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基于相关分析的油井措施辅助决策方法应用

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：侯敏孙伟李虎赵培杰谭祥军

[导读] 油井措施效益与措施内容、实施时间、区块类型、水井对应情况、油价等各方面因素息息相关，确定其中最主要的影响因素，以指导措施成本的投入，实现成本使用最优化，产出效益最大化具有重大意义。应用相关性分析理论中的互信息方法对各种影响因素进行分析，量化衡量其对措施效益的影响程度，从而对一体化技术决策起到指导作用。

山东东营中国石化胜利油田分公司河口采油厂侯敏孙伟 []李虎赵培杰谭祥军 257200

摘要：油井措施效益与措施内容、实施时间、区块类型、水井对应情况、油价等各方面因素息息相关，确定其中最主要的影响因素，以指导措施成本的投入，实现成本使用最优化，产出效益最大化具有重大意义。应用相关性分析理论中的互信息方法对各种影响因素进行分析，量化衡量其对措施效益的影响程度，从而对一体化技术决策起到指导作用。
关键词：油井措施；相关分析；互信息；技术决策
        1.互信息简介
        相关分析（Analysis of Correlation）是经常使用的数据分析方法之一。通过对不同特征或数据间的关系进行分析，发现业务运营中的关键影响及驱动因素，并对业务的发展进行预测[1]。常见的相关分析有图表法、协方差矩阵、相关系数、回归分析、信息熵及互信息等。其中，影响因素是特征值而不是数值化指标时，常使用互信息度量这些文本特征值之间的相关关系。
        信息熵是信息论中的一个重要的指标，用来衡量一元模型中信息不确定性的指标。信息的不确定性越大，熵的值也就越大。而影响熵值的主要因素是概率。条件熵是通过获得更多的信息来消除一元模型中的不确定性[2]。也就是通过二元或多元模型来降低一元模型的熵。我们知道的信息越多，信息的不确定性越小，条件熵的值越低。互信息是用来衡量信息之间相关性的指标。当两个信息完全相关时，互信息为1，不相关时为0。
        2应用实例
        统计了近三年的油井措施盈利情况，分析措施内容、实施时间、所属区块类型、水井对应情况、油价等五方面因素与措施盈利与否的相关性，确定其中最主要的影响因素，以指导措施成本的投入，实现成本使用最优化，产出效益最大化[3-4]。
        （1）一元模型的信息熵
        在一元模型中，61口措施井当年收回成本并盈利的概率为36%，不能收回成本的概率为64%。熵值达到了0.94（见表一）。说明不考虑具体影响因素时，单纯分析能否盈利有很大的不确定性，需要借助更多的信息来降低不确定性，即计算条件熵。

信息熵的计算表达式为：
                  (1)
        （2）各因素的条件概率
        考虑措施内容、实施时间、所在区块、水井对应、油价等五种因素与措施盈利与否的联合概率，以及在不同因素条件下能否盈利的条件概率。

（3）各因素的条件熵
通过联合概率和条件概率，根据表达式计算五种因素与能否盈利的条件熵（表六）：

             (2)
        互信息的值越大，表明其与结果的相关性越大，对结果发生的影响越大。因此，五种因素中与措施投入能否盈利相关性最大的是措施内容的选择，其次是水井对应情况。
        从措施内容来看，除去样本比较少的措施类型以外，补孔换层盈利的概率最大，其次是冲砂合采。补孔换层投入低，且新射开层一般含水低、能量充足，且不受原生产层干扰，因此有效期长，容易盈利。相反补孔压裂由于成本高，投资回收期长，而且如果控制不好压裂规模易发生水窜，因此盈利的概率偏低，措施投入的风险较大，需要谨慎选井。
        从水井对应的条件概率分析，水井对应好的情况下，措施能盈利的概率大概占50%，而水井对应差的油井措施，盈利的概率只有25%。因此，优选水井对应好的油井实施措施，盈利的概率较大。
一年之中措施实施时间的早晚对能否盈利的影响较小，因为在措施内容、水井对应均不佳的情况下，即使较早实施，也会因为有效期短措施失效而无法盈利。但是，单独看实施时间的条件概率，上半年实施盈利的概率接近50%，而下半年实施能盈利的概率只有27%。因此，在措施内容、水井对应情况一定的条件下，应优先在上半年实施。
        3.结论与认识
        通过对措施盈利因素的互信息分析，反映出对能否盈利的影响程度，从而指导措施成本的分配，对实现措施投入产出比、成本收益最大化有指导意义。
参考文献
[1]朱丽洁．中国区域碳市场价格相关性分析[J]．中国林业经济，2021（01）：83．
[2]王淑栋，范晓丹，王新赠．基于条件互信息的乳腺癌易感基因网络的构建和分析[J]．计算机与数字工程，2020，48（11）：2649．
[3]毕新忠，顾永强，牛军等．决策技术在油田开发中的应用[J]．石油科技论坛，2019，29（06）：33-34．
[4]周文．石油企业油藏经营管理的理论及方法探讨[J]．油气地质与采收率，2006，13（3）：94-98．