Методика интегрированного анализа данных ГИС и сейсморазведки при изучении месторождений нефти и газа

Каплан, Самуил Абрамович

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Методика интегрированного анализа данных ГИС и сейсморазведки при изучении месторождений нефти и газа
ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика интегрированного анализа данных ГИС и сейсморазведки при изучении месторождений нефти и газа"

РГ5 ОД

С Г г II , РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

- 5 СЕН 1994

КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ГЕОЛОГИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЮ НЕДР

Всероссийский научно-исследовательский институт геологических, геофизических и геохимических систем (ВНИИГеосистем)

На правах рукописи

КАПЛАН Самуил Абрамович

МЕТОДИКА ИНТЕГРИРОВАННОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ ГИС И СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

Специальность 04.00.12. - Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

ДИССЕРТАЦИЯ в форме научного доклада на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1994г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте геологических, геофизических и геохимических систем (ВНИИГеосистем)

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Мушин И.А.

кандидат технических наук Птецов С.Н.

Ведущая организация: лаборатория сейсморазведки Государственной академии нефти и газа (ГАНГ) им. ак. И.М.Губкина

. .Защита диссертации состоится .. 1994 г.

в .77.. часов на заседании диссертационного совета Д. 071.10.01 во ВНИИГеосистем, 113105, г.Москва, Варшавское шоссе, д. 8, конференцзал.

С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться в геологическом фонде ВНИИГео_систем.

М'л&и/сУЧ

Доклад разослан.......................1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор геолого-минералогических науку профессор /■/$■ В.С.Лебедев

I. ОВЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

В диссертации, представленной в форме научного доклада, обоснованы и сформулированы методика интегрированного анализа геоинформации, решение ее наиболее существенных элементов. Основа работы: обобщение материалов статей, опубликованных в 1967-1994 г.г. по результатам научных и опытно-методических работ, выполненных непосредсЪенно автором, с участием или под его руководством.

I.I. Актуальность проблемы

Характерной чертой современных геологоразведочных исследований и разработки месторождений нефти и газа является необходимость изучения ловушек углеводорода (УВ) сложного геологического строения, преимущественно неантиклинальных, с пространственной неоднородностью фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). Существующий стереотип разведки месторождений, оценки их перспектив, планирования дальнейших исследований и подготовки к разработке ограничены до настоящего времени учётом в качестве ведущих-двух факторов: структурного (количественного) и литофациального - сугубо качественного. В результате получаемые модели местороаде-ний по детальности и составу характеристик не обеспечивают прогноз ФЕС во внескважинном пространстве.

Отсутствие на протяжении длительного времени экономических стимулов в деятельности геологических и добывающих предприятий в условиях затратного механизма препятствует преодолению указанного стереотипа и, кроме того, провоцирует:

- ограничение извлекаемой из данных дистанционных методов разведки информации, проявляющееся в медленном и незначительном по объёму использовании новых средств обработки и анализа информации, ориентированных,превде всего,на повышение разрешающей способности методов в сейсморазведке: в частности, импульсного, псевдоакустического преобразований временных разрезов в совокупности со средствами прогноза геологического строения объекта на основе слоистых моделей.

- узкую специализацию исследователей по методам, отсутствие коллективов, способных выполнить интегрирование геоинформации

и обеспечить построение модели объекта, согласованной по используемым методам геологоразведочных работ (ГРР),

- разобщенность информационного обеспечения,

- недостаточную содержательность и низкий уровень автоматизации завершающей, интерпретационной стадии, изучения объекта геофизическими методами на кавдом из этапов геолого-разведочного, процесса (ГШ).

Последний фактор представляется наиболее существенным, поскольку приводит к обесцениванию затрат, понесенных при выполнении всех предшествующих этапов работ, как на полевых наблюдениях, так и при обработке получаемых данных. Естественно, что объем издержек в этом случае возрастает по мере перехода от начальных и конечным стадиям ГРП, достигая максимума на этапе освоения месторождения.

Следствием такого положения является неоптимальность проектных технологических схем разработки, увеличение числа непродуктивных скважин при эксплуатации месторождения.

Поэтому в условиях тяжелого и неоднозначного, но тем не менее неотвратимого перехода к разумной хозяйственной деятельности совершенствование методологии и создание методики построения высококачественной физико-геологической модели газонефте-перспективных объектов представляет собой актуальную задачу.

Цель работы: создание методики и-технологии интегрирования данных скважинных исследований и сейсморазведки на основе согласованной детальности эффективных слоистых моделей и импульсного преобразования временных разрезов, обеспечивающих, в конечном итоге, повышение эффективности геолого-разведочных исследований, геологического обоснования и сопровождения разработки месторождений нефти и газа.

Приоритетные задачи исследования:

I - исследование функциональной структуры интегрированного анализа геоинформации и разработка общих положений методики его выполнения, как средства изучения сложных геологических объектов на уровнях "Земля - Скважина";

2 - разработка методического и алгоритмического обеспечения базовых элементов интегрирования: построения эффективных слоистых моделей по данным 1МС, оценка их информативности и взаимной вдентификации с данными сейсморазведки,

3 - применение разработанных методики и технологии интегрированного анализа » решении практических задач построения физико-геологических моделей объектов.

1.2. Методы исследования

Поставленные задачи решались с применением знаний в области ГРР на нефть и газ, системного анализа, структурно-формаци-онного и сейсмостратипрафического подходов в интерпретации геологических, промыслово-геофизических и сейсмических данных, теории и программно-методических средств их обработки и анализа.

1.3. Научная новизна результатов

В работе предложена методика интегрированного анализа данных П!С и сейсморазведки, основанная на:

- развитии концепции интегрирования геоинформации включением принципа адаптивности, выражающего зависимость требований, • предъявляемых к информативности отдельного метода (вида) ГРР,

от достигнутой изученности модели объекта, и определении местоположения анализа и особенностей решаемых с его помощью задач на отдельных этапах и стадиях ГРП,

- соответствующих предложенной концепции функциональной структуре и принципах построения технологии интегрирования геоинформации,

- формализованных решениях базовых процедур: построения одномерных эффективных слоистых моделей по данным ГИС и идентификации по ним отражений на сейсмических временных разрезах, повышения помехоустойчивости и информативности импульсных преобразований последних,

- критериях анализа, обеспечивающих районирование изучаемых объектов на зоны однородности и прогноз ёмкостных свойств коллекторов.

1.4. Защищаемые положения

1. функциональная структура задач интегрированного анализа геоинформации, обеспечивающая информационную базу анализа и возможность с его помощью уточнения модели геологического объекта на основе преобразования и интерпретации данных отдельных методов и взаимного согласования полученных результатов.

2. Методика интегрированного анализа данных сквахинных исследований и сейсморазведки, предусматривающая построение моде-■лей объектов двух рангов: толстослоистой - для геологического разреза в целом, и тонкослоистой - для целевого интервала, синтез и реализацию критериев районирования объекта на зоны однородности и прогноза ФЕС. Основу методики составляют импульсное преобразование временных разрезов и согласованное с ним по детальности построение по данным ГИС эффективных слоистых моделей.

3. Формализованное построение одномерных эффективных слоистых сейсмических моделей, учитывающее шаг дискретизации и реально- используемый спектр сейсмических сигналов, точность акустического каротажа и предусматривающее в дополнение к стандартно используемым характеристикам эффективного пласта - импеданса или скорости и толщины, - оценки погрешностей их определения и потерь энергии отражений, связанной с тонкослоистой структурой пласта.

4. Идентификация данных ГИС и сейсморазведки на основе эффективных моделей для ограниченных по вертикали интервалов разреза, с учётом оценок погрешностей параметров модели и обеспечением устойчивости решения за счёт вовлечения в анализ совокупности трасс как импульсного, так и сигнального сейсмического временного разреза.

1.5. Обоснованность научных положений доклада, выводов и рекомендаций, вклад автора

Научные положения и прикладные результаты работы базируются на материалах многолетних исследований, выполненных в рамках

отраслевых и государственных Программ, а также по заказам производственных организаций. При их выполнении автор являлся ведущим, а по отдельным из них и ответственным исполнителем. Автору совместно с П.Г.Гильберштейном принадлежат идеология, общая структура и формулировка геолого-геофизических функций программно-методического комплекса (ШК) "ИНТЕГРАЛ", реализующего представленную в работе методику интегрированного анализа. Системные решения комплекса выполнены автором совместно с Л.А. Афанасьевой и Л.В.Пороцким. Автором разработано методико-алго-ритмическое обеспечение ряда процедур ПМК, в том числе построение эффективных моделей, идентификации данных ГОС и сейсморазведки, совершенствование импульсного преобразования временных разрезов. В процессе опробования методики интегрирования данных 1ИС и сейсморазведки автором предложены критерии районирования геологического разреза и прогноза коллекторских свойств.

В процессе выполнения работ и подготовки доклада автор пользовался советами и консультациями В.И.Аронова, В.Х.Ахияро-ва, Я.Н.Басина, Л.И.Еермана, П.Г.Гильберштейна, О.Л.Кузнецова, А.А.Никитина, Ф.3.Хафизова, которым он приносит искреннюю благодарность.

Автор весьма признателен коллегам по работе во ВНШГео-систем: И.И.Алихасовой, Е.А.Галаган, Г.В.1>бановой, А.Я.Иксано-ву, Г.А.Киргинцевой, Я. М. Хахилевой, А.Л.Шпекторову,. Н.В.Мамедо-вой, Р.Г.Паниной и В.П.Трахачеву, а также в ГлавНИВЦ: С.И.Банду-рину, А.Д.Боголюбскому, А.П.Волкову, О.И.Захаровой, Е.С.Макур-кину и М.Н.Фельдбаргу, разделивших с ним нелегкий труд создания и опробования средств интегрирования геоинформации и оказавших помощь и поддержку в подготовке настоящего доклада.

Публикации.

Содержание исследований изложено в 25-ти печатных работах.

1.6. Практическая ценность и реализация в промышленности

Разработаны методика, технология и программное обеспечение интегрированного анализа данных ГИС и сейсморазведки, реализованные в ШК "ИНТЕГРАН".

Комплекс внедрен в ряде геологических организаций России: ГП "Ямалгеофизика" (ЯЭОГИ), ВНИГНИ, ГП "Оренбурггеология" (01X53), Ш "Информационный вычислительный центр по обработке геолого-геофизических данных" (г.Геленджик), ГП "Востокгеология" (Центр геологических исследований и информатики "Геоинформцентр"), а также республики Казахстан: трест "Мунайгеофизика" (г.Атырау).

Применение методики интегрирования и ПМК "ИНТЕГРАН" обеспечили построение физико-геологической модели и прогноз интегральных ёмкостных свойств для месторождений нефти и газа, расположенных в основных нефтегеологических провинциях России: Прикаспийской (АСГКМ), Волго-Уральской (Оренбургском ГКМ), ЗападноСибирской - Талинское, Ново-Уренгойское, Сугмутское, Кынское, Полученные результаты вошли в состав отчётов по подсчёту запасов УВ по отдельным объектам. Разработанная методика интегрирования геоинформации явилась основой курсовых и дипломных работ студентов-геофизиков МГУ и МГРИ, принимавших участие в выполнении исследований на отдельных объектах.

