Кузнецов О.Л., Никитин А.А., Черемисина Е.Н. Геоинформатика и геоинформационные системы

Подождите немного. Документ загружается.

ческой логики была осуществлена в СССР еще в 1962г. Ш.А. Губерманом

на базе автоматизированной системы «Кора-3». Современные технологии

комплексной интерпретации данных каротажа широко реализуются фирмой

Schlumberger и ее дочерними предприятиями, по существу, полностью за-

воевавшими российский рынок.

В России используются такие технологии, как Geo Frame, TIGRESS,

LANDMARK и другие. Все указанные технологии для прогноза веществен-

ного состава включают данные сейсмических трасс.

Программные пакеты сейсмической интерпретации SHARISMA и

IESX полностью интегрированы с другими пакетами системы Geo Frame.

Поэтому, независимо от того, какая из интерпретационных процедур ис-

пользуется, геолог-геофизик имеет возможность плавно переходить из од-

ной области в другую, и от одной функции к обработке другой.

База данных системы Geo Frame обеспечивает раздельный доступ и

содержит большую библиотеку прикладных программ, которая включает

данные, связанные с процессами разведки и разработки месторождений.

Система реализует широкий набор средств управления данными, что позво-

ляет пользователю осуществить легкий доступ и работу с БД, а также под-

держивает все стандартные форматы, используемые в каротаже. Система

Geo Frame содержит программные модули, необходимые для геологической

и петрофизической интерпретации: Well Edit – редактирование скважинных

данных; Well Composite – обобщение всех данных по скважине; Petro View

Plus – определение петрофизических параметров; Start Log – построение

стратиграфической колонки; Rock Class – классификация литологического

состава.

С помощью Well Edit контролируется качество данных, реализуется

просмотр и редакция каротажных диаграмм по глубине. С помощью Rock

Class формируется стратиграфическая колонка на основе статистической

классификации данных каротажа, расчета минерального состава или данных

исследования керна.

Геологическая интерпретация начинается с помощью взаимосвязан-

ных пакетов Well Plus и Start Log, которые обеспечивают обработку данных

– корреляцию каротажных диаграмм, составление геологических разрезов и

картирование горизонтов.

Картирование в системе Geo Frame реализуется в модуле CPS-3, со-

держащем алгоритмы для моделирования поверхностей в нефтегазовой гео-

логии.

В таблице 13 [16] приведены основные задачи по построению посто-

янно действующих геолого-технологических моделей месторождений и

программные модули основных зарубежных компаний, а также выходные

данные, требуемые на выходе каждого модуля. Как следует из этой табли-

цы, форма представления выходных данных практически одинакова.

Таблица 13[16]

Выпол-

няемая

задача

Выходные данные по

регламенту

Фирма-производитель

Schlumberger

(GeoFrame v.3.7)

Landmark

Мо-

дуль

Выходные

данные

Модуль

Выход-

ные дан-

ные

1.Подгото

вка исход-

ных дан-

ных для

построе-

ния геоло-

гической

модели

1.1. Обра-

ботка и

интерпре-

тация дан-

ных

Карты сейсмических пара-

метров, скоростей, струк-

турных тектонических на-

рушений. Кроссплоты свя-

зей параметров и данных

бурения с оценкой тесноты

связей и погрешностей

IESX +

Charis-

ma +

LPM

Оценки сейс-

мических па-

раметров, син-

тетические

сейсмограммы,

корреляцион-

ные карты не-

однородностей

и разрывных

нарушений

Sensors

+Z-MAP

Plus

2 и 3-

мерные

карты

сейсмиче-

ских пара-

метров.

Таблица

сейсмиче-

ских пара-

метров

1.2. Обра-

ботка и

интерпре-

тация дан-

ных керна

и ГИС

Уравнения зависимостей

основных петрофизиче-

ских параметров. Модели

коллекторов основных

продуктивных горизонтов.

