Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Методика и результаты применения комплекса геофизических и геохимических исследований при нефтепоисковых работах

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика и результаты применения комплекса геофизических и геохимических исследований при нефтепоисковых работах"

На правах рукописи УДК 55:001.12/. 18+55:51-7+55:681.3

ЧЕРНОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЛЕКСА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ НЕФТЕПОИСКОВЫХ РАБОТАХ (на примере месторождений Республики Татарстан и сопредельных областей)

Специальность 25.00.10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в Научно-производственном Управлении «Казаньгеофизи-ка» ОАО «Татнефтегеофизика»

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук

Швыдкин Эдуард Кузьмич (НПУ «Казаньгеофизика», г Казань)

Официальные оппоненты доктор геолого-минералогических наук

Валитов Наиль Бакирович (ФГУП ЦНИИгеолнеруд, г Казань),

Зашита состоится 19 января 2005 г в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212 081 04 в Казанском Государственном Университете по адресу 420008, Казань ул Кремлевская, 4/5, геологический факультет КГУ

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Казанского Государственного Университета

Автореферат разослан 18 декабря 2004 г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212 081 04,

кандидат геолого-минералогических наук Близеев Александр Борисович (ТГРУ, г Казань)

Ведущая организация ОАО «Удмуртгеология», г Ижевск

кандидат геолого-минералогических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Волго-Уральская нефтегазоносная провинция — один из наиболее изученных в геологическом отношении регионов России. При этом основная часть разрабатываемых месторождений находится на поздней (завершающей) стадии освоения, поэтому, несмотря на достаточно высокую изученность территории, прирост запасов не компенсирует добычу нефти.

Процесс поисков скоплений углеводородов в Волго-Уральском регионе осложняется тем, что практически все крупные и средние месторождения уже выявлены. Современный геологоразведочный процесс в Республике Татарстан и соседних регионах характеризуется открытием небольших месторождений нефти, приуроченных к локальным поднятиям или зонам выклинивания

Амплитуды и горизонтальные размеры мелких антиклинальных структур третьего порядка, являющихся объектами поисков в последние десятилетия, находятся на грани разрешающей способности сейсморазведки. Картирование малоразмерных, малоамплитудных структур, уточнение контуров известных залежей при наличии палеорусловых систем, палеоврезов — для сейсморазведки достаточно сложная задача. Это привело к использованию различных модификаций трехмерной сейсморазведки (3Б), которые позволяют с высокой детальностью решать задачи картирования залежей даже со сложным строением и на больших глубинах. Однако повышение эффективности сейсморазведочных работ путем применения 3Б-сейсморазведки достигается за счет значительного увеличения стоимости полного цикла геолого-геофизических исследований.

Недостаточная эффективность сейсморазведки 2Б и высокая стоимость сейсморазведки 3Б привели к появлению и развитию значительного количества новых методов прямого локального прогноза нефтеносности, опробованных в Волго-Уральском регионе. Среди них следует отметить метод биогеохимического тестирования (БГХТ), получивший широкое распространение в Республике Татарстан, геоэлектрохимические методы (МЛФ, ТМГМ, МДИ,

ЧИМ), достаточно успешно применяющиеся в Ульяновской области, а так же атмогеохимическую и гамма-спектрометрическую съемки.

В последнее десятилетие в качестве методов прямого локального прогноза нефтеносности широко применяются «легкие» методы разведочной геофизики: магниторазведка в наземном и воздушном вариантах, различные модификации электроразведки — ЕП, ВП, ЧЗ и высокоточная гравиразведка. До настоящего времени многие исследователи и геолого-геофизические организации отдавали предпочтение развитию конкретных методов и направлений разведочной геофизики, показывая их высокую нефтепоисковую эффективность, однако все более ясным становится тот факт, что решение поисково-разведочных задач не может быть получено отдельными методами.

Комплекс геофизических и геохимических методов (ГТХМ), включающий магниторазведку, электроразведку ЕП и геохимические исследования ореолов металлов-индикаторов углеводородов, реализован в НПУ «Казаньге-офизика». Опытно-методические работы, проведенные на территории республик Татарстан, Марий-Эл, Чувашия и Башкирия, а также в Ульяновской области показали, что аномалии регистрируемых полей генетически связаны со скоплениями углеводородов и отражают форму и размеры залежей.

В процессе опытно-методических и производственных работ на перспективных площадях различных регионов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции ряд традиционных методов разведочной геофизики и геохимии адаптирован к решению проблем оперативной оценки нефтеносности структур и, в конечном итоге, создана технология комплексных геофизико-геохимических исследований (ГТХМ), которая достаточно широко и успешно применяется в Республике Татарстан и соседних регионах.

В то же время, усложнение геолого-геофизической модели целевого объекта (нефтяной залежи) и расширение комплекса геофизико-геохимических исследований закономерно приводят к усложнению процедуры геологической интерпретации геофизических и геохимических данных, полученных в результате работ комплексом ГГХМ, что, в свою очередь, дик-

4

тует необходимость применения в повседневной деятельности специалистов-геофизиков целого ряда статистических методов выделения полезной информации. Вследствие этого актуальными представляются постановка и решение ряда вопросов совершенствования методики обработки и комплексной интерпретации данных ГГХМ при поисках залежей углеводородного сырья

Цель работы: повышение эффективности геофизических и геохимических исследовании комплексом ГГХМ при поисках и разведке залежей нефти на основе применения современных компьютерных технологий.

Основные задачи:

1. Оценка эффективности использования математических методов для принятия решений о нефтеносности исследуемых территорий по данным комплекса ГГХМ.

2. Разработка методики геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ на основе математической статистики и машинного обучения.

3. Разработка методики математического анализа результатов полевых измерений ЕП с целью оценки их качества.

Научная новизна:

1. Впервые проведена статистическая оценка эффективности использования математических методов для принятия решений о нефтеносности исследуемых территорий по данным комплекса ГГХМ.

2. Разработана и применена на Чеканском месторождении нефти (Республика Татарстан) методика геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ на основе математической статистики и машинного обучения.

3. Разработана и применена на Дружбинской площади (Республика Татарстан) методика математического анализа результатов полевых измерений ЕП с целью оценки их качества.

В основу работы положены результаты исследований, проведенных автором в период 1997 - 2004 гг. в составе Центра опытно-производственных работ НПУ «Казаньгеофизика» Основные выводы сделаны на базе обобщения геолого-геофизических и геохимических данных по 12-ти площадям 5-ти основных нефтяных регионов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.

Основные защищаемые положения:

1. Данные комплекса ГГХМ могут быть эффективно использованы для оценки перспектив территорий на поиски залежей углеводородов.