I. 7. Апробация работы

Основные результаты работы были представлены автором на: школе-семинаре Ассоциации разработчиков и пользователей компьютерных технологий интегрированной обработки и интерпретации геолого-геофизических данных, Тюмень, 1991 г.; 36-ом Международном геофизическом симпозиуме (г.Киев, 1991 г.); Международной геофизической конференции и выставке (ЬЕй /Москва, 1992 г., Международной геофизической конференции и выставке Б Ей /ЕАГО/ Москва, 1993 г., Международной научной конференции "Геофизика и современный мир" (Москва, 1993 г.); Х1У Всемирном нефтяном конгрессе (Норвегия, Ставангер, 1994 г.).

Ниже последовательно излагается содержание работы:

1. Концепция интегрированного анализа, как средства познания при изучении геологических объектов.

2. Анализ тенденций построения автоматизированных систем интегрирования геоинформации.

3. Методика интегрированного анализа данных ГИС и сейсморазведки.

4. Результаты применения методики интегрированного анализа геоинформации.

5. Заключение.

I. КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕГРИРОВАННОГО АНАЛИЗА, КАК СРЕДСТВА ПОЗНАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

В последние года в исследовании геологических объектов одним из быстроразвивапцихся направлений является системный интегрированный анализ геоинформации. Этот факт отражает происходящие в геологии, как прикладной науке, качественные изменения, причины которых знключаются в :

- резком увеличении объёмов регистрируемой геоинформации, как за счёт повышения плотности наблюдений и разнообразия методов исследований, так и их многоуровненности: от недр до космоса,

- развитии теории и средств описания процессов, протекающих в земной коре и их отражения в физических и химических полях, доступных наблюдению,

- наличии как мощных вычислительных систем, так и персональных ЭВМ, рабочих станций, обеспечивших активное включение человека в процесс решения задач изучения строения недр, относящихся, как известно, к трудноформализуемым.

Проблемы методологии системного интегрированного анализа освещены в трудах 0.Л.Кузнецова, А.А.Никитина, Я.Н.Васина, Ш.А. 1убермана, А.М.Блюменцева, А.С.Струкова, В.И.Ручнова и др. Основные положения методологии базируются на:

- описании объекта исследований, т.е. геологической среды в совокупности с процессами,в ней протекающими,

- описании средств познания объекта - общие и особенные черты геофизических и геохимических полей, доступных наблюдению,

- информационных аспектах анализа, определяющих общую логическую схему познания объекта.

В качестве глобальной цели интегрированного анализа рассматривается оптимизация геологоразведочной деятельности по подготовке (пополнению, восстановлению) запасов минерального сырьячи по сопровождению их разработки.

Обобщая рассматриваемые названными авторами методологичес-

кие аспекты интегрированного анализа, можно представить его реализации в виде взаимодействия трех систем моделей: объекта, средств исследований и управления.

Каадая из систем характеризуется присущими ей многообразием и иерархией моделей. Так, для первой системы, объединяющей физико-геологические модели объекта (ФГМ), их многообразие обусловлено различиями в параметризации по используемым метода!.; исследований, а их иерархия - детальностью и необходимой точностью определения характеристик модели. Для второй системы множество моделей образуется совокупностью процессов - физических, химических, геологических, - составляющих основу используемых методов ГРР. При этом иерархия в системе строится в соответствии с составом факторов процесса и степенью их учёта в модели. Система моделей управления определяется особенностями разведки и разработки конкретного вида минерального сырья, содержанием этапов и стадий геолого-рааведочного процесса.

Взаимосвязь систем моделей обусловлена целями и задачами выполняемых исследований. Так, например, включение в контур управления экологических требований по сохранению верхней части разреза (ВЧР) необходимо приводит к расширению параметрического пространства ФШ при ГРР, ориентированных на виды минерального сырья , залегающего ниже ВЧР. Очевидна и взаимосвязь первой и второй систем - по параметризации, характеристикам детальности, точности ФШ с одной стороны, и используемых видов и методов ГРР, принятым приближением описания процессов формирования полей - с другой. Тем не менее, в интегрированном анализе геоинформации ведущей является система ФГМ объекта. На единстве её структур только и возможна постгИка задач интегрирования, создание методики их решения, составляющих содержание последующих разделов настоящей работы.

В ходе создания концепции региональной подсистемы в составе Государственной Геосистемы автором совместно с II. Г. Гильбер-штейном выполнен анализ роли ФШ в геологоразведочном процессе, в результате которого помимо общих требований к модели сформулированы и аспекты методологии интегрированного анализа геоинформации, определяющие принципы построения методики и технологии его реализации.

В геологических исследованиях Ф1М служит и в качестве цели, и как средство их проведения. Целевая функция ФГМ связана с обеспечением оценки ресурсов того или иного вида минерального сырья, выбора рациональной схемы их разработки, инженерно-геологического обоснования строительства промышленных объектов, а также контроля за изменениями состояния геологической среды (геомониторинга). Характерным для целевой функции ФГМ является определенность параметризации модели и требований по точности и детальности. Функция ФШ как средства исследования /15/ порождается итеративным характером ГРП, на каждой стадии которого необходим учёт состояния модели (полнота описания объекта, детальность, точность) для планирования работ, подлежащих выполнению на следупцей стадии. Учитывая, что элементом планирования при этом является выбор конкретного состава видов (методов) ГРР, рассматриваемая функция связана с переменной, как правило, расширяющейся, размерностью параметрического пространства ФПД и необходимостью удовлетворения следующим двум условиям. Первое -согласованность Ф1М по данным комплекса примененных методов ГРР и второе - оперативность подстройки ФГМ по мере получения новой информации. Рассмотренная функциональная ориентация ФГМ определяет элементы методологии интегрирования геоинформации: правила построения и применения совокупностей способов и средств получе- . ния и уточнения модели объекта. Основу этих правил составляют принципы информативности, направленности и эталонирования, установленные в работах О.Л.Кузнецова и А.А.Никитина и составляющие логический базис геологических исследований. Дополнение этих правил принципом адаптивности / 15 / определяет практическую применимость интегрированного анализа. Формулировка принципов предполагает в качестве изучаемого объекта область геологического разреза, контрастирупцую со вмещающей средой по заданному набору признаков (характеристик). Рассмотрим содержание ука- ' занных принципов.

I. Принцип информативности (синэ^ ргитичности). В соответствии с физическими, химическими, геологическими основами каждый вид и метод ГРР характеризуется собственной геологической информативностью. Оценка последней может быть получена "от противного": разнообразием моделей объекта, неразличимых отдельным

видом (методом). В результате использования комплекса ГРР возникает многообразие отображений объекта в полях различных параметров. Обусловленность этого многообразия контрастом объекта со вмещающей средой, в совокупности с его генезисом и актуальным состоянием, представляют собой основу для интегрирования информации, полученной при его исследовании. Для выполнения интегрирования необходимо установление закономерностей указанной обусловленности. Тем самым, постулируется одна из важнейших функций интегрированного анализа: синтез критериев интерпретации комплекса геоданных.

2. Принцип направленности анализа.

Необходимость формулировки этого принципа обусловлена разным уровнем информативности методов ГРР и их разрешающей способности. Принципом постулируется наиболее рациональная схема анализа от прямого наблюдения объекта - наиболее детального и точного (отбор и исследование образцов пород, данные геолого-промысловых исследований), - к данным опосредованного наблюдения, т.е. проявления объекта в полях физических, химических характеристик. Рациональность такой направленности определяется свойственной ей большей однозначностью решения обратной задачи: построения ФГМ по "опосредованным" данным. Частным случаем рассматриваемого принципа является построение анализа данных от более детального (с высокой разрешающей способностью) метода исследований к менее детальному, но отличаюцемуся большей пространственной обзорностью. По существу, принцип направленности анализа отражает логику определения геологической информативности.

3. Принцип эталонирования. Содержательность результатов исследования объекта одним ввдом (методом) ГРР определяется разрешающей способностью и точностью получаемых оценок параметров его модели (геометрических, физических, геологических). Определение таких характеристик каждого метода на фиксированном уровне наблюдений возможно лишь по отношению к другим, более "точным" методам, используемым на том же или более близком к изучаемому объекту уровне наблюдений. При этом возможно формирование условных характеристик объекта, значения которых для данного метода определяются при наличии наблюдений по другому

методу. Примером может служить эталонирование данных детальной гравиметрии на основе сейсморазведки для изучения локальных интервалов геологического разреза. Наличие слоистой сейсмической модели позволяет выделить соответствующие составляющие поля тяжести и использовать их в решении геологической задачи, в частности, в межпрофильном пространстве, не освещенном сейсморазведкой (В.С.Славкин, П.А.Ееспрозванный, Г.Я.Голиздра).

4. Принцип адаптивности. Он отражает зависимость одного из основных факторов интегрированного анализа - характеристик вида (метода) ГРР (разрешающая способность, помехоустойчивость, состав и однозначность оценок параметров) от текущего состояния модели объекта, степени его изученности. Тем самым предопределяется итеративный процесс решения задач анализа.

Все четыре сформулированных принципа важны для синтеза критериев интерпретации, а первый и четвертый, кроме того, -для выполнения комплексной интерпретации геоинформации на основе созданных критериев.

Рассмотренные методологические аспекты интегрирования геоинформации позволяют сформулировать необходимые условия построения его методического и технологического обеспечения. Дополнение их условиями достаточности требует анализа взаимосвязей и места интегрирования в геолого-разведочном процессе в целом. Решение этой задачи может быть получено на основе циклической модели ГРП / 15 /, предложенной автором совместно с П.Г. Гиль-берштейном. Ядром модели ГРП является базовый элемент процесса (БЭП), инвариантный к стадии, этапу ГРП и описывающий следующую схему эксперимента: над объектом с известным состоянием изученности требуется выполнить дополнительные исследования, обеспечивающие повышение уровня изученности. При этом различия традиционных этапов и стадий ГРП заключены в требованиях к состоянию изученности объекта и перечне дополнительно применяемых методов, видов ГРР (их модификаций, методик).

Структура БЭП включает следующие компоненты, связанные с системами моделей объекта и средств исследований:

I. Априорная и апостериорная модели исследуемого геологического объекта, которые на каждом этапе ГРП при достигнутой степени изученности объекта могут быть описаны соответствующим

набором параметров, называемом вектором состояния. Последний характеризуется размерностью пространства параметров, значениями каждого параметра и мерой их неопределенности (погрешности). Параметры мохут иметь и качественную форму (литотип, условия осадконакопления и т.д.).

2. Средства монометодных исследований, описываемые матрицей информационного преобразования модели. Строки матрицы суть виды ГРР и методы исследований по всем доступным уровням сбора информации, а столбцы представляют универсальную структуру работы с геоинформацией - триаду: измерение - обработка - интерпретация, инвариантную к комплексу используемых методов. Каждая клетка матрицы, применительно к методу исследований и элементу триады, содержит следующие характеристики: геологическая информативность, стоимость, оперативность, инерционность (затраты времени на изменение . места проведения наблюдений, методик их выполнения и обработки, интерпретации), экологические издержки, а также весовые коэффициенты ~ приоритеты, определяемые в ходе оптимизации.

3. Подготовка управляющих решений на основе результатов, получаемых средствами интегрированного анализа.