Оценки параметров кол-

лекторов: пористости, неф-

Petro-

View

Plus

(ELAN-

Plus)

Оценки пара-

метров ФЕС,

эффективные

мощности кол-

лекторов, ми-

неральный со-

став, результа-

PetroWorks

+Z-MAP

Plus

Оценки

парамет-

ров ФЕС,

насыщен-

ностей,

кросспло-

ты и гис-

тегазоносности, глинисто-

сти, остаточной нефте- и

водонасыщенности, гра-

ничных и критических

значений геофизических и

петрофизических парамет-

ров. Положения ВНК,

ГНК, ГВК; профили по

разрезам скважин,

вскрывших контакты и мо-

дели переходных зон для

этих контактов в виде па-

леток изменения нефте-

носности и газоносности

коллекторов с разными

ФЕС по вертикали.

ты структурной

и стратиграфи-

ческой

тограммы

их распре-

деления.

Уравнения

зависимо-

стей пет-

рофизиче-

ских пара-

метров

1.3. Де-

тальная

корреля-

ция про-

дуктивных

пластов

Альбом профилей корре-

ляции в масштабе кривых

ГИС. Схемы расположения

профилей, типовых сква-

жин

WellPix

+ Strat-

Log +

Property

Схемы корре-

ляции скважин.

геологические

разрезы м кар-

ты горизонтов,

фаций

Z-MAP

Plus +

StartWorks

+ STRA-

TA-

MODEL

Геологи-

ческие

профили,

схемы

корреля-

ции сква-

жин и кар-

ты эффек-

тивных

нефтена-

сыщенных

толщин и

нефтена-

сыщенных

толщин и

фаций

1.4. Палео-

тектониче-

ский ана-

лиз

Карты условных эффек-

тивных толщин или др. па-

раметров, характеризую-

щих однородность разреза,

энергию среды осадкона-

копления. Карты палеору-

словых отложений, зон

слияния пластов, распро-

странения косослоистых

отложений, рифовых фа-

ций

2. По-

строение

цифровой

геологиче-

ской моде-

ли

2.1. обос-

нование и

выбор

объемных

сеток па-

раметров

модели

Координаты вершин об-

ласти и построения, разме-

ры и количество ячеек по

осям X и Y. Количество

слоев (ячеек) по вертикали

с учетом коллекторов и

непроницаемых перемычек

CPS-3

3-мерная сетка

для геологиче-

ской модели и

карты любых

параметров

Z-MAP

Plus +

STRATA-

MODEL

3 или 2-

мерные

сетки для

геологиче-

ской моде-

ли

2.2. по-

строение

структур-

Двумерные послойные

сетки структурных по-

верхностей в общеприня-

Frame-

work 3D

3-мерная мо-

дель горизон-

тов и разрыв-

Z-MAP

Plus +

StratWorks

3 или 2-

мерные

послойные

ной моде-

ли

тых форматах и набор кон-

трольных точек со значе-

ниями абсолютных отме-

ток на этих поверхностях.

Двухмерные послойные

сетки (цифровые карты)

общих газо-, нефте- и во-

доносных толщин по каж-

дому пласту, седиментаци-

онному циклу, подсчетно-

му объекту или зонально-

му интервалу модели. По-

лигоны внешних и внут-

ренних контуров по газо-

вой и нефтяной зоне каж-

дого моделируемого ин-

тервала. В случае сложных

расчлененных продуктив-

ных пластов строятся про-

странственные блок-

диаграммы, детально пред-

ставляющие особенности

геологического строения

залежей

ных наруше-

ний, общих га-

зо-, нефте- и

водонасыщен-

ных толщин

+ STRA-

TA-

MODEL

и сетки

структур-

ных по-

верхно-

стей, газо-,

нефте- и

водонос-

ных тол-

щин,

внешней и

внутрен-

ний кон-

туры каж-

дой зале-

жи (пла-

ста)