2. Применение методов математической статистики и машинного обучения позволяет повысить достоверность результатов геологической интерпретации данных ГГХМ.

3. Предложенная методика оценки качества измерений ЕП может быть успешно использована при проведении работ способом градиентов.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2001), на 5-х геофизических чтениях им. ВВ. Федынского (Москва, 2003), а также на конференции «Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических данных» (Москва, 2004). По теме диссертации были опубликованы статьи в сборнике «Геологическое изучение земных недр Республики Татарстан», Казань, 2002, журналах «Геофизика», спец. выпуск, Москва, 2003, «Бурение и нефть» №№ 2, 7-8, Москва, 2004 и «Геофизик Татарии», №3, Бугульма, 2004. Изложенные в диссертации приемы обработки и интерпретации данных ГГХМ использовались при проведении опытно-методических исследований и рекомендованы для производственных работ «Временным методическим руководством по применению комплекса ГГХМ для оперативной оценки нефтеперспективности выявленных объектов и до-разведки перспективных структур» (НПУ «Казаньгеофизика», 2002 г.). Основные результаты диссертации использовались в ОАО «РИТЭК», СП «Наф-

6

таУльяновск» и ЗАО «Татнефтеотдача» при оценке нефтеперспективности малоизученных объектов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем работы 166 машинописных страниц включает 19 таблиц и 55 рисунков Библиография содержит 152 наименования

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность за научное руководство, постоянное внимание к работе и ценные советы доктору геолого-минералогических наук Э. К. Швыдкину. Автор приносит искреннюю благодарность геологу Н. В. Бормотовой, создавшей уникальную базу геолого-геофизической информации для разработки экспертных систем и обучения искусственных нейронных сетей; геофизику А. Г. Лохвицкой, любезно предоставившей автору большое количество графического материала; геофизикам В. Н. Мухамадеевой и М. Ю. Король — за оказанную техническую помощь. Особую признательность автор выражает начальнику отряда Центра опытно-производственных работ НПУ «Казаньгеофизика» А. Г. Тутенбергу за неоценимую поддержку при выполнении полевых исследований в течение многих лет.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, формулируются цель и основные задачи исследований, составляющих содержание диссертации.

В первой главе приведен краткий обзор современного состояния геофизических и геохимических исследований при поисках и разведке залежей углеводородов, рассмотрены физико-химические и геологические основы ком-плексирования высокоточной магниторазведки, электроразведки ЕП и литоге-охимии (комплекс ГГХМ) для решения нефтепоисковых задач в ряде регионов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.

В изучении нефтегазоносных бассейнов, открытии месторождений нефти и подготовке их к разработке решающая роль принадлежит геофизическим исследованиям. При этом в ходе поисковых работ в первую очередь открыва-

7

ются и разведываются месторождения, связанные с крупными антиклинальными и куполовидными структурами. До недавнего времени месторождения подобного типа составляли основу мирового нефтегазового комплекса. В настоящее время ситуация кардинально изменилась, — в мире ищут нефть и газ в сложных условиях и в сложных труднокартируемых ловушках Таким образом, в развитии нефтедобывающей отрасли определяются два ключевых момента:

1. Нарастает сложность поисков и разведки залежей углеводородов в труднокартируемых ловушках.

2 Возрастает стоимость решения геологических задач.

Волго-Уральская нефтегазоносная провинция в целом и Республика Татарстан в частности являются наиболее изученными в геологическом отношении регионами России. Здесь выявлены, по-видимому, почти все крупные и большинство средних месторождений углеводородов, однако в условиях относительно неглубокого залегания продуктивных горизонтов и хорошо развитой нефтепромысловой инфраструктуры разработка даже мелких залежей с запасами 0,2 - 0,4 млн. т. будет рентабельной. При этом главными условиями вовлечения в разработку подобных месторождений являются повышение эффективности поисков и разведки, снижение стоимости поисково-разведочных работ и сокращение объемов буровых работ на стадии разведки.

При решении геологических задач возможности геофизических методов определяются двумя основными факторами

1. Фундаментальными ограничениями, обусловленными физической природой используемых полей.

2 Реальной эффективностью методов, зависящей от степени адекватности применяемой геолого-геофизической модели и способов геологической интерпретации геофизических данных.

Таким образом, нефтепоисковые возможности геофизических методов

могут расширяться только за счет уточнения используемой модели целевого

объекта (залежи) и совершенствования технологии интерпретации

8

Общепринятая до недавнего времени геолого-геофизическая модель углеводородной залежи учитывала залежь как объект, расположенный на значительной глубине, отличающийся по своим основным петрофизическим параметрам от вмещающих пород, имеющий малую, по сравнению с голщей вышележащих пород, мощность продуктивною пласта, достаточно изолированный от окружающей его геологической среды Реальные возможности геофизических методов, базирующихся на естественных физических полях, при использовании рассмотренной выше поисковой модели объекта, представляются достаточно ограниченными, однако подобная модель не учитывает всего многообразия процессов и эффектов, возникающих в зонах длительного углеводородного воздействия, геологических деформаций массивов горных пород, влияния тектонических нарушений различного характера и возраста на пет-рофизические характеристики пород залежи и огромных объемов вышележащих пород.

Активные эпигенетические процессы в разрезах над залежами углеводородов протекают непрерывно с момента образования залежей, что приводит к появлению в вышележащих толщах и на «дневной» поверхности различных геофизических и геохимических аномалий При этом речь идет о естественных геофизических полях (магнитном, электрическом и др.). обусловленных влиянием углеводородной залежи и связанных с ней наложенных ореолов рассеяния металлов и углеводородных газов на вмещающие породы

Обобщенная физико-геологическая модель, созданная с учетом влияния залежей на вмещающие породы, дает основания для успешного применения при поисках и разведке месторождений нефти геохимических методов и методов полевой геофизики (магниторазведки, электроразведки, радиометрии и др) Таким образом, поисково-разведочные возможности «легких» геофизических методов могут быть расширены за счет развития представлений о процессах формирования и разрушения залежей нефти и газа в земной коре Кроме того, все более ясным становится тот факт, что решение современных геo-лого-геофизических задач не может быть получено отдельными методами

9

Совершенствование основ комплексирования геохимических и геофизических методов также является первоочередной задачей.

В последнее время интенсивно развиваются геохимические методы, изучающие физико-химические эффекты воздействия углеводородов на вмещающие породы путем исследования ореолов рассеяния химических элементов (преимущественно металлов) в почвах и подпочвенном делювии:

• МПФ — метод поисков по формам нахождения элементов в суль-фатно-гуматном комплексе почв;

• ТМГМ — термомагнитный геохимический метод;

• МДИ — метод диффузионного извлечения;

• ЧИМ — метод частичного извлечения металлов.

