油氣資源評價一體化技術(shù)及軟件實現(xiàn)的探討

盛秀杰，金之鈞，郭勤濤

1）中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院，北京，100083；

2）勝利油田東勝石油開發(fā)有限公司，山東東營，257000

內(nèi)容提要：油氣資源評價一體化技術(shù)的研究和軟件實現(xiàn)在國內(nèi)外有所進(jìn)展，但不同機(jī)構(gòu)和學(xué)者對油氣資源一體化評價的定位與內(nèi)涵理解存在差異。本文作者結(jié)合一體化油氣資源評價軟件（PetroV）的實際設(shè)計與開發(fā)經(jīng)驗，闡述了對資源管理一體化、評價過程一體化以及軟件實現(xiàn)一體化內(nèi)涵的理解、定位及關(guān)鍵技術(shù)。資源管理一體化源于對常規(guī)、非常規(guī)海量成藏信息的集成，落腳于基于不同評價對象與目標(biāo)層次的石油資源有效管理，通過界定不同投資價值屬性的勘探目標(biāo)系列，實現(xiàn)對上游的油氣資源評價、勘探規(guī)劃與市場決策的全方位支持，真正體現(xiàn)對油氣資源的投資價值管理能力；評價過程一體化以全周期的資源量估算和儲量評估為主線，支持從盆地到區(qū)帶、到圈閉、到油藏，甚至單井的不同尺度資源評價對象構(gòu)建、統(tǒng)一高效存儲與評價活動的銜接，進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)、可調(diào)整、可回溯的油氣資源一體化、動態(tài)評價過程；軟件實現(xiàn)的一體化定位于數(shù)據(jù)集成、軟件集成的最新信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展，支持復(fù)雜分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的領(lǐng)域基礎(chǔ)中間件的設(shè)計與開發(fā)，利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型（ST-based KIDA）量化、串接、組織當(dāng)下不同尺度資評對象的評價過程，真正意義上實現(xiàn)能夠融合盆地、區(qū)帶、圈閉甚至開發(fā)階段的主流資源（儲量）全周期、可動態(tài)調(diào)整的油氣資源評價過程。本文作者相信，經(jīng)過多年的面向油氣勘探開發(fā)行業(yè)的軟件與數(shù)據(jù)一體化技術(shù)研究、多輪次油氣資源評價經(jīng)驗積累以及最新信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)地開展油氣資源一體化評價技術(shù)的研究和應(yīng)用的條件已經(jīng)具備。

油氣資源評價是油氣勘探開發(fā)與決策規(guī)劃之間聯(lián)系的紐帶和橋梁，其針對不同油氣資源勘探階段和不同勘探對象，通過采用不同方法完成勘探目標(biāo)預(yù)測、各類（或各級）資源量（或儲量）估算等評價任務(wù)，為勘探開發(fā)整體部署、計劃安排、工作量測算以及勘探開發(fā)效益分析提供科學(xué)的基礎(chǔ)（國土資源部油氣戰(zhàn)略研究中心?；郭秋麟和米石云，2004；武守城，1994）。例如，針對盆地的油氣資源評價，主要是采用盆地分析方法，優(yōu)選出具有含油氣遠(yuǎn)景的盆地；通過盆地模擬方法，進(jìn)一步優(yōu)選出有利的含油氣區(qū)帶，為開展圈閉評價做好準(zhǔn)備。針對區(qū)帶的油氣資源評價，主要是通過地質(zhì)風(fēng)險分析來初步確定區(qū)帶資源的有無；利用概率推理方法進(jìn)行資源量估算與油藏結(jié)構(gòu)分析；通過分析勘探成本、開發(fā)成本和操作費用，確定產(chǎn)量模型，研究經(jīng)濟(jì)風(fēng)險（油價和通貨膨脹的變化）等，計算凈現(xiàn)金流、投資回收期、內(nèi)部收益率等關(guān)鍵投資指標(biāo)，具體指導(dǎo)于預(yù)探井的部署。針對圈閉的油氣資源評價，主要通過確定性和非確定性體積法來計算資源量（或儲量）；通過對系列圈閉進(jìn)行排隊優(yōu)選，確定鉆探重點目標(biāo)和預(yù)備目標(biāo)，評價已發(fā)現(xiàn)或已落實圈閉的含油氣性、儲量規(guī)模和經(jīng)濟(jì)效益，提出進(jìn)一步鉆探建議?？梢?，傳統(tǒng)油氣資源評價主要是分別圍繞不同勘探對象的資源賦存條件、資源有無、資源數(shù)量以及資源空間分布等展開相關(guān)評價工作，并不重視不同評價對象間的評價活動與評價結(jié)果的銜接；同時，傳統(tǒng)油氣資源評價忽視與不同礦權(quán)空間范圍內(nèi)具體勘探目標(biāo)的銜接，而反映勘探目標(biāo)價值或勘探項目未來收益能力的綜合評價（地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)評價等），對勘探?jīng)Q策才真正具有指導(dǎo)意義。因此，為了進(jìn)一步提高勘探?jīng)Q策水平和勘探效率，實現(xiàn)高效勘探評價和資源動態(tài)管理，國內(nèi)外石油公司提出了油氣資源評價應(yīng)從資源分析與目標(biāo)一體化評價的角度進(jìn)行（劉振武和方朝亮，2004；潘繼平和李志，2007）：強(qiáng)調(diào)建立共享數(shù)據(jù)平臺和規(guī)范評價流程，實現(xiàn)區(qū)域資源潛力評價與勘探目標(biāo)評價的緊密結(jié)合，以及油氣資源與勘探目標(biāo)的空間匹配，確保從資源分析到目標(biāo)評價的一體化，從而提高鉆探目標(biāo)部署的成功率，縮短部署時間。