3.1. Построение в каждом цикле ГРП согласованной по методам исследований апостериорной ФШ;

3.2. Оценка достигнутой достоверности модели. При достаточной кондиционности Ф1М определяются целевые характеристики объекта: категории запасов УВ, ёмкостные и фильтрационные свойства ловушки и другие в зависимости от конкретного назначения геологических исследований. В противном случае устанавливается глубина обратной связи (дополнительные исследования), т.е. координаты фрагмента матрицы информационного преобразования, ограничивающего подмножество средств, обеспечивающих рациональную стратегию уточнения модели. При этом естественно начать с оконечных структур матрицы: в последовательности,обратной триаде исследований: поочередное рассмотрение достаточности для достижения цели реинтерпретации, реобработки ранее выполненных наблюдений,

а затем необходимости новых наблюдений (повышение плотности, изменение методики) и, наконец, оценки необходимости применения на изучаемом объекте другого метода ГРР, а в случае его отсутс-вия - постановки задачи по разработке.

Функционирование БЗП обеспечивается поэтапным использованием интегрированного анализа с целями,, обусловленными фазой состояния процесса. Из рассмотрения блок-схемы анализа (см. таблицу), отображающей структуру комплекса задач интегрирования, и последовательность их решения, следует, что три первых и последний, пятый этапы связаны непосредственно с подготовкой решений по управлению и формированием информационной базы исследований. На четвертом этапе изучения объекта завершается построением его модели по данным комплекса методов ГРР, которые обрабатываются средствами интегрированного анализа с использованием его син-эргетических возможностей. Благодаря этому точность, детальность и достоверность полученных результатов превышает соответствующие показатели отдельных методов. Для соответствующего комплекса задач могут быть рассмотрены два варианта решения и уровня их информационного обеспечения. Первый, наиболее распространенный на практике, предусматривает объединение непротиворечивых результатов интерпретации, полученных каждым методом ГРР. Вариант' отличается минимальными объёмами интегрируемых данных, но его Информативность, как показано Ш.А.1уберманом, недостаточна для изучения объекта в целом. Кроме того, в этом, варианте затруднена оперативная коррекция результатов обработки и интерпретации данных отдельного метода, а, следовательно, и состояния ФГМ, отображаемого (фиксируемого) в структурах БЭП.

Второй вариант обеспечивает более глубокое - системное -изучение ФШ объекта, а также высокую оперативность и качество ее уточнения на основе учёта и использования взаимосвязей, существующих меаду различными средствами (методами) исследований. Для реализации второго варианта требуется интегрирование данных на более ранних этапах их монометодной обработки и интерпретации. Это влечет за собой необходимость использования в интегрированном анализе соответствующих монометодных задач при условии их рационального пересечения. Искомую область пересечения по задачам естественно формировать на основе компромисса между требованиями минимального ограничения на вариабельность ФШ объекта, с одной стороны, и с другой - возможно лучшего качества и большего сжатия результативной информации при минимуме необходимого использования монометодных приемов и средств обработки. Наибольшие области пересечения по решаемым задачам характерны для ГИС и

Таблица "Блок-схема интегрированного анализа"

Назначение ! этапа инте- ! грированного! анализа_!

Содержание (комплекс задач этапа)

¡Результат

Постановка Разработка требований к состоянию задачи ис- физико-геологической модели объекта, следования

Перечень характеристик, описывающих модель и необходимая точность их оценки_

Адаптация задачи к конкретным условиям ее решения

1. Оценка состояния изученности и качества материалов.

2. Формирование локальной базы данных на объект.

3. Формулировка текущего состояния модели объекта.

Уточнение требований к отдельным характеристикам модели с учётом ее текущего состояния. БД объекта.

Оценка I. Анализ состава комплекса ГРР (сред-

вариантов ства сбора данных), используемых

решения. средств обработки и интерпретации.

2. Выявление противоречий в результатах ГРР и текущего состояния модели.

3. Установление возможности и целесообразности реинтерпретации, реобра-оотки данных, дополнительных полевых наблюдений.

Построение I. Взаимная идентификация прямых наб-модели лвдений геологического объекта и

объекта косвенных данных, получаемых в

результате комплекса ГРР (геоинформации).

2. Синтез потенциальных критериев анализа геоинформации.

3. Комплексная интерпретация результатов реобработки и реинтерпретации имеющихся и новых данных ГРР с использованием синтезированных критериев.

Предложения по корректировке проекта (программы) ГРР на объекте для определенного .эяапа (стадии) ГРП.

Физико-геологическая модель, согласованная по всем методам исследований.

Прогноз

минераль-

1. Оценка ресурсов (запасов) на объекте.

2. Постановка общей цели исследований следующего этапа (стадии) ГРП.

Объём ресурсов (запасов) с оценкой надёжности. Рекомендации по продолжению разведки и/или по разработке месторождения.

сейсморазведки, как методов, обеспечивающих детальное расчленение геологического разреза как по вертикали, так и по латерали. Часть интерпретационных задач этих методов (например, определение литологии пород, сводная интерпретация - для ГИС, сейсмо-стратиграфический анализ, обратная кинематическая задача и псевдоакустическое преобразование - для сейсморазведки) могут быть качественно решены только на основе интегрирования геоинформации.

В связи с этим в интегрированный анализ, как минимум, должны быть вовлечены: данные ГИС в виде попластовых моделей, полученных в результате оперативной интерпретации (Н.Н.Сохранов, С.М.Зунделевич, И.М.Чуринова) и данные сейсморазведки, представленные временными разрезами с сохранением относительных амплитуд (СОА) и спектрами скоростей. Эта информация обеспечивает решение таких задач, как оценка геологической информативности данных сейсморазведки, взаимносогласованная корреляция отражений и промыслово-геофизических реперов между скважинами, определения гипоометрии их поверхностей и ряда других, позволяющих на этапе интегрированного анализа из многообразия возможных ФГМ (хоть и ограниченного) выбрать одну, удовлетворягацую имеющимся данным.

Подводя итог рассмотрению методологических аспектов интегрированного анализа и его роли в геолого-разведочном процессе, сформулируем результаты, определяющие основные положения методики его реализации.

1. Рассмотренные задачи интегрированного анализа представлены двумя структурами: подготовки управляющих решений и построения ФШ объекта.

2. Для использования свойства синэргетичности комплекса методов ГРР требуется, во-первых, расширение состава задач второй структуры за счёт монометодных, а во-вторых, - включения в средства интегрирования соответствующих задачам элементов методик обработки и интерпретации данных, объединяя их на основе ФШ объекта.

3. Ключевые функции анализа, следующие из принципов направленности и эталонировки и обеспечивающие реализацию синэргетичности: взаимная идентификация данных различных методов и синтез критериев комплексной интерпретации.

4. Информационное обеспечение интегрированного анализа должно включать структуры: представляющие:

- данные монометоднюс исследований с уровня их цреобразо-вания, соответствующего областям пересечения по решаемым задачам метода и интегрирования.

- описания ФГМ объекта в пространстве признаков, определяемом возможностями и составом используемых методов исследований,

- описания моделей процессов, на основе которых возможна оценка требуемых характеристик Ф1М объекта.

2. АНАЛИЗ ТЕНДЕНЦИИ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИНТЕГРИРОВАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИИ

Представленная концепция системного интегрированного анализа геоинформации показывает, что решение проблемы повышения эффективности инвестиций в добычу УВ в существенной мере обусловлено информативностью методов исследования недр и возможностями оптимизации управления геолого-разведочным процессом и разработкой месторождений. Осознание этого положения подвигло ведущие нефтяные компании не только на разработку необходимых автоматизированных интегрированных технологий, но и на создание специальных подразделений, состоящих из специалистов различного профиля и способных эффективно использовать эти средства /D. Mannj.

По полноте решения комплексов задач структур "Управление"

и "построение ФГМ" известные к настоящему времени технологии могут быть разделены на две группы.

Первую из них составляют технологии полного, или замкнутого, цикла интегрирования, обеспечивающие как построение физико-геологической модели (ФГМ) месторождения, так и изучение гидродинамических характеристик резервуара, прогноз их изменений в процессе разработки и подготовку управляющих решений по оптимизации добычи. Программное обеспечение технологий первой группы представлено четырьмя наиболее известными системами:

- TIGRESS (Simon Petroleum Tech.no£ogy)

- lNTEQRALpeus(Pet%oSyStems-£LS AQUZTflNE, TOTAL-СFP, CGG)

- Chazisma:(Sch&u.m6e%g^t)

- TntegtLaied. tecktbo£ocfiu{W(>stern. Attcxs Inte-ribationaU).

Назначение технологий второй группы ограничено лишь построением ФШ и. прогнозом на ее основе фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) ловушки. Количество программных решений этих технологий существенно больше. В их числе зарубежные:

- Geo Quest (fl Raytheon Company)

- Intezweee (IFP, BeLcip)

- Seis Woxks\ %MfíPp£u.s(LancLmatk) и отечественные:

- "Гермес", "Инпресс" (ЦГЭ),

- "Интерсейс" (ЗапСибНИИГеофизика),

- "ИНТЕГРАН" (ВНИИГеосистем, ГлавНИВЦ) и отчасти "ГЕОБАС"

(ВНИИГеофизика), "Залежь" (ВНИИГеосистем). В обеспечении построения ФШ и прогноза ФЕС все перечисленные системы - и первой и второй группы - имеют общие решения. Наиболее принципиальные из них следующие.

1. Описание модели объекта. Оно представлено характеристиками геометрии ловушки, пространственного распределения условий седиментации, нарушенных или ослабленных зон, изменением коллек-торских свойств пород.

2. Информация, используемая в процессе интегрирования. Практически, это только данные скважиюшх исследований и сейсморазведки.

3. Элементы функциональной структуры:

- модульный принцип организации программ, ориентированный на создание технологий, адаптирующихся к конкретным геологическим условиям и решаемым задачам;

- единое информационное обеспечение (часто это интегрированная база данных);

- наличие развитых средств картопостроения;

- графическая поддержка анализа и обработки данных в комплексе с интерактивным режимом работы пользователя.

4. Принцип конструирования системы. Для большинства систем, за исключением ПМК "ИНТЕГРАН", характерна тенденция их построения путем объединения монометодных средств обработки и интерпретации на уровне интерфейса по данным. При этом пакеты программ промысло-геофизической ориентации включаются в систему в

полном объёме, а сейсмические - лишь блоками, обеспечивающими преобразование и интерпретацию результатов обработки данных полевой ЗД и 2Д-сейсморазведки, а также ВСП (кубы трасс, временные разрезы, спектры скоростей), сейсмомоделирование.

5. Открытость систем, обеспечивающая возможности оперативного и эффективного развития системы, ее живучесть.

6. Конфигурация вычислительных и системных средств. Все зарубежные системы используют UNIX - платформы (рабочие станции), объединяемые локальной вычислительной сетью, что позволяет обеспечить необходимую вычислительную и информационную мощность комплекса в целом, а также эффективную совместную работу специалистов разного профиля.

Отечественные системы до последнего времени ориентированы на доступные средства - ПЭВМ с расширенной периферией (НМД, НМЛ, плоттеры). Использование сетевого оборудования ограничено и ■ пассивно.