Теоретической предпосылкой для постановки подобных исследований

при поисках нефтяных месторождений является присутствие в нефти в заметных количествах никеля, ванадия, цинка, молибдена, хрома, меди, свинца, марганца и других химических элементов. Широко применявшиеся ранее при поисках рудных месторождений, перечисленные методы с успехом используются при поисках и разведке месторождений нефти и газа в различных регионах страны (Западная Сибирь, Волго-Уральская нефтегазоносная провинция, Оренбург екая область, Северный Казахстан).

Воздействие активных эпигенетических процессов на вмещающие нефтяную залежь породы не ограничивается формированием в разрезах над залежами геохимических аномалий. Сложные физико-химические процессы, протекающие в нефтенасыщенных коллекторах и перекрывающих их породах, обусловленные воздействием жидких и газообразных углеводородов и других компонентов залежи, сопровождаются значительными изменениями физических свойств пород в окрестности залежи. Эти изменения охватывают oipoM-ные, по сравнению с размерами самой залежи, объемы пород, перекрывающих залежь. Эпигенетические процессы в горных породах под воздействием углеводородов зачастую распространяются по вертикали до «дневной» поверхности и наиболее интенсивно протекают на «геохимических барьерах», которы-

10

ми являются ВНК, ГВК, первый от поверхности региональный водоносный горизонт и т. д. Изменение состава и структуры пород в зоне эпигенеза в течение длительного геологического времени приводит к направленному изменению физических параметров разреза, в том числе его плотностных, магнитных и электрических характеристик. Таким образом, можно утверждать, что геофизические аномалии, наблюдаемые на «дневной» поверхности над залежью углеводородов, являются суммарным эффектом от залежи и эпигенетически измененных вмещающих пород.

Новообразования сульфидов являются специфической особенностью залежей углеводородов. Во многих случаях сульфидизация проявляется не только в резервуаре залежи, но и намного выше по разрезу. В большинстве случаев сульфидные минералы представлены пиритом, реже марказитом, отмечены находки галенита, сфалерита, халькопирита. Сульфидные ореолы образуются как в терригенных, так и в карбонатных породах, содержание сульфидов может достигать 10-15 %, а в отдельных случаях (Кенкияк, Корасязь) — 25 %, что приводит к увеличению поляризуемости среды в окрестности углеводородной залежи.

Эпигенетическая кальцитизация и доломитизация в области резервуаров нефтяных и газовых залежей характерна практически для всех нефтепромысловых регионов страны. Она отмечается чаще в карбонатных, чем в терри-генных коллекторах, причем процессы кальцитизации могут протекать настолько интенсивно, что поровое пространство коллекторов полностью запечатывается вторичными карбонатами. Следствием этого является значительное увеличение удельного электрического сопротивления пород над залежами.

На основе использования отличий пород залежи и окружающих ее ореолов (сульфидизации. кальцитизации и пр.) по электрическим свойствам от неизмененных вмещающих пород, в последние десятилетия широко применяются многочисленные модификации электроразведочных методов, позволяющие решать вопросы прямых поисков углеводородов. Следует отметить

11

метод частотного зондирования (ЧЗ), различные модификации метода зондирования становлением поля (ЗС), метод вызванной поляризации (ВП), аэроэлектроразведку методом переходных процессов (АМПП).

Многочисленными исследованиями установлено, что над месторождениями нефти и газа наблюдаются интенсивные естественные электрические поля, генетически связанные со скоплениями углеводородов. Эти поля наблюдаются практически во всех нефтепромысловых регионах (Западная Украина, Волго-Уральский регион, Западная Сибирь и т. д.), аномалии ЕП образуются как над нефтяными, так и над газовыми залежами, залегающими на глубинах от 200 м до 3700 м. Интенсивность аномалий ЕП изменяется для различных залежей и регионов от 50-100 мВ до 1 В, средние значения амплитуд аномалий составляют от 150 мВ до 340 мВ. На большинстве месторождений отмечаются аномалии ЕП отрицательного знака, хотя количество положительных аномалий превышает 30 %.

Возникновение естественных электрических полей объясняется различными факторами:

потоком электронов, возникающим в процессе восстановления некоторых химических элементов; • разностью величин РИ минерализованных водных растворов в резервуаре залежи и вне контура;

взаимодействием свободного водорода, содержащегося в залежи, и кислорода атмосферного происхождения.

Из перечисленных факторов трудно выделить главные. Для разных залежей, в зависимости от конкретных условий, они могут быть различными. Кроме того, над одной залежью на формирование естественного электрического поля могут влиять несколько причин.

В терригенных отложениях, содержащих железистые соединения (гематит, гидрогетит, лимонит), под воздействием углеводородов залежи образуются вторичные магнитные минералы (магнетит, маггемит, грейгит). Такие эпигенетические преобразования пород приводят к изменению намагниченности

12

отложений в сводовой части залежи и на флангах, что создает благоприятные условия для отражения залежи в магнитном поле. Интенсивность магнитных аномалий над залежью углеводородов определяется геометрией ловушки (амплитуда, крутизна крыльев) и магнитными свойствами слагающих пород. В последние десятилетия магниторазведка все чаще выступает в качестве метода прямого прогнозирования нефтегазоносности, при этом с определенной степенью вероятности подтверждается или опровергается факт наличия в геологическом разрезе нефти и газа без сведений о глубине, форме, размерах и других параметрах залежи.

Обобщая рассмотренные в первой главе результаты исследований, можно сделать следующие выводы:

1. Формирование и длительное существование нефтегазового месторождения сопровождается образованием ореолов рассеяния не только углеводородных, но и неуглеводородных компонентов.

2. Развитие эпигенетических изменений пород в значительной степени определяется наличием тектонических нарушений (субвертикальных ослабленных зон и разломов, секущих залежь), по которым активные флюиды проникают далеко вверх от залежи, практически до «дневной» поверхности.

3. Над нефтегазовым месторождением формируется окислительно-восстановительная система, электрическое поле которой вызывает направленное движение ионов различных химических элементов, что приводит к возникновению геохимических аномалий в верхней части геологического разреза, почве и растительном покрове.

Таким образом, над залежью нефти могут быть зарегистрированы следующие аномалии:

• геохимические (углеводородных газов, солей металлов);

• магнитные;

электрические (ЕП, ВП, электрического сопротивления); газовые (радона и гелия);

• радиоактивные.