當(dāng)下，多數(shù)勘探地區(qū)存在著成藏過程復(fù)雜、油氣不確定性大等難題，迫切需要突破、拓寬常規(guī)油氣資源評價技術(shù)與思路，實現(xiàn)整體、動態(tài)、系統(tǒng)地進(jìn)行油氣資源梳理與評價的需求（魯卡.考森諾，2003；金之鈞和張金川，2002；李大偉，2005）。近10年來，國外石油公司充分利用信息科學(xué)相關(guān)技術(shù)，在充分集成其多年積累的勘探資料與成果數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了資源與目標(biāo)一體化評價技術(shù)，實現(xiàn)了快速、高效的勘探油氣資源評價，大大提高了勘探?jīng)Q策水平和勘探效率，促進(jìn)了高效勘探和資源動態(tài)管理。例如，Exxon-Mobil的快速資源一體化評價核心技術(shù)，利用一體化資源評價軟件平臺，可快速集成最新的高分辨率地震資料和鉆井、測井資料，及時更新最新的地質(zhì)研究成果，能夠在幾天到幾周之內(nèi)完成針對最新地質(zhì)資料的油氣資源評價，真正實現(xiàn)快速、高效評價的目的。相對而言，油氣資源一體化評價技術(shù)的研究和軟件實現(xiàn)在國內(nèi)起步晚，不同機(jī)構(gòu)和學(xué)者對油氣資源一體化評價的定位與內(nèi)涵理解也有所差異。本文基于此背景，結(jié)合油氣資源一體化評價軟件（PetroV）的實際開發(fā)經(jīng)驗，闡述了對油氣資源一體化評價的理解、定位、評價流程以及涉及的部分關(guān)鍵技術(shù)。

1 一體化內(nèi)涵

油氣勘探階段與資源評價技術(shù)之間具有較為復(fù)雜的疊合關(guān)系。從廣泛到具體，由粗略到精細(xì)，工作投入越來越具體，評價結(jié)果可信度隨著評價目標(biāo)的縮小和工作量投入的增加而逐步提高。因此，油氣資源一體化評價的落腳點就在于油氣資源評價的及時性、針對性和評價結(jié)論的螺旋上升性，為指導(dǎo)油氣勘探實踐提供有效依據(jù)，其也是油氣藏發(fā)現(xiàn)的重要方法和手段（金之鈞和張金川，1999）。本文總結(jié)、提出并正在PetroV軟件開發(fā)中實踐的資源管理一體化、評價過程一體化以及軟件實現(xiàn)一體化等相關(guān)技術(shù)，是兼顧不同尺度資評對象、市場與技術(shù)、資源評價與目標(biāo)評價、資源估算與儲量評估于一體的動態(tài)、全周期評價技術(shù)，能夠?qū)κ涂碧介_發(fā)工作與成果進(jìn)行及時總結(jié)和歸納，并在專業(yè)技術(shù)研究和系統(tǒng)決策規(guī)劃之間起到有效的樞紐溝通作用，服務(wù)于整體可行性研究、勘探開發(fā)方案合理規(guī)劃以及策略制訂（圖1）。

1.1 資源管理一體化

圖1 PetroV油氣資源一體化評價技術(shù)內(nèi)涵示意Fig.1 Integrated and dynamic evaluation flow of resource assessment（PetroV）