Различие систем, наряду с составом и алгоритмами обработки-анализа данных, степенью пересечения (включения) с традиционными монометодными пакетами, обусловлены принятой при создании системы структуризацией задач интегрирования. Рассмотрение последнего аспекта позволит выявить особенности построения систем и в совокупности с положениями представленной выше концепции определить наиболее важные элементы методики интегрированного анализа. Во всем многообразии задач, обеспечивающих реализацию этой методики, можно выделить особенные и общие. К первым относится подмножество проблемноориен^ованных, предметных задач. Они представлены оригиналвными преобразованиями, характерными для обработки и интерпретации данных отдельного метода исследований. В названных выше системах (за исключением "ИНТЕГРАНа") принята иерархическая структура этого подмножества задач, что является необходимым следствием отмеченного выше принципа конструирования системы как объединения монометодных средств обработки данных. Подмножество общих или функциональных задач, инвариантных к методам исследований, представлено в рассматриваемых системах процедурами статистических оценок, сглаживания-интерполяции и графической поддержки процесса обработки и анализа данных. Принципиально, в это подмножество входят и средства управления вычислительным процессом, данными и интерфейс с пользователем, непосред-

ственно не связанные, однако, с темой настоящих исследований.

С учётом сказанного, в качестве примера, рассмотрим подробнее структуры одной из систем первой группы " /// Т£ £ /?/)Ьр£и&". Верхний уровень предметных задач в ней представлен тремя крупными пакетами программ: геофизическим, геологическим и эксплуатационным. Их работа базируется на единой логической структуре данных и на общих стандартах интерфейса с пользователем. Каждый пакет может быть использован автономно от системы, что обеспечено наличием в его составе необходимого набора модулей. Естественно при этом, что решение однотипных задач - область пересечения пакетов - обслуживается одним и тем же модулем. Модуль в пакете представляет собой следующий уровень структуры задач и ориентирован на выполнение законченной, но ограниченной технологии: от ввода данных с различных носителей до вывода результатов, получаемых в соответствии с предметным назначением модуля, именуемой далее минитехнол'огией. На выбранной пользователем совокупности данных доступен весь спектр преобразований и анализа, составляющих содержание данной предметной задачи, и образующих следукь щий иерархический уровень - уровень процедур. Дублирование последних в разных модулях обеспечивает автономность реализации ми-нитехнологии. Функциональные задачи представлены только двумя уровнями, соответствующими модулю и процедуре. В системе принято следующее распределение предметных задач по пакетам.

Геофизический пакет включает 5 модулей. Первый из них предназначен для интерпретации данных сейсморазведки в профильной и пространственной модификациях. Модуль содержит широкий набор средств преобразования данных, определяющими среди которых являются прослеживание и увязка по сети профилей отражающих горизонтов и тектонических нарушений, оценка динамических характеристик отражений, районирование временного разреза (или куба трасс) на зоны однородности произвольной формы. В качестве исхода ных данных используются временные разрезы, кубы трасс и их модификации. Задачи преобразования время-глубина сосредоточены во втором модуле. Определяющие функции: построение скоростной модели на основе V огт< средних и интервальных характеристик, пересчёты время-глубина, глубина-время. В качестве исходных данных используются временные разрезы, их модификации, спектры и развернутые графики скоростей, изохроны отражений, данные ВСП и др.

Третий модуль ("трасса") содержит процедуры расчёта синтетических сейсмограмм, юс сигнальной обработки в совокупности с реальными трассами (преобразование Фурье, Гильберта, фильтрация, корреляционный анализ и др.). Результаты работы модуля являются основой взаимной идентификации данных ГИС и сейсморазведки -одной из важнейших процедур в интегрировании геоинфорыации.

Исходные данные: результаты интерпретации ГИС в пластовом представлении, временные разрезы и их модификации.

. Модулем "Анализ данных ГИС" обеспечивается изучение петро-физических характеристик резервуара УВ, литологии и акустических параметров. Последние также необходимы для расчёта синтетических сейсмограмм. Модуль содержит три раздела процедур: редакции данных (совмещены с доставкой), обработки и интерпретации. Последние предназначены для оценки пористости, насыщения, объемного содержания компонент породы, анализа электрокаротажных фаций. Используются данные ШС и керна.

Пятый модуль пакета - "Картография" является функциональным. Он содержит комплексное решение задач картирования для всех пакетов системы. В его составе: библиотека поддержки геодезических систем, базовые средства построения карт, построения и преобразования сеток и контуров, управление базой карт, отображение (одно-, двух- и трехмерное) и графический редактор. Модуль рассчитан на широкий набор форматов данных, представленных на МЛ ( иКООЙ, CGG, WESTERN, РЕССД, HGS, PRfiKLA).

Многообразием отличается и набор средств построения сеточных моделей и контуров, использугацих различные способы интерполяции - сглаживания данных. Относительно простые алгебраические преобразования данных могут быть произвольно заданы: сформулированы пользователем по правилам их записи на языке Фортран.

Геологический пакет образуют уже представленные модули "трасса", "анализ данных ГИС", "картография", а также новые: "Анализ и обработка совокупности скважин" и "Геологическая база данных".

Первый из новых модулей служит для обобщения данных сква-жинннх исследований: результатов обработки и анализа ГИС по отдельным скважинам, - с целью определения характеристик резервуара: геометрии пластов, зональности, типов геологического разреза, осредненных оценок пористости и ¿Ьыщенности и др.

Попутно с решением этой задачи модуль обеспечивает контроль за корректностью выполненной в рамках геофизического пакета интерпретацией по отдельным скважинам. Основой модуля является интерактивная графическая обработка данных,- совмещенная с развитыми средствами их сортировки и доставки. Существенна при этом информационная поддержка работы пользователя: палетки литотипов, списки модулей, корреляционных связей и т.п. -

Средствами модуля выполняется сопоставление диаграмм ШС разных скважин, выделение и прослеживание реперов, нарушений, продуктивных слоев, фяюидальных контактов, построение двумерных статистик, регрессий. Назначением расчёта заданного набора характеристик обеспечивается включение получаемых результатов обобщения в параметрическую модель резервуара. Их формат представления соответствует требованиям БД объекта.

Модуль "Геологическая база данных" содержит совокупность средств формирования базы данных скважинных исследований, включающий более 1000 наименований, распределенных по 50 различным группам (темам): литология, стратиграфия, данные проводки скважин, геохимия, описание керна и петрофизика, результаты испытаний, межфлюидальные контакты, насыщение, давление, температура и т.д. Для нестандартных исследований мо1ут быть предложены и необходимые, альтернативные к имеющимся, типы данных. Процедурами модуля обеспечивается исполнение четырех базовых функций: ввод, селекция и управление данными, статистическая обработка и вывод. Ввод данных может быть осуществлен в любом из предусмотренных стандартов. В процессе ввода производится контроль и отображение данных. Селекция и управление данными обеспечены специальным геологическим языком запросов, разнообразием критериев (ключей) поиска, графическим интерфейсом их задания,-а также возможностью редакции скважинной информации.

Статистическая обработка данных по интервалам геологического разреза включает анализ толщин слоев, содержания в них литотипов, флюида, соотношения песчанистых и глинистых компонннт, эффективных объёмов залежи. Предусмотрены средства вычисления средних, медианы, градиентов, дисперсий.

Вывод данных обеспечивается в достаточно свободной композиции, предусматривающей следующие формы: - стандартную - итоговые диаграммы ГШ, скважин и сейсмических данных, информация о залежи, общие списки;

- пользовательскую - интерактивное назначение конкретных данных, перечня скважин, геохронологическое представления и др.;

- позициироваиную - нанесение на карты избранной информации, запоминания композиции в БД для повторного использования (посредством модуля "Картография"),

Пакет "Технология разработки месторождения" обеспечивает решение задач проектирования, моделирования и управления добычей УВ. В составе пакета проблемный модуль - "Технология разработки" и модули, общие с уже рассмотренными пакетами: "Анализ данных ГИС"; "Анализ и обработка совокупности скважин", "Картография". Возможности последнего используются в пакете наиболее полно: построение сеточных 2Д и ЗД моделей, геостатистика, представление многослойных разрезов, карт, графический редактор и т.д.

Решение проблемных задач представлено двумя разделами процедур: управление добычей, моделирование и изучение ловушки УВ и инструментарий - набор средств, облегчающих работу специалиста с пакетом. Раздел "Управление добычей" представляет полный комплекс услуг по работе с информацией, получаемой в процессе разработки вплоть до прогаоза объёмов добычи. Второй раздел процедур обеспечивает подготовку необходимых для моделирования данных: геометрия залежи, петрофизические и гидродинамические характеристики, преобразование результатов моделирования в область целевых параметров на основе данных о давлении, насыщении, кривых добычи и т.д. инструментарий включает набор априорно заданных зависимостей, традиционно применяемых в разработке, специальный язык для работы с данными, получаемыми в результате расчётов, интерпретатор задаваемых преобразований (арифметических, логических, дифференцирование, интегрирование и др.), формирование и запоминание макрокоманд для многократного использования.

В сравнении с рассмотренной, автоматизированные системы второй группы имеют более широкий набор процедур постсигнальной обработки и интерпретации сейсмических данных. Это, однако, не изменяет принципиального подхода к структуризации задач интегрирования и к архитектуре систем в целом: наиболее выраженной остается тенденция их построения как объединения монометод-ных средств обработки данных, связанных общим информационным обеспечением. При этом интегрированная технология не что иное,

как совокупность исходных технологий, реализуемых на проблемно-ориентированных АРМах. Основа такой тенденции - представление о достаточности высококачественной монометодной обработки данных для последующего использования получаемых результатов без их изменения или пересмотра, т.е. без обратной связи, что противоречит методологии интегрирования геоинформации.

Представленный анализ тенденций построения систем интегрирования геоинформации позволяет заключить следующее.

1. Существующие системы ориентированы на объединение результатов обработки и интерпретации монометодных данных и не обеспечивают реализации синэргетического потенциала комплекса средств исследований. Очевиден временный характер этой тенденции, обусловленный стремлением к наиболее простому и оперативному освоению возможностей интерактивного анализа геоинформации, представляемых ПЭВМ, рабочими станциями и их программным обеспечением.

2. В функциональной структуре систем формируется разделение проблемно-ориентированных средств на три группы:

- решение предметных задач,

- решение задач математического сопровождения обработки и анализа всей геоинформации,

- решение задач графического обеспечения.

3.Разделение информационного обеспечения систем на два уровня: файловые структуры, обеспечивающие автономную реализацию отдельных технологий и интегрированная база данных. Такое решение обеспечивает компромисс между сопровождением больших объёмов информации промежуточных результатов обработки и интерпретации, выполняемых отдельным специалистом .^поддержкой интегрированной базы данных, используемой их группой.

Перспективно использование последних двух тенденций при конструировании нового поколения систем интегрирования для сокращения сроков их создания, улучшения технологических характеристик и возможностей развития.

3. МЕТОДИКА ИНТЕГРИРОВАННОГО АНАЛИЗА ДАННЫХ П1С И СЕИСМОРАЗВВДКИ

В соответствии с вышеизложенным, задача, решаемая методикой интегрирования данных ГИС и сейсморазведки, заключается в построении физико-геологической модели нефтегазоперспективного

объекта и ее уточнении по мере увеличения объёмов исследований и их детальности. Предполагается, что модель объекта должна быть представлена набором количественных и качественных характеристик. К первым относятся: геометрия поверхностей, контролирующих геологические тела и образующих пространство модели; значения физических и петрофизических параметров, по крайней мере для целевого интервала геологического разреза. Ко вторым - описание условий осадаонакопления и литотипов пород, стратиграфическая приуроченность комплекса отложений.