2.3. По-

строение

литологи-

ческой

модели и

распреде-

ление ФЕС

Массив ячеек объемной

сетки с кодами индекса ли-

тологии или признака кол-

лектор-неколлектор, а так-

же кода или численных

значений эффективной

мощности, коэффициентов

песчанистости, пористо-

сти, проницаемости – дру-

гих петрофизических или

геофизических параметров

Property

3-мерная сетка

литофациаль-

ных, петрофи-

зических и

подсчетных

параметров

STRATA-

MODEL

3 или 2-

мерные

послойные

и сетки с

числовыми

значения-

ми ФЕС,

газо-, во-

до- или

нефтена-

сыщенно-

сти, лито-

логиче-

скими ин-

дексами. А

также лю-

быми дру-

гими пет-

рофизиче-

скими,

геофизи-

ческими

или геоло-

гическими

парамет-

рами

2.4.Постро

ение моде-

ли насы-

щения

пластов

флюидами

Массив ячеек объемной

сетки модели, дополнен-

ный значениями водона-

сыщенности и нефтенасы-

щенности

3. Подсчет

запасов

углеводо-

родов

Суммарные объемы угле-

водородов в целом по ме-

сторождению, залежам и

подсчетным объектам.

Таблицы площадей нефте-

носности; объемов нефте-

носных коллекторов; объ-

емов поровых пространств

нефтеносных коллекторов;

Property

Объемы угле-

водородов по

площади, зале-

жи, отдельному

пласту. Карты

и таблицы

площадей неф-

теносности и

подсчетных

STRATA-

MODEL +

Z-MAP

Plus

Объемы

углеводо-

родов в

целом по

площади,

залежам

или от-

дельным

пластам.

объемов поровых про-

странств нефтеносных

коллекторов занятых неф-

тью; средних нефтенасы-

щенных толщин; коэффи-

циентов открытой порис-

тости и нефтенасыщенно-

сти

параметров Карты и

таблицы

площадей

нефтенос-

ности и

подсчет-

ных пара-

метров

1. Подго-

товка ис-

ходных

данных

для по-

строения

геологиче-

ской моде-

ли

1.1. Обра-

ботка и

интерпре-

тация дан-

ных

Карты сейсмических пара-

метров, скоростей, струк-

турных тектонических на-

рушений; кроссплоты свя-

зей параметров и данных

бурения с оценкой тесноты

связей и погрешностей

Обра-

ботка

сейсми-

ческих

данных

не пре-

дусмот-

рена в

пакете.

Исполь-

зуются

резуль-

таты об-

работки

в других

про-

грамм-

ных

продук-

тах

Сейсмика

+Карто-

построе-

ние

Tigress

2 и 3-

мерные

карты и

таблицы

сейсмиче-

ских пара-

метров.

Уравнения

регрессий

и кросс-

плоты свя-

зей сейс-

мических

парамет-

ров с

оценкой

тесноты и

погрешно-

стей. Кар-

ты разло-

мов, флек-

сур, дизъ-

юктивных

нарушений

и др.

структур-

но-

литологи-

ческих не-

однород-

ностей

1.2. Обра-

ботка и

интерпре-

тация дан-

ных керна

и ГИС

Уравнения зависимостей

основных петрофизиче-

ских параметров. Модели

коллекторов основных

продуктивных горизонтов.

Оценки параметров кол-

лекторов: пористости, неф-

тегазоносности, глинисто-

сти, остаточной нефте- и

водонасыщенности, гра-

ничных и критических

Обра-

ботка

данных

ГИС и

керна не

преду-

смотре-

на. Ис-

пользу-

ются ре-

зульта-

Петрофи-

зика

Tigress

Оценки

парамет-

ров порис-

тости, на-

сыщенно-

сти и объ-

емной

глинисто-

сти, их

граничные

значения,

значений геофизических и

петрофизических парамет-

ров. Положения ВНК,

ГНК, ГВК; профили по

разрезам скважин,

вскрывших контакты и мо-

дели переходных зон для

этих контактов в виде па-

леток изменения нефте-

носности

газоносности коллекторов

с разными ФЕС по верти-

кали.