可理解為評價對象與勘探（評價）目標(biāo)一體化，實現(xiàn)對象油氣資源的多層次的分類、分級管理，挖掘石油資源的最大投資價值所在。在有效梳理上游各個盆地的既有、新發(fā)現(xiàn)的成藏信息基礎(chǔ)上，構(gòu)建基礎(chǔ)石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架，及時、充分銜接當(dāng)前最新石油地質(zhì)分析活動與成果；進(jìn)而基于不同勘探程度的地質(zhì)認(rèn)知，定義不同層次、不同尺度的評價對象與勘探目標(biāo)，形成涵蓋基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)（作為評價依據(jù)），到不同尺度資源評價對象（銜接不同評價活動），到不同勘探目標(biāo)系列（作為評價結(jié)果）的一體化數(shù)據(jù)存儲機(jī)制，提供基于不同勘探階段、適應(yīng)不同投資環(huán)境的全方位、高效石油資源管理能力：通過海量存儲、高效索引、數(shù)據(jù)挖掘等信息科學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)不同評價對象（盆地、區(qū)帶、圈閉等）的橫向、縱向內(nèi)在聯(lián)系，為新的地質(zhì)認(rèn)識和合理開發(fā)策略的制定提供最有價值的“經(jīng)驗”共享；更為關(guān)鍵的是，定位于海量成藏信息的石油資源管理，通過界定不同勘探目標(biāo)，可實現(xiàn)全周期、可持續(xù)、可動態(tài)調(diào)整的多尺度油氣資源動態(tài)評價過程，最終為上游市場決策提供全方位、有價值的參考。

1.1.1 無縫集成外部數(shù)據(jù)（源）

在解譯當(dāng)前石油地質(zhì)分析相關(guān)研究活動中涉及的主流專業(yè)軟件（平臺）與輸出內(nèi)容的基礎(chǔ)上（表1），支持通用地質(zhì)圖件、數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，甚至數(shù)據(jù)庫層面的直接數(shù)據(jù)橋接。通過無縫集成外部數(shù)據(jù)（源），形成基于不斷更新的地質(zhì)認(rèn)識或研究成果進(jìn)行動態(tài)石油資源管理的能力，并進(jìn)一步為各級資源評價目標(biāo)的動態(tài)評價提供及時數(shù)據(jù)服務(wù)支持。顯然，最新的地質(zhì)認(rèn)識對后續(xù)評價方法的選取、關(guān)鍵參數(shù)的確定，以及資源評價結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性有著重要影響。此外，及時更新基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)的能力也使得油氣資源評價不再是“階段性”任務(wù)，而變?yōu)椤俺B(tài)性”工作，更能夠滿足日益激烈的上游戰(zhàn)略投資需求。

1.1.2 構(gòu)建石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架

通過編譯（加載、清洗、規(guī)則化）當(dāng)前石油地質(zhì)分析過程中不同數(shù)據(jù)形態(tài)（矢量、柵格、文本等）的主流石油地質(zhì)分析成果，按區(qū)域背景類、沉積類、構(gòu)造類、成藏類、勘探工程類等專業(yè)主題組織基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以地理信息系統(tǒng)技術(shù)（Geographic Information System，GIS）的空間圖形表征規(guī)范與圖層數(shù)據(jù)組織模式進(jìn)行內(nèi)容呈現(xiàn)，最大程度地?zé)o縫銜接當(dāng)前石油地質(zhì)分析過程和體現(xiàn)研究區(qū)域的綜合成藏信息，為后續(xù)的各種資源評價的技術(shù)手段提供全方位的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)環(huán)境。

表1 PetroV石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架原型Table 1 The framework prototype of petroleum geological data

1.1.3 刻畫不同尺度的評價對象或目標(biāo)

在基礎(chǔ)資料處理（集成外部數(shù)據(jù)）和專題地質(zhì)分析（構(gòu)建數(shù)據(jù)框架）基礎(chǔ)上，以不同尺度的油氣資源評價對象和系列勘探目標(biāo)進(jìn)行地質(zhì)綜合評價和經(jīng)濟(jì)決策評價是油氣資源一體化評價的關(guān)鍵。地質(zhì)綜合評價的評價對象主要是遵循傳統(tǒng)石油地質(zhì)分析理論、成藏體系理論或含油氣系統(tǒng)理論等不同石油地質(zhì)分析方法，依據(jù)不同勘探程度的構(gòu)造類、沉積類、成藏類等基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)，界定評價對象空間范圍，用適合的空間圖形表征盆地、區(qū)帶（成藏體系）、圈閉、油藏等不同尺度的資源評價對象；此外，PetroV在基于傳統(tǒng)資評對象（盆地、區(qū)帶、圈閉、油藏）的分類管理基礎(chǔ)上，統(tǒng)籌考慮同一尺度、甚至不同尺度的不同資評對象的組合作為勘探評價目標(biāo)：可以跨越多個河道體、多套地層、多個斷塊、多套油水界面等，因地制宜地實現(xiàn)對油氣資源的經(jīng)濟(jì)決策分析與不同投資勘探方案的制定。顯然，通過建立系列具有不同投資價值、適用于不同投資情況的勘探目標(biāo)，是揭示不同尺度資源評價對象的最大化商業(yè)投資機(jī)會、規(guī)避投資風(fēng)險的有效石油資源管理手段。