Основополагающим для построения методики является положений о ведущей роли прерывистой (дискретной) составляющей геологических процессов в образовании слоистой структуры осадков (Л.Б.Рухия, М.С.Швецов). Из этого следует адекватная форма описания физико-геологических свойств реальных объектов в виде слоистых (соответственно, дискретных) моделей, в общем случае неоднородных по вертикали и латерали, а в частншм - более простых, однородных иди однородных локально по латерали. Практически вся обработка и интерпретация геофизических данных основана на использовании подобных моделей. Для ГИС это преимущественно однородные, для сейсморазведки - локально-однородные. Однако, специализация задач, решаемых отдельными методами, приводит к различиям в детальности, составе параметров, полноте освещения исследуемого интервала геологического разреза при построении соответствующих моделей. Так, при скважинных исследованиях акустический каротаж проводится преимущественно на непротяженных интервалах глубин в пределах отложений, содержащих коллектор, да и то не во всех скважинах. Ещё реже выполняется плотностной каротаж. Петрофизические характеристики определяются в достаточном объёме лишь для пластов-коллекторов и весьма ограниченно -для вмещающих отложений. Получаемые в результате пластовые модели оказываются недостаточны для обеспечения интегрирования данных ГИС и сейсморазведки. В свою очередь, в последней, вплоть до настоящего времени, на стадии кинематической интерпретации применяются преимущественно неслоистые эффективные однородные или градиентные (неоднородные)' модели (Н.Н.Пузырев, А.К.Урупов и др.), Использование слоистых моделей /10 /, несмотря на наличие решений (С.И.Бандурин, А.Д.Боголюбский, В.М.Глоговский, С.В.Гольдин, В.В.Жданович и др.) - исключение. И даже эти модели

оказываются не в полной мере увязанными с более детальной слоистой моделью по псевдоакустическим характеристикам. Предлагаемая методика /9,12,14,18,20 / предусматривает построение системы взаимосогласованных моделей с тремя уровнями детальности, определяемых по минимальной толщине слоев: промыслово-геофизические, в т.ч. геоакустические - тонкие, с временной толщиной менее шага дискретизации,-эффективные (метра - десятки метров)-временная толщина не менее шага дискретизации,-толстые - от первых сотен метров.- Необходимыми условиями формирования тонкослоистых одномерных моделей являются: постоянство значений кавдого из параметров, характеризующего слой, и контрастность со вмещающей средой хотя бы по одному из них. При переходе от тонких моделей к эффективным совпадение границ раздела слоев необязательно, а от эффективных к толстым - необходимо.

Помимо моделей в методике используется процедура импульсного преобразования временных разрезов. Их назначение: оценка времен вступлений и амплитуд элементарных отраженных волн при известной форме сигнала. Идея способа принадлежит I Ю.И.Изварину I. В.П.Синиченко и А.В.Гросгейму, разработавшим процедуры определения формы сигнала и специальной обратной фильтрации, реализуемой средствами взаимной корреляции и названной авторами динамическим сжатием. Большую известность и распространение этот способ получил в составе комплекса РЕАПАК (Д.И.Рудницкая, В.И. Берилко и др.).

Результат преобразования: импульсный временной разрез (ИВР) или разрез эффективных коэффициентов отражения (ЗКО) в РЕАПАК. Разработка в последние годы модификаций преобразования с использованием алгоритмов обратной фильтрации: в частности, стратиграфической (И.К.Кондратьев, Ю.А.Киселев, Д.И.1удницкая, О.И. Стражникова, А.П.Белоруков, С.А.Каплан), предсказывающей и нуль-фазовой (А.П.Белоруков, С.А.Каплан), позволили повысить качество ИВР, улучшив оценку амплитуд импульсов.

Предлагаемая методика интегрирования ориентирована на описание объекта в целом на уровне толстослоистой модели, а целевых интервалов геологического разреза - эффективными и тонкослоистыми моделями.

3.1. Основные положения методики

Интегрирование скважинной и сейсморазведочной информации

реализуется последовательностью этапов анализа-и преобразования данных, исполнение которых имеет итерационный характер: в зависимости от результатов, полученных на очередном этапе, возможет возврат на более ранние с пересмотром всех сформулированных к данному моменту выводов.

1. Анализ данных скважинных исследований и построение геоакустических и эффективных моделей /II, 18, 19/.

В качестве входных используются отредактированные и исправленные данные ГИС, петрофизическая и геолого-промысловая информация, а также результаты их обработки - интерпретации в виде пластовой модели. Минимально необходимый объём данных - освещение целевых интервалов геологического разреза, протяженностью по глубине, перекрывающей на 100-300 м границы отложений, содержащих коллектор. Достаточный объём - наличие дополнительно к необходимому характеристик, прежде всего, скоростных и плотно-стных для интервалов разреза, обуславливающих опорные отражения.

Содержание этапа:

- анализ промыслово-геофизической модели, достаточности ее детальности в сравнении с изменчивостью значений акустических характеристик (скорость, плотность), соответствующая коррекция модели: выделение более тонкого слоя;

- выявление типов геологического разреза, оценка статистических характеристик, взаимосвязей пластовых параметров в пределах каждого типа;

- построение одномерных эффективных сейсмических моделей (ОЭСМ) и анализ их информативности (установление устойчивых границ и слоев и их сопоставление с промыслово-геофизическими и геологическими реперами по различным вариантам построения и по совокупности скважин);

- расчёт импульсных и синтетических трасс, анализ их динамических и кинематических характеристик;

- формулировка (синтез) потенциальных критериев интерпретации характеристик ОЭСМ, модельных трасс, обеспечивающих районирование по типам геологического разреза и прогноз коллектор-ских свойств, например, эффективных толщин, линейной емкости

и др.

2. Импульсные преобразования временных разрезов СОА и их предварительный анализ /9,14,17/, выделение, прослеживание и увязка по площади времен опорных отражений, сейсмофациальное районирование.

Входная информация: временные разрезы ВСП, ОГТ (до и после миграции), априорная информация о геологическом строении изучаемого и сопредельных объектов, о стратиграфической приуроченности опорных отражений. В процессе преобразований осуществляется выбор одного или нескольких вариантов формы элементарного сигнала и/или видов деконволкции. Критерием выбора являются про-слеживаемость и разрешенность импульсов опорных отражений. В случае неопределенности окончательное решение принимается на следующем этапе.

3. Идентификация данных ГИС и сейсморазведки: стратиграфическая привязка опорных отражений с точностью до границ 0ЭСМ„ установление геологической приуроченности промежуточных отражений, выявление среди них необходимых для решения поставленных задач исследования объекта /П,14,Г7/. Идентификация осуществляется путем сопоставления реальных трассы обычных "сигнальных" разрезов, также вариантов ИВР с различными формами преобразования геоакустических моделей (ОЭСМ, импульсных и синтетических трасс). При наличии данных ВСП сопоставление выполняется по схеме: данные ГИС (ОЭСМ) - временной разрез ВСП - трассы временного разреза ОГТ. В процессе идентификации отбираются варианты ОЭСМ и ИВР, отличающиеся большим подобием, и создаются предпосылки коррекции данных АК. В случае ее выполнения следует итерация анализа данных ГИС (этап I) в части уточнения зависимости между акустическими и петрофизическими характеристиками, построения ОЭСМ, а также критериев интерпретации. Наиболее принципиальные решения идентификации будут рассмотрены специально (см. ниже п. 3.3).

4. Построение пространственной толстослоистой модели объекта, представленной структурно-тектоничежими характеристиками и интервальными скоростями. Построение осуществляется по временам опорных отражений (ИВР), прослеженных по сети профилей, спектрам скоростей, данным ВСП.ОЭСМ с учётом результатов сейсмо-фациального районирования и характеристик сейсмической записи

в интервалах, ограниченных опорными отражениями /10, 14/.

Оценка времен отражений по ИВР обеспечивает согласованность по границам толстослоистой модели и ЭСМ. Глубины и интервальные скорости рассчитываются для условий слоистой локально-однородной модели среды с криволинейными кусочно-непрерывными границами. Принятие решения о степени сглаживания интервальных скоростей и их изменчивости по латерали в существенной мере опирается на

результаты районирования ИВР - на области распространения квазиоднородных сейсмических комплексов / 10 /.

5. Псевдоакустическое преобразование ИВР с опорой на интервальные скорости /8, 9/, а при наличии данных о плотности и на интервальные жёсткости толстослоистой модели. Основа преобразования-решения, предложенные А.Б.Эповым, опирающиеся на ОЭСМ и обеспечивающие возможность количественной интерпретации получаемых оценок скоростного параметра или/и импеданса с детальностью ОЭСМ по вертикали (комплекс программ РЕАМ).

6. Расчёт сейсмических характеристик целевого геологического интервала по модификациям временных разрезов: ОГТ, мгновенных, имцульсных и псевдоакустических. На этом этапе осуществляется прослеживание всех отражений, геологическая информативность которых обоснована при идентификации ГИС и сейсморазведки, и расчёт с опорой на отражение набора характеристик - динамических /I, 2/, спектральных, кинематических /3, 5/ или иных, произвольно формируемых и необходимых для оценки значений критериев детального районирования по типам разреза целевого комплекса отложений и доступных для прогноза коллекторских свойств /II, 19/.

7. Построение модели целевого комплекса отложений: литофа-циальной зональности, структурно-тектонических характеристик с приведением картируемых границ к геологическим реперам, прогноз коллекторских свойств во внескважинном пространстве по результатам, полученным на предшествующих этапах,и данным промыслово-геологических исследований.

Представленная методика принципиально может быть реализована средствами большинства из рассмотренных в предыдущем разделе пакетов программ в комбинации с отдельными процедурами из других комплексов. Таковыми прежде всего могут быть средства построения .ОЭСМ, импульсных преобразований, решения обратной кинематической задачи по данным io , У0гт, представленные в комплексах "РШ1АК", ЭПМ, "ИНТЕРСЕКС", 1Б1К (В.М.Глоговский). Однако, наиболее последовательно и полно методика реализуется программно-методическим комплексом (ПМК) "ИНТЕГРАН", одним из ведущих разработчиков которого автор и является. Опыт применения ПМК в различных условиях терригенного и карбонатного разреза свидетельствует о достаточности средств анализа и преобразования данных.

Основа адаптационных качеств представленной методики: определение содержания интегрированного анализа и обработки информа-

ции, с опорой на имеющиеся промысловс' -геологические характеристики целевых интервалов разреза. Необходимым условием этого является построение по данным ГИС одномерных эффективных моделей и идентификации по ним данных сейсморазведки. Их алгоритмическая и методическая разработка выполнена автором, а программная реализация в составе ШК - А.П.Волковым. Описание полученных решений представлены в последующих разделах.