Наличие этих аномалий является основанием для применения геофизических и геохимических методов при изучении нефтеперспективных структур. Задача оценки нефтеносности структур и доразведки залежей может быть решена только применением соответствующего комплекса геофизико-геохимических методов. С учетом проблем аппаратурного и методического обеспечения, геологической эффективности и стоимости комплекса в целом, наибольший практический интерес представляют исследования геохимических ореолов металлов-индикаторов углеводородов, магниторазведка и изучение естественных постоянных электрических полей углеводородных залежей, что и реализуется в НПУ «Казаньгеофизика» в рамках комплекса ГТХМ.

Во второй главе описана методика и техника полевых работ комплексом ГТХМ при оперативной оценке нефтеперспективных структур, предложен альтернативный подход к оценке качества наблюдений естественного электрического поля способом градиентов и приведены примеры обработки и интерпретации данных комплекса ГТХМ на площадях Ульяновской области, Республики Татарстан и Республики Чувашия.

Проведенные Научно-производственным Управлением «Казаньгеофи-зика» в период 1997 - 2004 гг. в нескольких регионах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции исследования комплексом ГГХМ включали значительный объем опытно-методических работ, связанных с совершенствованием методики наблюдений и опробованием комплекса ГТХМ в различных нефтедобывающих районах. К настоящему времени (2004 г.) опытно-методические и производственные работы по оперативной оценке углеводородных залежей и перспективных структур проведены на 37 площадях Ульяновской области и Республик Татарстан, Чувашия и Марий-Эл.

Измерения естественного электрического и магнитного полей, а также отбор литохимических проб над изучаемыми структурами выполняются маршрутным способом без предварительной разбивки сети наблюдений с одновременной регистрацией разности потенциалов ЕП и модуля полного вектора

14

геомагнитной индукции Геодезическая привязка пунктов съемочной сети осуществляется с помощью спутниковой системы GPS.

Измерения ЕП в модификации градиента проводятся с шагом 100 м, максимальное расстояние между соседними линиями наблюдений (маршрутами) - 400 м. Каждый маршрут представляет собой замкнутый контур с началом и окончанием измерений в одной точке Измерения выполняются аппаратурой ЭРА В качестве измерительных электродов применяются неполяри-зующиеся электроды системы ВИРГ С целью исключения влияния на результаты измерений «собственной поляризации» электродов, наблюдения проводятся с перестановкой электродов «через один»

При проведении высокоточной магниторазведки в качестве измерительного прибора используется протонный магнитометр ММП-203 Суточные вариации магнитного поля во время измерений на маршруте регистрируются с интервалом 1 мин квантовым магнитометром ММП-303, работающим в автоматическом режиме Методика наблюдений соответствует требованиям, предъявляемым к высокоточным пешеходным съемкам масштаба 1 25000 -1 50000

Литохимические пробы, отобранные с поверхности (глубина отбора 4050 см), направляются в специализированную лабораторию для определения концентраций ванадия, никеля, кобальта, свинца, цинка, меди, марганца и железа методом ГСР-спектроскопии

Измерения естественных электрических полей углеводородных залежей на «дневной» поверхности в последние годы получили достаточно широкое распространение в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, вместе с тем имеющиеся материалы показывают неадекватность традиционных методов оценки качества измерений ЕП способом градиентов современному подходу к изучению естественных электрических полей нефтяных и газовых месторождений

«Инструкция по электроразведке» для оценки качества полевых наблюдений методом ЕП в модификации измерения градиентов предусматривает использование следующего параметра (относительной невязки):

где — невязка по замкнутому контуру маршрута,

— сумма абсолютных значений измеренных градиентов.

ы

Для исследования свойств параметра 8, определяемого формулой 1, проведено математическое моделирование процесса измерений способом градиентов по замкнутым маршрутам в однородном электрическом поле. Методом статистических испытании (Монте-Карло) определялось влияние на относительную невязку следующих величин: длины приемной линии длины маршрута р и значений измеряемых разностей потенциала при фиксированной среднеквадратической погрешности наблюдений о, а также величины среднеквадратической погрешности наблюдений при фиксированных значениях !„,„, р и Д11.

Отмечается значительная зависимость вероятности получения высоких по абсолютной величине относительных невязок от длины (периметра) р маршрута. Это объясняется тем, что с ростом п знаменатель формулы 1 монотонно возрастает, в то время как числитель этой формулы осциллирует в некоторой, определяемой величиной окрестности нуля. Причиной существования зависимости статистических характеристик относительной невязки от величины измеряемых разностей потенциалов является, очевидно, только что рассмотренное свойство формулы 1. Следует отметить также, что в однородном электрическом поле наблюдаемая разность потенциалов определяется не только градиентом поля, но и длиной приемной линии вследствие чего относительная невязка и длина приемной линии оказываются свя-

занными обратно пропорциональной зависимостью. Отмечается весьма слабая, практически исчезающая в области достаточно больших значений зависимость статистических характеристик относительной невязки от средне-квадратической погрешности измерений разности потенциалов Это

объясняется тем, что на интервале маршрута симметрично распределенные случайные погрешности разных знаков взаимно компенсируются.

Таким образом, проявляются следующие свойства относительной невязки не благоприятствующие использованию этого параметра для оценки качества полевых наблюдений ЕП в модификации измерения градиентов:

• относительная невязка 8 является случайной величиной, дисперсия которой изменяется в широких пределах в зависимости от ряда факторов, не связанных с качеством выполнения измерений (объема рейса, длины приемной линии, градиентов исследуемого поля);

• относительная невязка 8 не несет информацию о наличии и величинах симметрично распределенных случайных ошибок измерений.

Кроме того, параметр характеризуя замкнутый рейс в целом, не несет информацию о погрешностях измерений на отдельных интервалах маршрута; также, в силу своей относительности, этот параметр не может быть использован для определения величин периодов и амплитуд «ложных» аномалий потенциала ЕП, возникающих при пересчете вследствие ошибок измерения градиентов.

Вместе с тем, ряд характеристик, необходимых для оценки качества полевых наблюдений методом ЕП в модификации измерения градиентов, можно получить, рассматривая график измеренных по замкнутому контуру приращений потенциала как полигармоническую случайную функцию. С помощью алгоритмов гармонического анализа результаты наблюдений могут быть разложены на три составляющие:

1 координированную, обусловленную закономерными на всем протяжении маршрута изменениями изучаемого поля (сигнал), 2. коррелированную, описывающую закономерные в локальной области флуктуации регистрограммы (электродные потенциалы); 3 случайную, вызванную незакономерными колебаниями зарегистрированных разностей потенциала, которые могут рассматриваться как реализация случайной величины («белый шум»).