1.2 評價過程一體化

定位不同勘探階段或投資階段，通過滾動評價、增量實現(xiàn)不同評價目標(biāo)對應(yīng)的風(fēng)險模型（回答油氣資源有無）、資源模型（估算資源量以及回答在哪里）以及經(jīng)濟(jì)模型（分析投資可行性以及獲取效益最大化），實現(xiàn)從盆地資源量推測，到區(qū)帶資源量估算，到圈閉資源量計算，到油藏儲量計算，直至單井儲量評估的一體化全周期油氣資源量追溯體系，進(jìn)而實現(xiàn)評價過程可交互、評價流程可再現(xiàn)、評價依據(jù)可追溯、評價結(jié)果可對比、鉆后結(jié)果可校對的一體化動態(tài)資源評價過程，支持不同評價模型評價結(jié)果的動態(tài)調(diào)整，以及不同模型評價結(jié)果間的無縫銜接（圖2）。

1.2.1 風(fēng)險模型

圖2 PetroV一體化全周期資源量追溯體系Fig.2 Integrated tracing mechanism of resource in full cycle way

也稱地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)風(fēng)險分析方法體系。建立適應(yīng)于不同勘探、投資階段、不同評價目標(biāo)的地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)評價參數(shù)體系，基于多種概率數(shù)學(xué)模型和系列信息可視化技術(shù)手段，通過風(fēng)險分析和不確定性評價技術(shù)方法，逐級量化、回答油氣資源有無，識別勘探投資與部署風(fēng)險，體現(xiàn)油氣資源評價結(jié)果的不確定性，輔助決策人員進(jìn)行合理決策（White D A，1993；Peter R.Rose，2002；Rose P R，1992；金之鈞，2003；）。風(fēng)險分析方法體系引用的數(shù)學(xué)模型主要包括基于獨立事件概率分布模型的定量地質(zhì)風(fēng)險分析和不確定性評價，基于經(jīng)典條件概率模型的定量綜合地質(zhì)風(fēng)險分析，以及基于復(fù)雜條件概率模型的動態(tài)成藏過程評價等（表2）。

其中，風(fēng)險分析主要是基于不同評價因子的“最好”（或“最壞”）情況的直接主觀推測，通過不同概率數(shù)學(xué)模型獲取單一風(fēng)險評價量化結(jié)果；而不確定性評價是基于評價因子多種可能性的定量描述，通過蒙氏模擬來獲取符合某種概率分布的地質(zhì)風(fēng)險量化評價結(jié)果。PetroV從提高地質(zhì)風(fēng)險概率法的不確定性表達(dá)入手，圍繞如何在評價過程中更好地融合、體現(xiàn)專家經(jīng)驗以及客觀表達(dá)地下地質(zhì)復(fù)雜情況，基于自信度轉(zhuǎn)換、模糊邏輯、蒙特卡洛模擬等相關(guān)數(shù)學(xué)模型，分層次刻畫了從主觀推測到客觀預(yù)測過程中的地質(zhì)評價的不確定性（圖3）。