3.2. Построение одномерных эффективных геофизических моделей

Задача построения одномерных геофизических, в частности, сейсмичских эффективных моделей-(ОЭГМ, ОЭСМ) по данным ГИС приобрела особую актуальность в связи с внедрением с конца 70-тых годов в практику сейсморазведки средств восстановления акустич-ческой характеристики геологического разреза по динамическим параметрам отраженных волн (1ат/-егди€ М> Lin.dLse.th. Гогоненков Г.Н., Дубровский З.Н., Кондратьев И.К., Киселев Ю.А., Эпов А.Б. и др.). В известном способе интерпретации данных сейсморазведки - методе эффективной сейсмической модели (Гельчин-ский Б.Я., Бердникова Н.И., Курбанов Р.К. и др.) создание ОЭСМ, определяемых как эффективная сейсмическая колонна, является фундаментом всех последупцих процедур реализации метода.

Постановка задачи построения ОЭСМ по данным ГИС, в частности, АК практически одинакова во всех исследованиях: укрупнение тонкослоистой промыслово-геофизической модели до толщин слоев, соответствующих разрешающей способности сейсморазведки. В качестве ограничения решения используются условия необходимости: совпадение синтетических сейсмограмм, рассчитанных для геоакустической и эффективной моделей в предположении о параллельной слоистости среды и нормальном падении лучей упругих волн. Известные решения этой задачи предусматривают получение ОЭСМ двух типов: эквидистантной во времени и с произвольной временной длительностью слоев. Синтез ОЭСМ первого типа основан на полосовой фильтрации данных АК (ПАК - Г.Н.Гогоненков). Для второго типа характерны два исходных положения синтеза: с опорой и сохранением геологических реперов, с осреднением свойств пород мевду ними (метод ЭСМ), либо с опорой на трассы временных разрезов с одновременной оценкой формы элементарного сигнала (комплекс ПАРМ - З.Н.Дубровский) или на трассы ИВР (комплекс РЕАПАК, па-

кет РЕАМ - А.Б.Эпов), К последнему варианту решения примыкает и методика построения ОЭСМ в НДС "Залежь", в которой предусматривается определенный компромисс меаду "сейсмическим" и "геологическим" началом, построенный на учёте вклада отдельных акустических границ в форму сигнала отраженной волны. Дяя целей данного исследования наиболее подходящими являются решения по синтезу ОЭСМ второго типа. Однако, исходя из концепции интегрированного анализа, они имеют ряд недостатков, ограничивающих информативность получаемых ОЭСМ.

Ориентация на положение и сохранение геологических реперов противоречит процессам формирования отраженных волн с ограниченным спектром частот и лишает геофизика возможности анализа существующих различий между физическими и геологическими границами. С другой стороны опора на реальные трассы временного разреза, а как правило, это отдельные трассы, позволяет синтезировать "трасс-ориентированную" реализацию ОЭСМ, структура и характеристика которой существенно обусловлены качеством опорной трассы.

Оба варианта решений предусматривают осреднение в пределах эффективного слоя, как правило, лишь скорости, а при наличии плотности и импеданса, не учитывая суммарного затухания на со-отсутствующей тонкослоистой пачке. Как следствие, рассчитываемые по такой ОЭСМ оценки коэффициентов отражения или амплитуд сигналов отраженных волн будут завышены относительно характеристик реальных трасс на соответствующем интервале временного или ЭКО-разреза. При этом возможна ошибочная интерпретация последних как результата повышенного поглощения, а не влияния тонкослоистой структуры эффективного слоя. Поэтому переход от тонкослоистой модели к ОЭСМ связан с увеличением минимум на единицу' числа характеристик,описывающих слой, И последнее замечание по особенностям решения синтеза ОЭСМ. Данные ГИС отягощены погрешностями и следовательно, характеристики ОЭСМ также содержат случайную компоненту. В совокупности с разбросом их значений для тонких слоев, составляющих эффективный, это приводит к известной неопределенности в положении границ раздела слоев ОЭСМ. Таким образом, синтезируемая ОЭСМ должна содержать дополнительные характеристики, описывающие'эффекты тонкослоистости исходной модели и разброс значений ее параметров относительно осредненных в ОЭСМ.

На первом этапе формируется нулевое приближение положения границ ОЭСМ в расчёте на разрешающую способность сейсморазведки, определяемую шагом дискретизации времени и верхней граничной частотой элементарного сигнала. Для этого используются экстремумы производной по времени опорной характеристики (скорости или импеданса) геоакустической модели, подвергнутой соответствующей НЧ-фильтрации.

Следующий этап - укрупнение структуры модели нулевого приближения путем объединения двух соседних слоев по условию попа-дения оценок средних значений опорной характеристики в один, наиболее короткий доверительный интервал, построенный на основе распределения Стькдента. Число итераций укрупнений слоев пользователь выбирает в процессе сопоставления на дисплее исходной тонкослоистой модели с двумя вариантами ОЭСМ текущим и предыдущим. Для окончательно выбранного варианта модели рассчитываются дополнительные характеристики: потери на прохождение пачки тонких слоев и неопределенность положения границ во времени отражений.

Итерационная процедура укрупнения толщин слоев ОЭСМ требует критериев прекращения процесса. Один из них заложен в самом решении: при заданной пользователем входной информации (ограничение по частоте, точность АК) и полученных оценках среднего' и дисперсии опорной характеристики дальнейшее объединение невозможно. Вторым критерием является оценка детальности ОЭСМ, выполняемая пользователем, и формируемая на основе условия достижимого разрешения сейсмических сигналов: порядка четверти видимого периода. При этом временные толщины слоев ОЭСМ составляют не менее 2-4 интервалов дискретизации времени.

Таким образом предложенное решение обеспечивает в значительной мере формализованное, а следовательно, и объективное, построение ОЭСМ, что создает необходимую основу для анализа геологической информативности границ и слоев, доступных для изучения сей- . сморазведкой. Достоинством решения является и возможность его обобщения на случай слоисто-градиентной ОЭСМ. Для этого достаточно в пределах каждого слоя осуществить проверку гипотезы о наличии линейной связи значений параметра от глубины, отсчитываемой от кровли слоя. В случае принятия гипотезы ОЭСМ дополняется ещё одной характеристикой. Однако такое усложнение расчёта ОЭСМ неоправданно, потому что по коэффициенту отражения и частотной характеристике градиентный слой при толщине порядка чет-

верти длины волны мало отличается от однородного(и.С.Берзон, Л.М.ьреховских). Кроме того, трудно обеспечить приемлемую точность оценки величины градиента, как прогнозируемого параметра, при решении обратной динамической задачи.

Методика построения и работы с ОЭСМ /9, II/ предусматривает: получение по каждой скважине нескольких вариантов моделей различной детальности, выявления наиболее устойчивых границ, сопоставление ОЭСМ различных скважин, расчёт промыслово-геофизи-ческих и петрофизических характеристик в пределах слоев модели, а также выбор прогнозируемых параметров и зависимостей для их расчёта. Окончательное решение по выбору вариантов ОЭСМ, как отмечалось выше, производится на этапе идентификации данных ГИС и сейсморазведки, к рассмотрению которого и перейдем.

3.3. Идентификация данных ГИС и сейсморазведки

Наиболее распространенное решение задачи стратиграфической привязки отражений состоит в сопоставлении синтетической сейсмограммы с реальными трассами временного разреза, ближайшими к глубокой скважине. При известной форме сигнала качество сопоставления оценивается как визуально, так и количественно: по значениям коэффициента подобия. При этом из совокупности реальных трасс выбирается, как правило, наиболее подходящая. Надёжность и точность такой стратиграфической привязки определяются длительностью интервала сопоставления сейсмической записи и синтетической сейсмограммы, с которым пропорционально связано качество оценки функции взаимной корреляции / 4 /. Поэтому для стратиграфической привязки необходимо выполнение следующих условий:

- наличие достаточно протяженных интервалов исследования АК минимум в 0,5-0,8 с во времени отражений;

- однородность по латерали фациальных обстановок и морфологии границ для отделов геологического разреза в окрестности скважины и сопоставляемого участка сейсмического профиля;

- плавность латерального изменения скоростной характеристики разреза и глубин залегания отражающих границ, не нарушающая структурное соответствие по вертикали отделов геологического разреза, вскрытых скважиной и проявляющихся в сейсмической записи на отдельной трассе ОГТ.

На практике совместно эти условия выполняются далекскне

всегда, в том числе и при исследованиях ВСП. Кроме того, согласно методике интегрированного анализа помимо стратиграфической привязки "в среднем" по протяженному интервалу необходима детальная идентификация отражений для ограниченного отдела геологического разреза. В связи с этим актуальна разработка способов решения задачи детальной идентификации данных ГИС и сейсморазведки, обеспечивающей в случае необходимости и привязку "в среднем".

Общая идея такого способа состоит в том, чтобы ограниченность интервала по глубине (времени) компенсировать выполнением идентификации совместно для совокупности трасс временного разреза, т.е. с накапливанием "полезного сигнала" по латерали. Необходимым условием реализации способа являются однородность геологического разреза и субсогласное поведение осей синфазно-сти отраженных волн соответственно в окрестности глубокой скважины и на выбранном фрагменте временного разреза. Основа решения: расчёт ансамбля функций взаимной корреляции (ФВК) по совокупности трасс модификации временного разреза (сигнальной или импульсной) и "модельной" трассой (синтетической или импульсной), выполняемый относительно положения оси синфазности опорного отражения, характеризующего в целом выбранный фрагмент. Как известно, наиболее устойчивой характеристикой ФВК в сравнении с её амплитудой ( Й ) является аргумент - Т3 - экстремумов ( ). Поэтому распределение на плоскости И оценок экстремумов для всего ансамбля функций - эпюра корреляции, - будет представлено кластерами точек, разделяющихся по координате Г . Наилучшей сопоставимости модельных и реальных данных соответствует кластер с большей компактностью точек на 'Г и уровнем абсолютных значений Яэ. Для построения критерия анализа эпюры корреляции обратим внимание на одну ее особенность: сдвиг между соседними кластерами (для И}>0 или * О ) должен совпадать с видимым периодом элементарного сигнала (для обычных временных разрезов) или со средней временной толщиной слоев ОЭСМ (для ИВР). В связи с этим анализ эпюры целесообразно проводить в полосах по 'Г , шириной не более половины сдвига между кластерами.

Совмещенная оценка компактности кластера и степени подобия модельных и реальных трасс формулируется в веде отношения суммы модулей й3 к среднеквадратическому разбросу их аргументов (£.?), попавших в отдельную полосу. Учитывая, что ограниченность интер-

вала увеличивает погрешность значений ФВК, для расчёта критерия используются лишь значения , ее превышающие, т.е. удовлетворяющие условию (для 95% уровня значимости): /?3> Лп. -т' г где - длина интервала корреляции, а т-&Ь = <Сз ,лЬ-

- шаг дискретизации.

Искомыми оценками идентификации являются сдвиг модельной трасры относительно реальных и соответствие их по полярности сигналов. Обе оценки определяются по максимуму критерия: сдвиг по медиане ^ , а полярность по знаку .

Идентификация коэффициентов отражения ОЭСМ и трасс ИВР, как двух импульсных процессов с относительно небольшой плотностью ненулевых значений и, в общем случае, с разными средними временными промежутками, возможна лишь при свертке одного из них, в частности, первого с некоторой взвешивающей функцией, например, плотности нормального распределения с нулевым математическим ожвданием и дисперсией, соответствующей медиане значений погрешности положения границ слоев ОЭСМ. Это позволяет адаптировать процесс идентификации к особенностям построения эффективных моделей. Полученные оценки сопоставления ОЭСМ и реальных трасс дают возможность определить и параметры пересчёта амплитуд сейсмической записи (или ЭКО) в размерность коэффициентов отражения: масштабный множитель и смещение. Наиболее устойчивая оценка первого из них, построенная, как известно, на отношении дисперсии амплитуд модельных (КО) и реальных данных, может быть определена как взвешенная средняя по ансамблю трасс. В качестве веса при этом используются величины: /?3 /£ области максимума критерия идентификации. По аналогии вычисляется и оценка смещения.