ты об-

работки

в других

про-

граммах

Корре-

ляция

продук-

тивных

слоев не

преду-

смотре-

на

кросспло-

ты и урав-

нения за-

висимо-

стей для

их расчета

Эффек-

тивные

нефтегазо-

насыщен-

ные тол-

щины. По-

ложения

флюидных

контактов.

Содержа-

ния песча-

ника, из-

вестняка,

доломита,

глины,

алевроли-

та, кальци-

та и ан-

гидрита.

Карты и

гисто-

граммы

распреде-

ления па-

раметров.

1.3. Де-

тальная

корреля-

ция про-

дуктивных

пластов

Альбом профилей корре-

ляции в масштабе кривых

ГИС. Схемы расположения

профилей, типовых сква-

жин

Геология +

Карто-

построе-

ние

Tigress

Профиль-

ные разре-

зы и схемы

корреля-

ции между

скважина-

ми. Уточ-

ненные

нефтегазо-

насыщен-

ные тол-

щины.

1.4. Палео-

тектониче-

ский ана-

лиз

Карты условных эффек-

тивных толщин или др. па-

раметров, характеризую-

щих однородность разреза,

энергию среды осадкона-

копления. Карты палеору-

словых отложений, зон

слияния пластов, распро-

странения косослоистых

отложений, рифовых фа-

ций

RMS

Geomod

(детер-

минист-

ское 3-D

модели-

рование)

RMS

Geoplex

(стохас-

тическое

3-D мо-

делиро-

вание)

Карты услов-

ных эффектив-

ных толщин,

карты палеору-

словых отло-

жений, зон

слияния пла-

стов, распро-

странения ко-

сослоистых от-

ложений, ри-

фовых фаций.

Геология

Tigress +

Petrel

Карты ус-

ловных

эффектив-

ных тол-

щин и фа-

ций.

2.Построе

ние циф-

ровой гео-

логиче-

ской моде-

ли

2.1. обос-

нование и

выблр

объемных

сеток па-

раметров

модели

Координаты вершин об-

ласти и построения, разме-

ры и количество ячеек по

осям X и Y. Количество

слоев (ячеек) по вертикали

с учетом коллекторов и

непроницаемых перемычек

RMS

Geo-

form

RMS

Geomod

RMS

Geoplex

2-х (RMS

Geoform

) или 3-х

(RMS

Geomod

RMS

Geoplex

)

сетки геологи-

ческой модели

Картопо-

строение

Tigress

2 или 3-

мерная

сетка для

геологиче-

ской моде-

ли.

2.2. по-

строение

структур-

ной моде-

ли

Двумерные послойные

сетки структурных по-

верхностей в общеприня-

тых форматах и набор кон-

трольных точек со значе-

ниями абсолютных отме-

ток на этих поверхностях.

Двухмерные послойные

сетки (цифровые карты)

общих газо-, нефте- и во-

доносных толщин по каж-

дому пласту, седиментаци-

онному циклу, подсчетно-

му объекту или зонально-

му интервалу модели. По-

лигоны внешних и внут-

ренних контуров по газо-

вой и нефтяной зоне каж-

дого моделируемого ин-

тервала. В случае сложных

расчлененных продуктив-

ных пластов строятся про-

странственные блок-

диаграммы, детально пред-

ставляющие особенности

геологического строения

залежей

RMS

Geo-

form

RMS

Geomod

RMS

Geoplex

Стратиграфи-

ческая модель.

2-мерные (по-

слойные) и 3-

мерные сетки

структурных

поверхностей.

3-мерные по-

верхности го-

ризонтов в со-

четании с 3-

мерными по-

верхностями

вертикальных и

горизонталь-

ных разломов.