1.2.2 資源模型

也稱資源量（儲量）計算方法體系。要進(jìn)行油氣勘探目標(biāo)的油氣資源量不同級別、類別的估算，油氣資源一體化評價需要借助概率和數(shù)理統(tǒng)計、信息技術(shù)等其他學(xué)科最新技術(shù)發(fā)展，形成適用于不同地質(zhì)建模場景下的數(shù)學(xué)計算模型（Lee.，2008；Houghton et al.，1993；關(guān)德范，2005）。例如，通過對盆地構(gòu)造、地層、流體等方面的研究，識別盆地構(gòu)造運動、流體運移等主體發(fā)展規(guī)律，將上述規(guī)律上升到最簡化的理性認(rèn)識，形成盆地系列地質(zhì)模型（張必龍等，2009；付曉飛、李文龍等，2011）；在此基礎(chǔ)上，通過描述地質(zhì)過程中各參數(shù)變化的定量關(guān)系，形成從定性研究到定量研究過程的系列數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而推算盆地的遠(yuǎn)景資源量。PetroV在梳理現(xiàn)有資源評價計算方法的原理、流程、參數(shù)求取基礎(chǔ)上，重點分析了各種資源評價方法的適用范圍、計算參數(shù)敏感性和評價結(jié)果可靠性的分析，同時引入系列蒙特卡羅模擬方法，加強(qiáng)對資源計算結(jié)果的不確定性表達(dá)。該模型就是以1.1節(jié)中的石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架為基礎(chǔ)，構(gòu)建系列評價對象的地質(zhì)概念模型，從成因、類比、統(tǒng)計（趙文智，2005）以及空間分析的角度，將特定地質(zhì)概念模型轉(zhuǎn)換為適用的數(shù)學(xué)模型，圍繞資源量估算（或儲量計算）、油藏結(jié)構(gòu)分析和目標(biāo)空間分布，實現(xiàn)從遠(yuǎn)景資源量到地質(zhì)儲量，甚至單井儲量的計算過程（表3）。

圖3 PetroV的分層次不確定性評價過程Fig.3 Full scale uncertainty evaluation of PetroV

不同資源量計算方法應(yīng)用時的基本特點是具有實踐性、風(fēng)險性和綜合性。PetroV在明確系列資源評價計算方法基礎(chǔ)上，界定了每個資源評價方法的應(yīng)用范圍和基礎(chǔ)、關(guān)鍵參數(shù)、依賴的輸入和主要輸出；進(jìn)而利用系列信息可視化技術(shù)和數(shù)學(xué)手段去分析不同地質(zhì)情況下的計算參數(shù)敏感性以及計算結(jié)果可靠性分析；最后，針對不同評價對象的資源計算，實現(xiàn)對多種評價方法的優(yōu)選、對比、匯總，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)不同階段、不同尺度評價對象預(yù)測結(jié)果間的銜接，以及通過不同計算方法間協(xié)作預(yù)測，提高預(yù)測結(jié)果的可靠性與合理性。圖4以勝利油田惠民中央背斜區(qū)帶的107個已發(fā)現(xiàn)油藏作為樣本數(shù)據(jù)，演示了PetroV如何通過最大似然求解分別求解地質(zhì)帕萊托概率分布模型和對數(shù)正態(tài)概率分布模型的分布參數(shù)，進(jìn)而利用Q—Q交匯可視化技術(shù)和典型顯著性檢驗數(shù)學(xué)手段，選定該區(qū)帶合適的油藏規(guī)模概率分布模型（金之鈞，1995）。可見，圖4a的線性關(guān)系揭示了地質(zhì)帕萊托概率分布模型應(yīng)該更適合描述東部斷塊區(qū)帶的油氣藏規(guī)模分布。

表2 PetroV一體化（地質(zhì)、工程、經(jīng)濟(jì)）風(fēng)險模型Table 2 Integrated risk model of PetroV

1.2.3 經(jīng)濟(jì)模型

也稱經(jīng)濟(jì)評價方法體系。常規(guī)、非常規(guī)油氣勘探開發(fā)項目具有周期長、投資大、高風(fēng)險的特點，其投資價值受市場因素、技術(shù)因素、工程因素、管理因素等共同影響。同時，油氣勘探投資項目的運作又是一個動態(tài)的過程，隨著新信息的出現(xiàn)，勘探開發(fā)策略和方案也會隨之調(diào)整。PetroV的經(jīng)濟(jì)模型是以系列勘探目標(biāo)的界定為基礎(chǔ)，以確定性和不確定性兩種形式銜接不同評價階段風(fēng)險模型獲取的地質(zhì)、工程風(fēng)險評價結(jié)果和匯總后的資源量（儲量）；強(qiáng)調(diào)如何有效規(guī)避市場不確定性和技術(shù)不確定性帶來的風(fēng)險，能夠給出合理的投資勘探（參與投標(biāo)、競標(biāo)）的決策方案；決策投資勘探后，通過探井鉆后評估建立鉆后反饋機(jī)制，動態(tài)、及時調(diào)整相關(guān)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)。經(jīng)濟(jì)評價內(nèi)容主要包括凈現(xiàn)金流分析和實物期權(quán)分析兩大類（表4）。