Предложенное решение идентификации при достаточно объемном исследовании АК может быть обобщено на последовательность интервалов геологического разреза, вплоть до непрерывной во времени. Так, выбрав в качестве опорного интервал, протяженностью Т длительностей элементарного сигнала (1с =1+3) и шаг его смещения по времени,получим искомый критерий, как функцию ¿о , Г? . Интерпретация вершин поверхности критерия дает зависимость £0 (Н) по крайней мере в точках идентифицируемых границ отрезков ОЭСМ. На основе этой зависимости может быть восстановлен вертикальный годограф (в отсутствии данных

ВСП) и выполнена коррекция АК. Если же в качестве объекта идентификации использовать временной разрез ВСП, то предложенное обобщение позволит уточнить вертикальный годограф ВСП и обеспечить наилучшее согласование данных АК и ВСП.

Таким образом, рассмотренное решение идентификации ОЭСМ и временных разрезов удовлетворяет сформированным выше положениям методики интегрирования данных ГИС и сейсморазведки как для целевых интервалов, так и для всего разреза.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ИНТЕГРИРОВАННОГО АНАЛИЗА ГЕОИНФОБ1АЦИИ

Методика интегрированного анализа данных скважинных исследований и сейсморазведки апробирована на ряде месторождений нефти и газа России: Астраханском серогазоконденсатном месторождении - АСГКМ (Прикаспийская НГП), Оренбургском "ТЕСМ (волго-Уральская НГП), Талинское, Ново-Уренгойское, Сугмутское и Кын-ское (Западно-Сибирская НГП). Базовый инструмент методики-ПМК "ИНТЕГРАН"-внедрен в геологических организациях России: Ш "Ямалгеофизика" (ЯЭОГИ), ВНИ1НИ, ГП "Оренбурггеология" (ОГФЭ), Ш "Информационный вычислительный центр по обработке геолого-геофизических данных" (г.Геленджик), ГП "Востокгеология" (Центр геологических исследований и информатики "Геоинформцентр"), республики Казахстан - трест "Казмунайгеофизика" (г.Атырау). ПМК "ИНТЕГРАН" и методика интегрирования геоинформации явились основой курсовых и дипломных работ студентов-геофизиков МГУ и МГРИ, принимавших участие в выполнении исследований на отдельных объектах.

Практически на всех месторождениях интегрирование геоинформации преследовало цель уточнения характеристик геологической модели ловушки УВ, необходимых для обоснования подсчёта запасов.

Результаты исследований на АСШМ, ОГКМ и Кынском месторождении вошли в состав отчётов по подсчёту запасов и получили положительную оценку рецензентов и "Заказчика". Состав задач интегрирования варьировался от объекта к объекту в зависимости от конкретных геологических и сейсмогеологических условий и существенно ограничивался доступными к использованию качеством

и содержанием исходной информации. Тем не менее, построение и анализ ОЭСМ, идентификация данных IMC и сейсморазведки были постоянно используемыми элементами методики.

Одним из первых объектов, на базе которого формализовались основные положения методики и выполнялась ее апробация (198788 г.г.), явилась левобережная часть Астраханского СГКМ /II, 12, 13/. В этих работах, выполняемых под руководством II. Г. 1Ульбер-штейна,помимо автора участвовали: Е.А.Галаган, Г.В.1Убанова, 3.М.Дубровский, Е.С. Ыакуркин, В.С.Почтовик, В.С.Славкин. Положение месторождения в дельте р.Волга, большая глубина залегания ловушки УВ и высокий процент содержания сероводорода обусловили актуальность изучения пространственных закономерностей распределения емкостных характеристик подсолевых отложений (известняков С2в, содержащих коллектор) с максимальным использованием дистанционных методов и прежде всего специально выполненной двумерной детализационной сейсморазведки.

В результате интегрирования данных ГОС и сейсморазведки установлена седиментационная зональность продуктивных отложений, расположенных в целом в пределах палеошельфа: области стабильного склона, крайнего мелководья и переходной мевду ними; показана приуроченность лучших коллекторов к первой области и изменчивость их ёмкостных свойств. Решение задачи построено на основе районирования территории месторождения по облику сейсмической записи средствами ИДС-I "Залежь". Нетривиальность ситуации, обусловленная по данным скважинных исследований изменением эффективных толщин коллекторов и коэффициента пористости, выразилась в довольно большом числе классов, выделенных программой: из 8-ми эталонов (ОЭСМ), представленных длй обучения, уникальными были признаны 7. В связи с этим потребовался дополнительный анализ типов геологического разреза по ОЭСМ и синтез критериев, позволяющих их выявить в результатах классификации. В качестве таковых автором были предложены два: I) линейная емкость среднего пласта-коллектора ( Р ), оцениваемая по выборке слоев ОЭСМ с коэффициентом пористости не менее 65?, и 2) среднепласто-вая скорость распространения продольных волн (Y ) для последовательности наиболее мягких пачек преимущественно в отложениях северо-кельтменского горизонта / II /. Оба критерия по обобщению ОЭСМ характеризуются, по меньшей мере, бимодальными гисто-

граммами, свидетельствующими о классификационных свойствах критериев.

Геологическая информативность первого критерия обусловлена тем, что в толщинах слоев отображается стабильность условий седиментации, а в значениях коэффициента пористости - первичная текстура породы. Сейсмически критерий определяет оценку средней временной толщины слоя "продуктивного" интервала ОЭСМ. Границы изменения значений критерия определяются по условиям седиментации, установленными по скважинным данным (А.Д.Курышев). Геологическая информативность второго критерия достаточно очевидна: меньшие значения V соответствуют лучшим ёмкостным свойствам пачек коллекторов, а сейсмическая - связана с тем, что им характеризуется скоростная аномалия ОХМ на довольно протяженном интервале времени — 10 мс. Объединение многообразия классов в соответствии с принадлежностью ОЭСМ-эталонов к интервалам значений критериев, обеспечивает построение карт зональности.

В качестве дополнительного средства изучения латеральной изменчивости ёмкостных характеристик отложений на основе псевдоакустических преобразований (комплекс ПАШ) предложено использовать отношение временной толщины слоев с жёсткостью, соответствующей уровню пористости ? 1% к общей временной толщине продуктивных отложений. Значения отношения 0,75-0,9 определяют наилучшие коллектора, а 0,1-0,3 - наихудшие.

Исследования (А.Я.Иксанов, Я. М. Хахилева, Л.М.Ройтенберг, А.С.Алёхин) на Оренбургском 1КМ - Караванная площадь - проводились с целью уточнения структурно-тектонической характеристики подсолевых нижнепермских отложений, содержащих коллектор и оценки возможности прогноза их коллекторских свойств на основе данных вибросейсморазведки / Г7 /. В решении задач использовались практически все элементы методики интегрирования. Наиболее важные результаты исследований состоят в следуем.

1. Обоснована стратиграфическая привязка подсолевого опорного отражения, прослеживаемого на ИВР, к кровле карбонатной пачки ( ачЛ,), наиболее устойчивой из границ, выделяемых на ОЭСМ.

2. Установлена зависимость среднеинтервальной скорости

для карбонатной пачки от суммарной эффективной толщины коллектора. Показано, что в пределах площади имеют место два типа коллекто-

ров: высоко-скоростной ( V > 5,5 км/с) и низкоскоростной ( 5,5 км/с). С учётом данйых испытаний первый из них был отнесен к трещиноватым известнякам (при проверке гипотезы по керну в соответствующих скважинах выявлены плойчатые разности известняков). Как правило, для этого типа характерны меньшие толщины коллекторов (^ до 40 м) и медленное уменьшение V с их увеличением.

3. Уточнено структурно-тектоническое строение карбонатной пачки на основе учёта, помимо привязки, искажающего влияния промежуточной преломляющей границы: кровли соли, в качестве которой предложено было использовать условную сейсмическую границу, наиболее устойчиво прослеживаемую на ИВР в окрестности отражения от кровли соли. При этом различие в положении границ компенсировались изменениями интервальной скорости в толще до опорной подсолевой границы, определяемыми по горизонтальным спектрам скоростей, данным ВСП и результатам стратиграфической привязки на скважинах без ВСП.

На объектах Западной Сибири перед исследованиями практически повсеместно ставилась задача изучения неоднородности строения коллектора и прогноза его характеристик.

В частности, на Таллинской площади (в работах помимо автора участвовали Л.И.Берман, Г.А.Киргинцева, Я.М.Хахилева, Т.А.Фролова, А.А.Титов и др.) необходима была оценка нефтеносных объектов, выявленных в разрезе континентальных отложений тюменской свиты (пласты КК2_9). отличающихся значительной пространственной литофациальной изменчивостью /19 /. По анализу данных 1ИС 25-ти скважин средствами лиго-текстурной классификации (работа выполнена Л.И.Берманом и С.А.Капланом) в пределах площади выявлено три основных типа геологического разреза:

- углисто-глинистый с относительно низкой песчанистостью и практически с полным отсутствием плотных компонент,

- дифференцированный песчано-утлистый,

- уплотненный.

Каждому типу разреза соответствуют свои характеристики уравнения среднего времени, определяемые при условии <ЛПС > 0,7 для коллекторов.

Обобщение данных ОЭСМ показало, что классифицирующими свойствами отличаются интервальная скорость для отдела модели

ЮК2_б и ее отличие от значений скорости для отдела ЮКб_д. Прогнозирующим свойством характеризуется параметр , обратная величина которого линейно связана с относительной суммарной эффективной толщиной коллекторов в пределах Ю^-Э'

Таким образом, обоснованы критерии районирования и доступного прогноза коллекторских свойств, для реализации которых необходимы оценки псевдоакустических скоростей в соответствующих интервалах ИВР. Сопоставление последних в окрестности скважин с параметрами ОЭСМ.позволили установить их принципиальное соответствие (линейную связь) и определить корректирующие параметры и выполнить прогноз. Его качество по сравнению с данными II имеющихся скважин характеризуется погрешностью не более 0,02 при изменении относительной эффективной толщины коллектора от 0 до 0,11.

На месторождениях Сугмутской зоны и восточного борта Уренгойского вала применение методики интегрирования в соединении с сейсмостратиграфическим анализом /21/ позволило уточнить морфологию клиноформных тел в отложениях неокома, а также областей распространения отдельных прослоев, перспективных для скоплений УВ (Г.В.1убанова, Я. М. Хахилева, А. Л. Шпекторов). Показана возможность прогноза и коллекторских свойств при благоприятном соотношении акустических характеристик коллекторов и вмещающей среды (И.И.Алихасова, Л.И.Берман, С.А.Каплан, А.Л.Шпек-торов).