Разделение зарегистрированной кривой, исправленной за электродные потенциалы, на координированную и случайную компоненты может быть проведено на основе проверки гипотезы о наличии тренда. Для каждого пика периодограммы, начиная с низкочастотных, определяется вероятность случайной концентрации в данной полосе частот такой или большей доли общей дисперсии последовательности. В случае получения вероятности, превышающей порог, частота пика принимается граничной, разделяющей тренд и случайную составляющую.

Измеренные по замкнутым маршрутам «градиенты», как правило, пере-считываются в значения потенциала. В связи с этим необходимо оценить влияние ошибок измерения «градиентов» на величину рассчитанных потенциалов С этой целью методом спектрального синтеза могут быть восстановлены, просуммированы по замкнутому контуру и представлены в виде кривых потенциала все рассмотренные выше компоненты полевой регистрограммы. Вычисленные статистические характеристики погрешности расчета потенциала по кривой «градиентов» могут использоваться для оценки величины и местоположения возможных «ложных» аномалий потенциала ЕП.

В общем случае существует также и систематическая погрешность наблюдений, связанная с «неидентичностью» заземления приемных электродов, вследствие которой может возникать большая (80-100%) относительная невязка 5 Для оценки средней систематической погрешности измерений градиентов по отдельным маршрутам, в качестве альтернативы относительной не-

вязке 8 (формула 1), можно предложить использование «удельной невязки» 6':

где (Л— невязка по замкнутому контуру маршрута, ¿=|

п — количество измеренных градиентов.

Статистические характеристики «удельной невязки» 8' были рассчитаны по результатам измерений ДиЕп с перестановкой электродов «через один» на 7 площадях в 68 опытно-методических маршрутах и сопоставлены с соответствующими характеристиками относительной невязки 8. Сравнение показывает, что использование в качестве контрольного параметра «удельной невязки» является более предпочтительным в силу следующих причин:

• «удельная невязка» 8' имеет статистическое распределение, близкое к нормальному, тогда как относительная невязка распределена практически равномерно, что не позволяет выявить статистически обоснованный диапазон ее допустимых значений;

• «удельная невязка» 5' сохраняет размерность измеряемой величины, что дает возможность сравнивать точность измерений ЕП способом градиентов с точностью измерений ЕП способом потенциалов.

Производственная статистика показывает, что, при отсутствии грубых нарушений технологии производства измерений разности потенциалов ЕП способом градиентов, средняя систематическая погрешность единичного измерения ЛЦеп с вероятностью = 95% не превысит по модулю 5 мВ.

В работе приведен пример использования предложенной методики для оценки качества полевых работ методом ЕП в модификации измерения градиентов на Дружбинской площади (Республика Татарстан).

Интерпретация данных комплекса ГГХМ, в настоящее время, носит качественный характер На первом этапе обработки данных магниторазведки и

19

электроразведки производится построение карт изолиний ДТ и (Леп масштаба 1:25000 - 1:50000. Согласно принятым геоэлектрической и геомагнитной моделям, аномалиеобразующие объекты, генетически связанные с углеводородной залежью, формируются в верхней части геологического разреза, следовательно, аномалии от глубинных объектов будут осложнять интерпретацию построенных карт. Поэтому следующим этапом обработки является выделение локальных аномалий магнитного и естественного электрического полей с использованием приемов, позволяющих ослабить влияние глубинных объектов и региональных закономерностей.

Интерпретация карт локальных аномалий магнитного поля предполагает выявление различных тектонических нарушений на участке исследований по наличию в структуре поля линейных элементов. При этом дополнительно используются данные литохимического анализа и геоморфологические характеристики участка работ. На литохимических картах тектонические нарушения, секущие углеводородсодержащую структуру, отмечаются значительными положительными аномалиями концентраций металлов-индикаторов углеводородов (V, N1, СО, Си и др.). Геоморфологическими признаками тектонических нарушений являются линейно вытянутые формы рельефа, овражная и речная сеть и т. п. Совместный анализ данных геофизики, геохимии и геоморфологии дает возможность построить для площади исследований достоверную схему тектонических нарушений различного порядка.

Следующим этапом интерпретации является выделение на карте потенциалов естественного электрического поля аномалий, обусловленных природными гальваническими элементами углеводородных залежей (как правило, это аномалии положительного или отрицательного знака с амплитудой 80260 мВ) и определение взаимосвязи этих аномалий с выявленными тектоническими нарушениями. Заключительным этапом геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ является совместный анализ данных магниторазведки, ЕП и геохимии, что позволяет уточнить размеры и конфигурацию проекций нефтяных залежей на «дневную» поверхность.

20

Накопленный к настоящему времени опыт работ комплексом ГГХМ показывает, что описанные выше подходы позволяют достаточно успешно решать задачи геологической интерпретации геофизических и геохимических данных при поисках залежей нефти в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции [1-6] В качестве примеров приведены результаты интерпретации данных комплекса ГГХМ по трем площадям, расположенным в Ульяновской области, Республике Татарстан и Республике Чувашия

Третья глава посвящена оценке эффективности геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ с помощью ряда математических методов Значительный объем выполненных в последние годы в НПУ «Казаньгеофизи-ка» опытно-методических и производственных работ комплексом ГГХМ позволяет провести анализ эффективности геологической интерпретации данных комплекса с помощью ряда математических методов на основе сопоставления аномальных значений регистрируемых параметров (и их комбинаций) с данными поисково-разведочного бурения Для проведения анализа использованы результаты полевых геофизических и геохимических работ, выполненных комплексом ГТХМ в период 1999-2003 гг на 12-ти участках Республики Татарстан и Ульяновской области Эффективность применения математических методов анализа данных (математической статистики и машинного обучения) для прогнозирования нефтеносности геологического разреза по данным комплекса ГТХМ (Цеп, ДТток, концентрация в литохимических пробах Zn, М, Со, V, Fe, ?Ь) определялась на основе использования результатов бурения 70 поисковых и разведочных скважин (40 нефтеносных и 30 «пустых»), выполненного в пределах участков работ

Дисперсионный анализ имеющихся данных проведен с целью оценки статистической значимости различий между значениями измеряемых величин в окрестности продуктивных и «пустых» скважин С вероятностью 97,7% можно утверждать, что при помощи дисперсионного анализа данных ГТХМ невозможно отличить нефтеносную зону от «пустой» Только у метода естественного электрического поля вероятность значимости различий средних ве-

21

личин потенциалов ЕП, зарегистрированных в окрестности «продуктивных» и «пустых» скважин превышает 50% и составляет 67,1 %. Это подтверждает теоретическое положение о существовании над нефтяными залежами природных гальванических элементов.