表3 PetroV一體化（盆地、區(qū)帶、圈閉、油氣藏）資源模型Table 3 Integrated resource model of PetroV

圖4 （a）地質(zhì)帕萊托概率分布模型的Q—Q圖；（b）對數(shù)正態(tài)概率分布模型的Q—Q圖Fig.4（a）Q—Q plot of samples subject to geological pareto distribution；（b）Q—Q plot of samples subject to lognormal distribution

盡管凈現(xiàn)金流分析可以通過不確定性表達(dá)勘探、開發(fā)、生產(chǎn)基本參數(shù)，進(jìn)而基于蒙特卡洛模擬在一定程度上反映項目經(jīng)濟(jì)評價方面的不確定性，但該系列方法無法反映項目運行的動態(tài)變化特征，也嚴(yán)重忽略了由管理靈活性創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價值，往往系統(tǒng)地低估了項目的投資價值。相比較的是，實物期權(quán)理論突出了管理靈活性、過程學(xué)習(xí)和動態(tài)決策對項目價值的貢獻(xiàn)，因而能夠給出更為科學(xué)和完整的評價；PetroV的實物期權(quán)分析考慮了在項目運行過程中由管理靈活性創(chuàng)造的價值，基于決策樹和二叉樹的整合法，將涉及的不確定性分為技術(shù)不確定性和市場不確定性并區(qū)別對待，因此能夠?qū)椖窟M(jìn)行更為全面的評價。

1.3 軟件實現(xiàn)一體化

PetroV軟件的一體化實現(xiàn)定位于信息科學(xué)技術(shù)的最新技術(shù)發(fā)展（Schmidt et al.，2003）。從結(jié)構(gòu)化分析到面向?qū)ο蠓治?，從基本的面向?qū)ο笤O(shè)計（抽象、封裝、繼承、多態(tài)）到不同層次的面向模式設(shè)計（對象間關(guān)系、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫編程等），從關(guān)系數(shù)據(jù)建模到面向?qū)ο髷?shù)據(jù)建模，從傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)管理到空間數(shù)據(jù)管理等，引進(jìn)了最新軟件開發(fā)思路以及技術(shù)路線。即，借助面向服務(wù)體系架構(gòu)（Service-Oriented Architecture，SOA）和通用軟件框架（Application Framework）等代表的最新軟件架構(gòu)理念、不同層次設(shè)計模式（Design Pattern）代表的設(shè)計理念、面向?qū)ο蠛蚐T-based KIDA（Spatial and Timebased Knowledge、Information、Data and Activity）模型驅(qū)動的領(lǐng)域?qū)嶓w建模理念等，實現(xiàn)在復(fù)雜分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下油氣資源一體化評價的設(shè)計與開發(fā)，以適當(dāng)?shù)男问侥軌蛄炕?、串接、組織起當(dāng)下不同尺度資評對象的評價過程，真正意義上實現(xiàn)盆地、區(qū)帶、圈閉甚至開發(fā)階段的主流資源（儲量）全周期、可動態(tài)調(diào)整的油氣資源評價過程。

表4 PetroV一體化（凈現(xiàn)金、實物期權(quán)）經(jīng)濟(jì)模型Table 4 Integrated economic model of PetroV

2 一體化評價流程與關(guān)鍵技術(shù)

當(dāng)下，系列資源評價軟件并不強(qiáng)調(diào)如何有效銜接當(dāng)前石油地質(zhì)分析主要活動以及成果，多數(shù)情況是基于樣本數(shù)據(jù)直接進(jìn)入地質(zhì)風(fēng)險分析與油氣資源規(guī)模預(yù)測，尤其在缺少面向不同勘探階段和不同尺度資評對象的一體化資源評價流程的情況下，使得資評活動應(yīng)用面較窄且階段性應(yīng)用的特點突出。在提煉、規(guī)范了油氣資源一體化評價的流程基礎(chǔ)上，PetroV初步識別了油氣資源一體化評價的關(guān)鍵需求點，提出了基于ST-based KIDA數(shù)據(jù)建模思路實現(xiàn)對石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架（集成外部數(shù)據(jù)）、不同尺度資評對象和勘探目標(biāo)的分類、分級無縫數(shù)據(jù)集成；基于領(lǐng)域中間件的設(shè)計思路，將不同尺度資評對象的典型資評活動作為后臺服務(wù)，基于軟總線構(gòu)建一體化軟件協(xié)作平臺。

