所75)。
[0054] 如圖1所示，本發(fā)明遵循模糊邏輯評(píng)價(jià)的主要評(píng)價(jià)流程，面向油氣資源評(píng)價(jià)，將評(píng) 價(jià)過(guò)程主要分為三個(gè)步驟：
[0055] 評(píng)價(jià)參數(shù)的選取涵蓋"生"、"儲(chǔ)"、"蓋"、"運(yùn)"、"聚"、"保"六個(gè)環(huán)節(jié)，體現(xiàn)其對(duì)含油 氣性的生成具有缺一不可的特點(diǎn)(如表1所示)。
[0056]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于：所述方法包括： (1) 確定評(píng)價(jià)參數(shù)； (2) 評(píng)價(jià)參數(shù)模糊化； (3) 建立模糊規(guī)則； (4) 模糊邏輯計(jì)算； (5) 反模糊化得到綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 所述步驟（1)中的評(píng)價(jià)參數(shù)包括成藏條件和子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件，所述成藏條件包括烴源 體、輸導(dǎo)體和圈閉體； 所述烴源體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括有機(jī)碳含量、有機(jī)質(zhì)類型、成熟度、泥巖厚度、供 烴面積系數(shù)和生烴強(qiáng)度； 所述輸導(dǎo)體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括輸導(dǎo)層、供烴方式、運(yùn)移距離、時(shí)間匹配和生儲(chǔ)蓋匹配； 所述圈閉體的子項(xiàng)成藏地質(zhì)條件包括圈閉類型、圈閉面積系數(shù)、圈閉幅度、儲(chǔ)層沉積 相、儲(chǔ)層百分比、儲(chǔ)層孔隙度、儲(chǔ)層滲透率、儲(chǔ)層埋深、蓋層厚度、蓋層巖性和斷裂破壞程度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 所述步驟（2)是這樣實(shí)現(xiàn)的： 對(duì)每個(gè)所述評(píng)價(jià)參數(shù)的值域進(jìn)行多種可能性分區(qū)，然后利用模糊成員函數(shù)刻畫每種可 能性，并定義每個(gè)模糊成員函數(shù)的類型和名稱； 所述模糊成員函數(shù)的類型包括二值型、三角型和梯型；模糊成員函數(shù)的縱軸表示0-1 的評(píng)價(jià)值，橫軸是將0-1評(píng)價(jià)分成不同評(píng)價(jià)值區(qū)間； 所述模糊成員函數(shù)的名稱體現(xiàn)評(píng)價(jià)參數(shù)不同值域范圍的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 所述步驟（3)是這樣實(shí)現(xiàn)的： 根據(jù)每個(gè)所述評(píng)價(jià)參數(shù)的模糊成員函數(shù)的名稱形成系列模糊評(píng)價(jià)規(guī)則，每一條評(píng)價(jià)規(guī) 則包括邏輯條件和結(jié)論，所述邏輯條件的主、謂、賓分別對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)參數(shù)、模糊集合運(yùn)算子和 評(píng)價(jià)參數(shù)的某一模糊成員函數(shù)；所述結(jié)論是面向所有評(píng)價(jià)參數(shù)的統(tǒng)一地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，不同 的模糊成員函數(shù)對(duì)應(yīng)不同的評(píng)價(jià)層次，所述評(píng)價(jià)層次包括很不好、不好、一般、好和很好。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 所述步驟（4)是這樣實(shí)現(xiàn)的： 進(jìn)行模糊邏輯計(jì)算獲得每個(gè)評(píng)價(jià)參數(shù)的地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果，所述地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果是不同模糊 成員函數(shù)的圖形的交集，該交集是一個(gè)聯(lián)合多邊形，找到該聯(lián)合多邊形中占比重最大的面 積所對(duì)應(yīng)的模糊成員函數(shù)，該評(píng)價(jià)參數(shù)的地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值就趨于該模糊成員函數(shù)的 模糊評(píng)價(jià)規(guī)則，其原因是當(dāng)?shù)刭|(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果更趨向于某個(gè)模糊成員函數(shù)時(shí)，該模糊成員函數(shù) 對(duì)應(yīng)的聯(lián)合多邊形面積所占的比重就相對(duì)較大，地質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果的量化值也趨于該模糊成員 函數(shù)對(duì)應(yīng)的模糊評(píng)價(jià)規(guī)則。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于弗晰邏輯的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)不確定性評(píng)價(jià)方法，其特征在于： 所述步驟（5)是這樣實(shí)現(xiàn)的： 求取所述聯(lián)合多邊形的質(zhì)心或重心，所述質(zhì)心或重心的橫軸投影值就是最終的綜合評(píng) 價(jià)結(jié)果。
【文檔編號(hào)】G06Q50/02GK104299162SQ201310306370
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2013年7月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月19日
【發(fā)明者】金之鈞, 盛秀杰, 王義剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院