Дискриминантный анализ дает возможность ответить на следующие вопросы:

• какая функция (гиперплоскость) наилучшим образом разделяет заданные совокупности («нефть», «пусто») в гиперпространстве признаков (геофизических и геохимических параметров комплекса ГГХМ)?

• насколько успешно полученная функция дискриминирует объекты, принадлежность которых к определенной группе уже известна (т. е. проводит апостериорную классификацию)?

Результаты дискриминантного анализа данных комплекса ГТХМ показывают, что корректная апостериорная классификация, т. е. правильное отнесение известного объекта из имеющейся выборки к категории «нефтеносных» или «пустых», при помощи линейных решающих правил выполняется лишь в 54,3 % случаев.

Метод главных компонент дает возможность понизить мерность пространства признаков и графически представить взаимосвязи измеряемых параметров с нефтеносностью геологического разреза в удобной для визуального восприятия форме (на плоскости и в трехмерном пространстве). Анализ собственных значений главных компонент, извлеченных из совокупности геофизических и геохимических данных, показывает, что, без существенной потери информативности, можно ограничиться рассмотрением только трех первых главных компонент. Анализ факторных нагрузок свидетельствует о том, что по результатам факторного анализа имеющихся данных трудно выделить геофизико-геохимический критерий нефтеносности, так как геофизические параметры слабо связаны с геохимическими, - первая главная компонента полностью определяется значениями концентраций металлов в литохи-

22

мических пробах, вторая главная компонента отражает наличие зон прямой корреляции аномальных значений естественного электрического и магнитного полей, третья - наличие зон обратной корреляции аномальных значений этих параметров. На схемах, иллюстрирующих взаимное расположение нефтеносных и «пустых» скважин на плоскости и в пространстве главных компонент, отмечается высокая степень гомогенности «облака точек», составленного из представителей различных групп, что еще раз подтверждает проблематичность использования факторного анализа имеющихся данных для выявления геофизико-геохимических признаков наличия нефти в геологическом разрезе.

Кластерный анализ (метод к-средних) позволяет наилучшим образом разделить всю имеющуюся совокупность объектов (по их признакам, не принимая во внимание их истинную принадлежность к той или иной группе) на заданное количество частей. Степень неравномерности распределения по кластерам скважин из различных групп («нефть», «пусто») может служить характеристикой эффективности применения кластерного анализа (метод к-средних) для выявления критериев нефтеперспективности территорий по данным комплекса ГТХМ. При разбиении совокупности имеющихся геофизико-геохимических данных на 2 и на 3 кластера, области продуктивных и «пустых» скважин распределились по кластерам практически равномерно (пропорционально их общему числу в выборке). Разбиение «пространства признаков» на 4 кластера позволяет выделить один кластер, включающий преимущественно зоны продуктивных скважин, однако малое число попадающих в этот кластер объектов снижает статистическую значимость такого выделения. В целом, отмечается низкая эффективность применения кластерного анализа (метод к-средних) для выявления критериев нефтеперспективности территорий по имеющимся геофизико-геохимическим данным комплекса ГТХМ.

Байесовский анализ - подход, учитывающий априорную вероятность

некоторого события, известную по результатам предыдущих исследований,

позволяющий провести переоценку априорной вероятности этого события с

учетом результатов нового исследования, давая апостериорную вероятность,

на которой основываются статистические выводы. Корректная апостериорная классификация, т. е. правильное отнесение известного объекта из имеющейся выборки геолого-геофизических данных к категории «нефтеносных» или «пустых», при помощи Байесовского анализа выполняется в 81,4% случаев, что значительно лучше, чем при решении аналогичной задачи с помощью линейных дискриминантных функций (54,3 %).

Алгоритм построения самоорганизующихся карт (Self Organizing Maps -SOM) представляет собой один из методов кластеризации многомерных векторов - проецирование с сохранением топологического подобия. Важным отличием алгоритма SOM является то, что в нем используются нелинейные процессирующие элементы - нейроны, упорядоченные в некоторую структуру Данный алгоритм реализует процесс «обучения без учителя» (unsupervised learning) и сам определяет схожесть предъявляемых реализаций, выделяя классы объектов с похожими свойствами. На полученной по данным ГГХМ самоорганизующейся карте зоны, соответствующие продуктивным скважинам, могут быть объединены в классы, разделенные зонами «пустых» скважин, что подтверждает наличие в совокупности данных комплекса ГГХМ информации о нефтеносности геологического разреза. Кроме того, число этих классов (как минимум, три) и сложность формы разделяющих классы границ свидетельствуют о необходимости использования при решении нефтеразведочных задач комплексом ГГХМ нелинейных интерпретационных алгоритмов

Деревья решений (decision trees) - один из методов автоматического анализа данных, реализующий представление решающих правил в иерархической, последовательной структуре, где каждому объекту соответствует единственный узел, дающий решение. Сложность структуры дерева решений, построенного по данным ГГХМ, свидетельствует о нелинейном характере зависимостей величин геофизико-геохимических параметров комплекса ГГХМ от наличия в геологическом разрезе залежей нефти, а также о трудностях адекватного вербального описания этих зависимостей. Проверка дерева решений

24

на обучающей выборке показала, что корректная апостериорная классификация, т е. правильное отнесение известного объекта из имеющейся выборки к категории «нефтеносных» или «пустых», на основе использования алгоритма CART выполняется в 88,6 % случаев, что значительно лучше, чем при решении аналогичной задачи с помощью дискриминантных функций (54,3 %) и Байесовского анализа (81,4%) Это свидетельствует о предпочтительности применения для оценки нефтеперспективности территорий комплексом ГГХМ методов нелинейного моделирования

Для решения задач классификации и прогноза в последнее десятилетие широко используются искусственные нейронные сети, реализующие алгоритм «обучения с учителем» (supervised learning) Проверка функционирования нейронной сети (двухслойный перцептрон с шестью нейронами в скрытом слое) на обучающей выборке показала, что корректная апостериорная классификация, т е правильное отнесение известного объекта из имеющейся выборки к категории «нефтеносных» или «пустых», выполняется в 100 % случаев, что значительно лучше, чем при решении аналогичной задачи с помощью дискриминантных функций (54,3 %), Байесовского анализа (81,4 %) и деревьев решений (88,6 %) Такой результат возможен только в том случае, когда данные обучающей выборки непротиворечивы, что, в свою очередь, подтверждает следующие выводы

в комплексе используемых геофизических и геохимических параметров действительно содержится информация о нефтеносности геологического разреза,

на основе применяемого комплекса может быть выработан определенный районирующий критерий, позволяющий автоматически учитывать условия формирования и залегания нефтяных залежей на различных площадях (это особенно важно в связи с многообразием геофизических аномалий, регистрируемых над залежами) Результаты кросс-проверки обобщающей способности нейронной сети

на тестовом множестве, не включенном в обучающую выборку, показывают,

25

что оценка вероятности корректной априорной классификации, т. е правильного отнесения неизвестного объекта к категории «нефтеносных» или «пустых» по данным ГГХМ, находится в интервале 70 %-85 %. Это. по-видимому, может служить объективной характеристикой реальных возможностей комплекса ГГХМ при экспресс-оценке нефтеперспективности малоизученных территорий.