2.1 評價流程

PetroV的業(yè)務(wù)流程（圖5）關(guān)鍵節(jié)點主要包括：如何定義、構(gòu)建石油地質(zhì)數(shù)據(jù)框架來迎合、刻畫不同層次、不同方法體系的資源評價目標(biāo)體系；面向不同資評對象的地質(zhì)風(fēng)險評估，需要給出具有實用價值的指標(biāo)評價體系，并規(guī)范評估流程與打分規(guī)則；針對不同勘探開發(fā)階段，構(gòu)建自適應(yīng)計算方法體系并規(guī)范計算方法應(yīng)用流程；適應(yīng)于不同決策需求，構(gòu)建并可動態(tài)調(diào)整的經(jīng)濟(jì)評估模型，以及資評報告模板的規(guī)范化定義。該流程的特點主要包括：完整的、可裁剪的、具有企業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)性質(zhì)的面向不同尺度資評對象的資源評價流程；基于成藏體系理論指導(dǎo)下設(shè)計的地質(zhì)風(fēng)險評估指標(biāo)評價體系與規(guī)范化評價流程；迎合不同地質(zhì)情況、迎合不同資源模型的統(tǒng)計方法體系定義與應(yīng)用流程；因地制宜、體現(xiàn)風(fēng)險、資源、經(jīng)濟(jì)模型的系列資評報告模板。

2.2 基于ST-based KIDA數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)集成

圖5 PetroV一體化資源評價業(yè)務(wù)流程Fig.5 Integrated assessment flow of resource evaluation（PetroV）

油氣資源一體化評價涉及的不同資評對象往往有著相同的基礎(chǔ)地質(zhì)概念和基礎(chǔ)資料定義，如地震數(shù)據(jù)，測井曲線數(shù)據(jù)，構(gòu)造類、成藏類數(shù)據(jù)等；同時，不同資評對象的研究也有著相類似的研究過程。即，從基礎(chǔ)資料入手，獲取有用的數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過系列資評活動最后變成被驗證的知識或成果，符合典型的從數(shù)據(jù)到信息，從信息到知識的 KIDA（Knowledge，Information，Data，Activity）驅(qū)動模型。此外，除了需要體現(xiàn)一致的數(shù)據(jù)模型表達(dá)與持久化外，需要重點突出領(lǐng)域?qū)嶓w的空間屬性和時間屬性（Spatial and Temporal-based），使得在領(lǐng)域?qū)嶓w的統(tǒng)一空間表達(dá)、空間管理、空間分析和空間計算及顯示等方面有了基于空間和時間（典型地質(zhì)事件點）的集成與分析手段。因此，PetroV從KIDA○4個角度去抽象、封裝不同資評對象的典型研究活動、基于組合模式建模通用領(lǐng)域?qū)嶓w數(shù)據(jù)模型，基于元數(shù)據(jù)管理（歸類、過濾）實現(xiàn)一體化數(shù)據(jù)庫部署：利用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和關(guān)系理論的數(shù)據(jù)模型間的合理映射，滿足不同關(guān)系數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)（Relational Database Management System，RDBMS）要求的存儲、檢索、完整性和一致性的維護(hù)；通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)持久化與訪問接口滿足不同學(xué)科應(yīng)用軟件間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與共享；支持PetroV領(lǐng)域通用數(shù)據(jù)模型定義與POSC的Epicentre數(shù)據(jù)模型的最大程度兼容；PetroV基于抽象KIDA過程并定義通用領(lǐng)域?qū)嶓w，以基礎(chǔ)類庫的形式作為應(yīng)用軟件框架的一部分，以便于不同學(xué)科具體應(yīng)用軟件的應(yīng)用開發(fā)。