Так, на Сугмутском месторождении и сопредельных площадях Романовской и Соимлорской установлено (Н.Я.Кунин, А.Г.Лурье), что продуктивный пласт БС-9-2 относится к региональной клино-форме первого порядка, ограниченной отложениями баженовской свиты в подошве и глинистой пачкой чеускинской свиты в кровле. Отложения, включающие пласт, сформировались в условиях перехода от регрессивной к трансгрессивной фазе седиментации. По анализу ОЭСМ и результатов идентификации отражений на ИВР (Г.В.1Убанова, С.А.Каплан) выявлена приуроченность положительных ЭКО к кровле продуктивного пласта и показана принципиальная возможность уточнения гипсометрии кровли пласта БС-9-2 в межскважинном пространстве. В то же время акустическая характеристика - скорость -слоя ОЭСМ, включающего этот пласт, не позволяет однозначно прогнозировать коллекторские свойства без ввода априорной информации

о распределении глинистости.

На Ново-Уренгойской площади (восточный борт Уренгойского вала) возможности для прогноза коллекторских свойств в отложениях ачимовской свиты (пласты ВУ-17, БУ-18) существенно лучше /20, 21, 22, 23/. Во-первых, по значениям среднеинтервальной скорости ОЭСМ для продуктивного интервала разреза выделяется два типа разреза: относительно жёсткий, сильнодифференцированный и мягкий, более однородный. Причем, коллекторы в первом типе разреза характеризуются большой пористостью и эффективной толщиной. Во-вторых, пласты БУ-17, БУ-18 приурочены к двум соседним последовательностям слоев ОЭСМ, каадая из которых начинается со слоя пониженной скорости. Лалее, вверх по разрезу,скорость ступенеобразно возрастает. В целом, по характеру скоростной характеристики продуктивного интервала ОЭСМ можно сделать вывод о ре-перных свойствах акустической границы в подошве (а следовательно, и кровли) кавдой последовательнбти, что находит подтверждение при идентификации ОЭСМ и ИВР.

На основе выделенных реперных границ ОЭСМ сформированы два критерия прогноза коллекторских свойств. Первый из них - конт-рас!ность границ или величина эффективного коэффициента отражения (ЗКО) - аналог "яркого пятна". Установлена его связь с насыщенностью коллектора газом. Второй критерий - линейная зависимость интервальных времен от эффективной толщины коллектора. Для пласта БУ-17 установлена одна такая зависимость, свидетельствующая об определенной однородности отложений, содержащих коллектор. Для пласта БУ-18 имеют место две зависимости, соответствующих названным ваше двум типам геологического разреза - жёсткому и мягкому. Условием выбора зависимости является граничное значение интервальной скорости, равное 3,9 км/с. Для реализации системы критериев необходимо получение импульсных и псевдоакустических разрезов, кинематических и динамических характеристик реперных отражений, а также совокупностей палеопостроений, обеспечивающих сейсмофациальный анализ ИВР.

В результате выполненных работ для южной части площади построены карты зональности типов геологического разреза, распространения песчаных тел, карты эффективных толщин, а также контуров насыщения. Погрешность прогноза толщин не превышает 4 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Развита и детализирована концепция системного интегрированного анализа геоинформации, на основе которой определены принципы формирования функционального пространства задач, методических и технологических средств реализации анализа.

Разработана методика интегрирования данных скважинных и сейсморазведочных исследований при изучении нефтегазоперспек-тивных объектов, включающая в качестве необходимых элементов систему эффективных моделей и импульсное преобразование временных разрезов.

Предложены формализованные решения процедур построения эффективных моделей и их идентификации с данными сейсморазведки для ограниченных интервалов геологического разреза, а также методика и технология их применения.

На основе концептуальных и методических положений создано средство для интегрирования данных ГИС и сейсморазведки: программно-методический комплекс "ИНТЕГРАН".

Результаты исследований и созданных средств успешно апробированы на реальных геологических объектах. Показана эффективность предложенных решений при изучении пространственной неоднородности ловушек УВ.

Дальнейшие исследования целесообразно сосредоточить в вух направлениях:

1. Структуризация задач интегрированного анализа, программно-алгоритмических средств их решения и организации геоданных

с целью созданияо основ проектирования систем интегрирования нового поколения.

2. Совершенствования процедур интегрирования скважинных исследований и сейсморазведки, обеспечивающих повышение детальности и точности прогноза, а также расширения перечня оцениваемых параметров геологических объектов на основе использования сложных моделей насыщенно-пористо-трещинноватых сред.

Основное содержание диссертации изложено в следующих

опубликованных работах.

Научные статьи

1. Ißoscio-wa осеаа Jakosci osl fazQwej ¿at ttfreeksyjnuch. - Geofi%uk<x I GeoßoQtCb jJafrtoim, N 7, Kx&kous, <96?.

2. О количественной оценке качества осей синфазности сейсмических волн. - Сб. Разведочная геофизика, вып.52, М., Недра, 1972, стр.33-38 (совместно с Э.А.Темкиной).

3. Особенности суммолент ОГГ. - Сб. Разведочная геофизика, вып.54, М., Недра, 1972, стр.52-57 (совместно с А.К.Яновским).

4. Анализ погрешностей определения функций автокорреляции - Сб. Разведочная геофизика, вып.60, М., Недра, 1973, стр.22-28 (совместно с А.К.Яновским).

5. Двумерный кинематический анализ волнового поля с использованием спецпроцессора СКиФ - ЭИВИсМС, сер.Регион., разведочная и промысловая геофизика. 1978, вып.21, стр.1-9 (совместно с Л.А.Афанасьевой, А.Д.Боголюбским, С.А.Романовой).

6. Повышение эффективности адаптивных алгоритмов вычитания регулярных волн-помех в сейсморазведке. - Сб. Прикладная геофизи1ё-ка, вып.114, М., Недра, 1986, стр. 34-46 (совместно с П.Г. Гильберштейном, В.С.Почтовик).

7. Повышение эффективности сейсморазведки при инженерно-геологических исследованиях. - Сб. Известия высших учебных заведений, вып.З, М., Недра, 1987, стр.92-100 (совместно с П.Г. Гильберштейном, B.C.Почтовик).

8. Восстановление последовательности коэффициентов отражений по результатам динамического сжатия сейсмических трасс -Сб. Прикладная геофизика, вып.120, М., Недра, 1988,

стр. 42-46 (совместно с А.Б.Эповым).

9. Методика комплексной интерпретации данных сейсморазведки, IMC и глубокого бурения при решении задач ПГР в карбонатных отложениях - МГЦНТИ, Информационный листок ПО № 6688, 1988,

• стр.3 (совместно с А.Д.Боголюбским, С.М.Кофеманом, Е.С.Ма-куркиным, В.Я.Сориным, А.Б.Эповым).

10. Способ пространственных структурных построений на основе продольных профилей МОГТ - Изв. высших учебных заведений, сер. Геология и разведка, бып.7, М., Недра, 1988, стр.75-82. (совместно с А.Д.Боголюбским, С.И.Бандуриным, Н.А.Грачевой, Л. С.Попелем, В.Я.Сориным, Е.Л.Стемковским).

11. Изучение карбонатных коллекторов в подсолевых отложениях по данным сейсморазведки и ГИС - Геология нефти и газа, № 8, М., Недра, 1988, стр.8-ГГ (совместно с П.Г.Гильберштейном,

■ Е.А.Галаган, В.С.Почтовик).

12. Информационная система "ГИС-сейсморазведка" при детальном изучении строения нефтегазовых объектов - Препринт 11-89, ВНИИГеоинформсистем, 1989, 80 с. (совместно с Е.А.Галаган, П.Г.Гильберштейном, Л.Б.Кузнецовой, А.Н.Кальченко, С.Г. Кузьменковым).

13. Зональность ёмкостных свойств коллекторов Астраханского месторождения - Геология нефти и газа, № 1 , М., Недра, 1990, стр. 19-24 (совместно с П.Г.Гильберштейном, Е.С.Макур-киным, В.С.Почтовик, Е.А.Галаган, В.С.Славкиным, А.Д.Куры-шевым).

14. ИНТЕГРАН - система интегрированного анализа геоинформации -Сб. Оптимизация поисково-разведочных работ на нефть и газ на основе интегрированного анализа геоинформации на уровнях "Земля-Скважина", М., ВНИИГеоинформсистем, 1990, стр. 73-87, (совместно с Л.А.Афанасьевой, П.Г.Гильберштейном).

15. Оптимизация управления и информационная модель геологоразведочного процесса - Сб. Оптимизация поисково-разведочных работ на нефть и газ на основе интегрированного анализа геоинформации на уровнях "Земля-скважина", М., ВНИИГеоинформсистем, 1990, стр. 22-40 (совместно с П.Г.Гильберштейном,

А. П. Гильберштейном).

16. Совершенствования организационной структуры геологоразведочных работ на нефть и газ в целях эффективного применения Геосистемы - там же, стр. 41-57 (совместно с Я.Н.Васиным, П. Г. Гильберштейном, В.А.Новгородовым, Ф.3.Хафизовым).

17. Оптимизация обработки данных вибросейсморазведки в связи с проблемой прогнозирования геологического разреза подсолевых отложений - там же, стр. 133-138 (совместно с A.C. Алёхиным).

18. Интегрированный анализ геоинфорыации при поиске и разведке месторождений нефти и газа - Сб. докладок 36-го международного геофизического симпозиума, - Киев, 1991, стр. (совместно с П.Г.Гильберштейном, Л.И.Берманом, Е.А.Галаган, Г. А.Киргинцевой).

19. Повышение надёжности прогноза нефтегазоносности на основе интегрированного анализа геоинформации - Научн.техн.информ. -Сб. Научно-технические достижения и передовой опыт в обл. геологии и разведки недр. МШ "Геоинформмарк", М., 1992, вып, 9-10, стр.37-41 (совместно с П.Г.Гильберштейном, О.Л. Кузнецовым, Л.И.Берманом, Ф.З.Хафизовым, Б.М.Бикбулатовым).

20. Интегрированный анализ геоинформации в разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений - Сб. рефератов мевдународ-ной геофизической конференции и Выставки SEG /Москва'92, стр.302/303 (совместно с П.Г.Гильберштейном, О.Л.Кузнецовым, Л.И.Берманом, Е.А.Галаган, Ф.З.Хафизовым).

21. Возможности сейсмостратиграфии в интегрированном анализе геоинформации при изучении ловушек УВ - Сб. рефератов Международной геофизической конференции и выставки - SEG -ШЮ/ Москва'93, стр. 104 (совместно с П.Г.Гильберштейном, О.Л. Кузнецовым, Н.Я.Куюшым, Л.И.Берманом, А.Г.Лурье, И.С.ЭДуртае-вым, Ф.З.Хафизовым, А.С.Яшуковым).

22. Об информативности интегрированного анализа геофизических данных. Сб. рефератов Международной научной конференции "Геофизика и современный мир", М., 1993, стр. 236-237 (совместно с П.Г.Гильберштейном, О.Л.Кузнецовым, Ф.З.Хафизовым).

23. Mode? Forecasting for West SiBe.fion O'iH/G-os1 -Technical fiBstrac tJf ¿4 th tfbrtd Pet rot earn Congress, StQi/a/Jjrer -tfoRtvay,

(совместно с п. Г. ГильСерштей^оМдЯ?'?. Уасризо&ым, И .С MypTaeBbiMj.

Информация о работе

Каплан, Самуил Абрамович
кандидата технических наук
Москва, 1994
ВАК 04.00.12

Автореферат

Похожие работы