Как отмечалось выше, в зависимости от сочетания ореолов кальцитиза-ции и сульфидизации, а так же наличия тектонических нарушений, конфигурация аномалий потенциала ЕП существенно меняется Конфигурация магнитных аномалий определяется геометрией ловушки (амплитуда, крутизна крыльев), литологией и магнитными свойствами слагающих пород В зависимости от состава нефти и проницаемости перекрывающих залежь пород меняется геохимическая ситуация над различными залежами. Таким образом, низкая результативность методов математической статистики, использующих предположения о нормальности распределений геофизико-геохимических параметров комплекса ГТХМ и о линейности связи этих параметров с нефтеносностью геологического разреза, указывает на недостаточную адекватность данного подхода всему многообразию условий формирования и залегания нефтяных залежей в исследованных комплексом ГГХМ регионах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. В связи с этим, для повышения эффективности геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ, более целесообразно использовать методы машинного обучения.

В четвертой главе приводится описание методики и результатов геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ с помощью математических методов на Чеканском месторождении нефти (Республика Татарстан) Поисково-оценочные геофизико-геохимические исследования комплексом ГГХМ в пределах Чеканского месторождения нефти (Республика Татарстан) выполнены ЦОПР НГТУ «Казаньгеофизика» в 2003 г на площади 30 кв км с целью оценки перспектив территории и уточнения контура нефтеносности. К моменту начала геофизико-геохимических работ комплексом ТТХМ на запла-

26

нированной к изучению площади уже было пробурено 17 поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, причем 10 из них дали промышленный приток нефти, 2 показали наличие нефтепроявлений, а 5 оказались «пустыми».

Полевые геофизические и геохимические работы комплексом ГГХМ в пределах Чеканского месторождения нефти включали высокоточную магниторазведку, электроразведку методом естественного электрического поля (ЕП) в модификации измерения градиентов и отбор литохимических проб. Все виды работ выполнялись в соответствии с методикой, описанной выше.

Обработка данных геофизических съемок и анализа литохимических проб проводилась в соответствии с методическими приемами, разработанными в последние годы на основании опытных и производственных работ, выполненных в Республике Татарстан и соседних регионах:

1. По данным полевых измерений рассчитаны и построены карты изолиний ДТ и Цеп-

2. По результатам количественного анализа литохимических проб построены карты содержаний металлов (Со, М, Zn, Fe, V, Mn), выявлены ассоциации элементов и корреляционные связи между концентрациями различных элементов, проведен факторный анализ методом главных компонент.

3. Трассированы и использованы для построения схемы линейных элементов тектонического строения участка работ структурная карта по отражающему горизонту «Д» и карта рельефа «дневной» поверхности.

Аномальные зоны, выделенные по данным отдельных поисковых методов, вынесены на схему комплексной интерпретации результатов. Кроме того, на схему интерпретации вынесены оси предполагаемых глубинных разломов, выделяемых по данным сейсморазведки, а также линии предполагаемых дизъюнктивных нарушений высших порядков, формирующих отрицательные

элементы рельефа «дневной» поверхности.

27

В качестве источника априорной информации о связи геофизических и геохимических аномалий с нефтеносностью геологического разреза на исследуемом участке могут быть использованы только 7 скважин (3 продуктивные, 1 - с нефтепроявлениями и 3 «пустые»), расположенные в южной части участка работ, так как по ряду технико-экономических причин окрестности остальных скважин не были покрыты сетью геофизико-геохимических съемок На изученной площади отмечаются следующие пространственные соотношения геофизических и геохимических аномалии с продуктивными и «пустыми» скважинами:

1. Все 7 скважин (и продуктивные, и «пустые») расположены в пределах одной обширной отрицательной аномалии магнитного поля.

2. Все продуктивные скважины приурочены к отрицательным аномалиям естественного электрического поля. Все «пустые» скважины находятся в градиентных зонах, разделяющих положительные и отрицательные аномалии ЕП.

3. На карте первой главной компоненты по 7-ми химическим элементам в зонах повышенных концентраций «единого» элемента-индикатора углеводородов расположены 2 продуктивные скважины и 3 «пустые», в зонах пониженных концентраций - 1 продуктивная и 1 «пустая».

4 На структурной карте по отражающему горизонту «Д» большая часть продуктивных скважин приурочена к зонам локальных поднятий, однако прогностическую ценность этой закономерности снижает тот факт, что при заложении скважин учитывались данные сейсморазведки. Кроме того, 3 продуктивные скважины тяготеют к отрицательным формам рельефа отражающего горизонта «Д». а 2 «пустые» - к положительным.

Анализ описанных закономерностей позволяет отнести к перспективным на поиски углеводородов ограниченные разломами тектонические блоки,

28

в пределах которых наблюдаются интенсивные отрицательные аномалии ЕП, сопровождающиеся зонами пониженных концентраций химических элементов-индикаторов углеводородов. Всего на схеме комплексной интерпретации выделено пять нефтенерспективных зон.

С целью повышения достоверности результатов качественной интерпретации данных ГТХМ путем наиболее полного учета всех ранее выявленных на других площадях соотношений используемых геофизико-геохимических параметров с нефтеносностью геологического разреза и снижения роли «субъективного фактора» в получаемых результатах, проведена комплексная интерпретация геофизических и геохимических аномалий с использованием ряда математических методов

1. Дискриминантный анализ Все без исключения нефтеперспективные зоны, отмеченные на схеме комплексной интерпретации, выделяются и на карте интерпретации данных ГТХМ, построенной при помощи экспертной системы, основанной на применении линейных решающих правил. Кроме того, в дополнение к ранее выявленным нефтеперспективным зонам отмечаются еще три. Степень доверия к полученным результатам повышает тот факт, что на карте машинной интерпретации все продуктивные скважины оказались в нефтеперспективных зонах, «пустые» — в бесперспективных, а скважина, отметившая наличие нефтепроявлений, заняла промежуточное положение Недостатком данного подхода является предположение о линейной сепарабельности решаемой задачи классификации, что справедливо далеко не всегда.