2.3 基于領(lǐng)域基礎(chǔ)中間件的軟件集成

通過建立統(tǒng)一領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型，PetroV可追溯從源數(shù)據(jù)、到信息、到知識的信息衍變流程外，PetroV仍然面臨著如何把既有的應(yīng)用軟件，數(shù)據(jù)存儲與新的應(yīng)用軟件集成起來；換言之，如何支持一體化動態(tài)評價過程：從油田到數(shù)據(jù)中心，從數(shù)據(jù)中心到不同應(yīng)用軟件形成即時信息通道和協(xié)作平臺。同時，為了更好地開發(fā)和應(yīng)用能夠運行在不同異構(gòu)環(huán)境下的軟件，需要一種基于標(biāo)準(zhǔn)的、獨立于計算機(jī)硬件與操作系統(tǒng)的開發(fā)與運行環(huán)境。因此，PetroV遵循面向?qū)ο筌浖_發(fā)的典型流程（需求捕獲、分析與定義，面向?qū)ο蠛湍Ｊ降姆治雠c設(shè)計、代碼實現(xiàn)與部署等），通過細(xì)化上述問題，給出面向油氣資源一體化評價的領(lǐng)域中間件的功能性和系統(tǒng)性需求，進(jìn)而明確領(lǐng)域基礎(chǔ)中間件定義和組成部分，在領(lǐng)域中間件定義指導(dǎo)下結(jié)合基礎(chǔ)中間件（Common Object Request Broker Architecture，CORBA）規(guī)范與最新軟件分析、設(shè)計技術(shù)，給出領(lǐng)域中間件的體系架構(gòu)（盛秀杰.，2010）（圖6）。首先，通過對下層不同的分布式環(huán)境開發(fā)技術(shù)（分布式基礎(chǔ)中間件服務(wù)，也稱軟總線）以及通用“商業(yè)邏輯”（通用中間件服務(wù)）的透明性調(diào)用，屏蔽分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的各種異構(gòu)實體以及減少領(lǐng)域?qū)＜覐?fù)雜開發(fā)需求。通過抽象油氣勘探開發(fā)行業(yè)不同領(lǐng)域典型活動以及典型工作流的協(xié)作約定，不同學(xué)科的具體應(yīng)用被作為公共設(shè)施形成智能化領(lǐng)域服務(wù)（領(lǐng)域中間件服務(wù)）；其次，基于約定的接口領(lǐng)域服務(wù)被適配到通用應(yīng)用程序框架，基于KIDA模型抽象了不同學(xué)科的典型研究活動在應(yīng)用軟件開發(fā)層面的框架體現(xiàn)；最后，通過對統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型表達(dá)的領(lǐng)域數(shù)據(jù)模型的類庫和應(yīng)用軟件框架代理下的不同領(lǐng)域服務(wù)的訪問，滿足了油氣E&P領(lǐng)域各類應(yīng)用軟件開發(fā)與集成的需要，甚至包括不同WEB應(yīng)用軟件的開發(fā)。

3 結(jié)論

圖6 PetroV領(lǐng)域基礎(chǔ)中間件體系結(jié)構(gòu)Fig.6 Architecture in layers of domain middleware of PetroV

本文提出的油氣資源評價一體化技術(shù)，源于對常規(guī)、非常規(guī)海量成藏信息的集成，落腳于基于不同評價對象與評價目標(biāo)層次的石油資源有效管理；以全周期的資源量估算和儲量評估為主線，支持從盆地到區(qū)帶、到圈閉、到油藏，甚至單井的不同尺度資源評價對象構(gòu)建、統(tǒng)一高效存儲與評價活動的銜接，進(jìn)而實現(xiàn)可持續(xù)、可動態(tài)調(diào)整、可回溯的油氣資源一體化評價過程；通過界定不同投資價值屬性的勘探目標(biāo)系列（Resource Portfolio），實現(xiàn)對上游的油氣資源評價、勘探規(guī)劃與市場決策的全方位支持，真正體現(xiàn)對油氣資源的投資價值管理能力（Petroleum+Valuation=PetroV）。其中，一體化油氣資源評價流程，強(qiáng)調(diào)通過界定不同勘探程度的油氣資源評價的關(guān)鍵內(nèi)容，如回答資源有無的各種可能性、回答資源多少以及油藏規(guī)模結(jié)構(gòu)、回答未發(fā)現(xiàn)油氣藏在哪里等問題，并結(jié)合PetroV的相關(guān)特色評價技術(shù)，整理、歸類并規(guī)范當(dāng)前油氣資源評價涉及的地質(zhì)評價、資源量計算以及經(jīng)濟(jì)評價等系列數(shù)學(xué)模型，在及時更新基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，可服務(wù)于低勘探程度到高勘探程度的不同地質(zhì)尺度的資評對象的快速油氣資源評價。近些年來，國內(nèi)外石油公司紛紛斥巨資發(fā)展和完善油氣資源一體化評價技術(shù)，并加強(qiáng)應(yīng)用研究，以其長期積累的評價參數(shù)和豐富勘探資料為基礎(chǔ)，利用數(shù)據(jù)集成、軟件集成、信息可視化等最新信息科學(xué)技術(shù)，開發(fā)一體化動態(tài)評價和決策管理系統(tǒng)。本文作者相信，經(jīng)過多年的面向油氣勘探開發(fā)行業(yè)的軟件與數(shù)據(jù)一體化研究、多輪次油氣資源評價技術(shù)積累以及最新信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)系統(tǒng)地開展油氣資源一體化評價技術(shù)的研究和應(yīng)用的條件已經(jīng)具備。