Геология

Tigress +

Petrel

Полная 3-

мерная

модель

структур-

но-

литологи-

ческих не-

однород-

ностей, а

также 3

или 2-

мерные

послойные

сетки об-

щих газо-,

нефте-и

водона-

сыщенных

толщин.

2.3. По-

строение

литологи-

ческой

модели и

распреде-

ление ФЕС

Массив ячеек объемной

сетки с кодами индекса ли-

тологии или признака кол-

лектор-неколлектор, а так-

же кода или численных

значений эффективной

мощности, коэффициентов

песчанистости, пористо-

сти, проницаемости – дру-

гих петрофизических или

геофизических параметров

RMS

Geo-

form

RMS

Geomod

RMS

Geoplex

2 или 3-мерные

дискретные

сетки про-

странственного

распределения

типов пород и

требуемых

петрофизиче-

ских парамет-

ров, согласо-

ванные с кар-

тами сейсмиче-

ских атрибутов.

Преобразова-

ние 3-мерной

модели в стан-

дартный набор

2-мерных карт.

Геология +

Петрофи-

зика +

Картопо-

строение

Tigress

3 или 2-

мерные

послойные

сетки зна-

чений

ФЕС и на-

сыщенно-

стей с ука-

занием ли-

тологиче-

ских ин-

дексов и

эффектив-

ных мощ-

ностей

2.4. По-

строение

модели на-

Массив ячеек объемной

сетки модели, дополнен-

ный значениями водона-

Картопо-

строение

Tigress

сыщения

пластов

флюидами

сыщенности и нефтенасы-

щенности

3. Подсчет

запасов

углеводо-

родов

Суммарные объемы угле-

водородов в целом по ме-

сторождению, залежам и

подсчетным объектам.

Таблицы площадей нефте-

носности; объемов нефте-

носных коллекторов; объ-

емов поровых пространств

нефтеносных коллекторов;

объемов поровых про-

странств нефтеносных

коллекторов занятых неф-

тью; средних нефтенасы-

щенных толщин; коэффи-

циентов открытой порис-

тости и нефтенасыщенно-

сти

RMS

Geo-

form

RMS

Geomod

RMS

Geoplex

2 или 3-мерные

пространствен-

ные сетки

площадей неф-

теносности.

Таблицы объе-

мов углеводо-

родов по ме-

сторождению,

отдельной за-

лежи или др.

подсчетному

объекту.

Карты и

таблицы

общих

толщин и

объемов

пластов,

коллектор-

ских час-

тей пла-

стов. Кар-

ты и таб-

лицы эф-

фективных

толщин и

объемов

коллекто-

ров, неф-

тегазона-

сыщенных

толщин и

запасов

нефти и

газа.

Отечественной разработкой при проведении обработки и комплекс-

ной интерпретации всех видов геолого-геофизических данных по скважинам

и сейсморазведки на единой информационной основе является система

ГЕММА (И.М. Чуринова и др. ОАО «Центральная геофизическая экспеди-

ция») [39]. Система ГЕММА решает задачи площадной обработки и ком-

плексного анализа данных геофизических исследований скважин (подсис-

тема ГИС), анализов результатов исследования керна (подсистема КЕРН),

интерпретации данных сейсморазведки (подсистема СЕЙС), вертикального

сейсмического профилирования (подсистема ВСП) и гидродинамических

исследований скважин (подсистема ГДИ), построения геологической моде-

ли (подсистема МОДЕЛЬ). База данных системы содержит каротажную,

геологическую, собственно промысловую, керновую и сейсмическую ин-

формацию. Ее СУБД-SYBASE обеспечивает оперирование большими объе-

мами разнородной информации, работу в сети многих клиентов и функцио-

нирование на компьютерах разных платформ. Сервер SYBASE, БД и управ-

ляющие ядром системы расположены на RISC – компьютерах.