2. Байесовский анализ. На карте комплексной интерпретации данных ГГХМ при помощи вероятностно-логической экспертной системы, основанной на вычислении условных вероятностей, из всех нефтеперспективных зон, выделенных как по традиционной методике качественной интерпретации, так и с применением дискриминантных функций, уверенно отмечаются только две. Недостатком данного подхода является требование независимости событий (в данном случае — значений геофизических и геохимических параметров

ГГХМ). что не выполняется при наличии сильных корреляционных связей между геохимическими параметрами

3 Деревья решений. На карте комплексной интерпретации данных ГГХМ при помощи вероятностно-логической экспертной системы, построенной на основе дерева решений, находит подтверждение нефтеперспективность пяти ранее выделенных зон К недостаткам данного подхода можно отнести необходимость обеспечения достаточного количества примеров в «листе», что, в свою очередь, требует наличия обширной базы обучающих данных

4 Нейронные сети. Карта комплексной интерпретации данных ГГХМ при помоши предварительно обученной нейронной сети подтвердила нефте-перспективность всех выделенных другими рассмотренными методами зон, за исключением одной Основным недостатком комплексной интерпретации данных ГГХМ при помощи нейронно-сетевых алгоритмов является «непрозрачность» процесса принятия решения о нефтеперспективности исследуемых объектов. «Контрастирование» нейронной сети зачастую не приводит к желаемому результату, сопровождаясь потерей ряда нюансов, важность которых для решения конкретных задач трудно оценить заранее. В связи с этим, наряду с нейронными сетями, полезно применять элементы вероятностно-логических экспертных систем, позволяющих пояснить ход рассуждений.

Таким образом, результаты геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ с помощью ряда математических методов, реализующих различные алгоритмы распознавания образов, в целом подтверждают правильность выбранной интерпретационной модели. Кроме того, использование нескольких интерпретационных алгоритмов для решения одной и той же задачи дает возможность ранжировать выявленные нефтеперспективные зоны по степени достоверности (алгоритмонезависимости). В этом отношении наиболее достоверными представляются две зоны, уверенно выделяемые на всех без исключения интерпретационных картах.

Тем не менее, несмотря на высокую степень сходства результатов интерпретации данных комплекса ГГХМ при помощи различных способов ма-

30

шинного обучения, каждый из этих способов обладает характерными недостатками, что приводит к необходимости использования, для получения наиболее достоверного результата, разного рода «гибридных» сетей, систем нейро-нечеткого вывода и т. п. В данной работе эти вопросы не затрагиваются, так как их рассмотрение может стать темой отдельного исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Усложнение геолого-геофизической модели строения целевого объекта (нефтяной залежи) закономерно приводит к усложнению процедуры геологической интерпретации геофизико-геохимических данных, полученных в процессе работ комплексом ГГХМ, что, в свою очередь, диктует необходимость применения в повседневной деятельности специалистов-геофизиков целого ряда математических методов выделения полезной информации.

В работе показаны проблемы линейно-статистического подхода к интерпретации данных комплекса ГГХМ, возникающие при экстраполяции опыта предшествующих исследований на новые объекты. В качестве альтернативы линейно-статистическим методам, предложено использовать современные методики, основанные на создании, обучении и применении для интерпретации данных комплекса ГГХМ нейронных сетей и вероятностно-логических экспертных систем («искусственного интеллекта»).

Результаты проведенных исследований сводятся к следующему.

4. Проведена статистическая оценка эффективности использования математических методов для принятия решений о нефтеносности исследуемых территорий по данным комплекса ГГХМ.

5 Разработана и применена на Чеканском месторождении нефти (Республика Татарстан) методика геологической интерпретации данных комплекса ГГХМ на основе математической статистики и машинного обучения.

6 Разработана и применена на Дружбинской площади (Республика Татарстан) методика математического анализа результатов полевых измерений Ш с целью оценки их качества Несмотря на то, что в работе использован ограниченный набор из множества доступных в настоящее время математических методов, полученные обнадеживающие результаты позволяют сделать вывод о целесообразности применения интеллектуальных систем поддержки принятия решений в практике поисков нефти комплексом ГГХМ

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работал

1 Чернов С В Комплексная интерпретация геофизических и геохимических данных с использованием нейрокомпьютерных технологий / С В Чернов, Н В Бормотова // Геофизик Татарии - 2004 - № 3 - С 28-29

2 Чернов С В Альтернативный подход к оценке качества материалов ЕП при изучении "топливных элементов" углеводородных залежей /С В Чернов, В А. Вассерман, Э К. Швыдкин // Геологическое изучение земных недр Республики Татарстан' Сб ст - Казань, 2002. - С 154161

3 Швыдкин Э К Опыт применения нейронных сетей для поисков нефти комплексом геофизических и геохимических методов /ЭК Швыдкин, Н В Бормотова, С В Чернов // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей Тез докл - Москва, 2004 - С 83-84

4 Швыдкин Э К Проблемы и перспективы развития комплекса полевых геофизических и геохимических методов (ГГХМ) при оценке структур и доразведке месторождений нефти (физико-химические основы и интерпретация) /ЭК Швыдкин, В А Вассерман, С В Чернов // Геологическое изучение земных недр Республики Татарстан Сб ст - Казань, 2002 -С 140-144

5 Швыдкин Э К Современное состояние и основные направления развития комплекса геофизических и геохимических методов при поисково-разведочных работах на нефть в Урало-Поволжском регионе / ЭК Швыдкин, В А Вассерман, С В Чернов, ? X Исмагилов // Геофизика -2003 -Спец выпуск -С 50-51

6 Швыдкин Э Влияние тектонически напряженных зон нефтегазоносных структур на особенности распределения геофизических и геохимических полей / Э Швыдкин, В Вассерман, С Чернов, Р Хисамов // Бурение и нефть - 2004 - № 7-8 - С 18-21

7 Швыдкин Э К Оценка нефтеносности перспективных структур и разведка месторождений углеводородов в Поволжском регионе геофизико-геохимическими методами/Э К Швыдкин, Р 3 Мухаметшин, С В Чернов // Новые идеи в науках о земле Тез докл - Москва, 2001 - С 349

8 Швыдкин Э К Перспективы совершенствования геологоразведочного процесса на нефть в Волго-Уральском регионе /ЭК Швыдкин, С В Чернов, В А Вассерман, М Ю Король // Бурение и нефть - 2004 -№2 -С 34-36

Отпечатано в типографии ЗАО НПО «Репер» Тираж 120 экз. Бумага офсетная Заказ 17. Подписано в печать 15.12.2004 г. 420069, Казань, ул. Беломорская, 69 а Тел.13-73-70

25~,0Û

(Г <">

, О