Для комплексной интерпретации результатов анализа керна и данных

каротажа используются средства математической статистики (гистограмм-

ные преобразования), корреляционно-регрессионного анализа и классифи-

кационные алгоритмы с построением разрезов скважин. Комплексная ин-

терпретация данных геофизических исследований скважин и сейсморазвед-

ки реализуется в подсистеме ИНПРЕСС. Построение геологических моде-

лей геосреды и месторождений и их объемная визуализация осуществляется

с помощью программных средств динамической визуализации DV.

Подсистема ГДИ обеспечивает интегрированную БД стандартизиро-

ванной информацией о фильтрационных свойствах горных пород и продук-

тивных характеристик пластов, полученных на основе прямых методов ис-

следований в условиях залегания пород и флюидов, а также о техническом

состоянии скважин и прискважинных зон коллекторов. Эти данные совме-

стно с результатами интерпретации данных каротажа используются для по-

строения интерпретационной модели ГИС-ГДИ, что позволяет прогнозиро-

вать дебит по данным геофизических исследований скважин в заданном ин-

тервале разреза скважины.

Интерпретация данных сейсморазведки и геофизических исследова-

ний скважин – подсистема ИНПРЕСС (А.Г. Авербух, А.И. Арапова) посы-

лает в БД системы ГЕММА прослеженные границы горизонтов; погори-

зонтные карты сейсмических атрибутов; положение тектонических наруше-

ний на погоризонтных картах. Это обеспечивает литолого-

стратиграфическое, структурно-тектоническое и литолого-фациальное кар-

тирование пород в межскважинном пространстве. В результате формируется

предварительная модель объекта исследований, на которую накладывается

информация о зональности месторождения по фильтрационно-емкостным

свойствам (ФЕС). Для каждой однородной по ФЕС зоны производится под-

счет запасов и строятся карты полей балансовых и активных запасов и карта

поля продуктивности скважин.

Среди отечественных технологий комплексной интерпретации дан-

ных геофизических исследований скважин отметить комплекс программ

LOGTOOLS (Тверьгеофизика), обеспечивающий обработку и интерпрета-

цию по данным необсаженных и обсаженных нефтегазовых скважин на пер-

сональных IBM совместных компьютерах. Этот комплекс наиболее приспо-

соблен к использованию геоданных, получаемых как серийной, так и но-

вейшей отечественной цифровой аппаратурой, а также обеспечен синтезом

результатов решения прямых и обратных задач каротажа различными мето-

дами.

Для решения прогнозно-поисковых задач залежей углеводородов,

помимо системы ГЕММЫ, создан ряд других технологий (систем) ком-

плексной интерпретации данных сейсморазведки и геофизических исследо-

ваний скважин. При этом по скважинных данным формируются образы для

дальнейшего распознавания литологических разновидностей пород, в том

числе коллекторов углеводородов, по комплексу динамических и кинемати-

ческих атрибутов, вычисляемых в двухмерных (при 2D-сейсморазведке) или

трехмерных (при 3D-сейсморазведке) скользящих окнах.

К наиболее развитым технологиям относятся системы ПАРМ-

КОЛЛЕКТОР (Г.Е. Руденко, ВНИИгеофизика [32]), отмеченная в 1988г.

Госпремией СССР, и ИНТЕГРАН (С.А. Каплан, ВНИИгеосистем) [17].

В настоящее время реализована оптимизационная технология ПАРМ-

КОЛЛЕКТОР, которая позволяет на основе данных сейсморазведки с ис-

пользованием широкого объема априорной информации о модели геосреды

(данные геофизических исследований скважин и петрофизики) решать об-

ратную задачу с максимальным приближением к оценке свойств модели,

обеспечивающей изучение емкостных свойств месторождения углеводоро-

дов. Решение обратной задачи реализуется с помощью алгоритмов, оптими-

зирующих распределение акустического импеданса в каждом дискрете вол-

нового поля. Это дает возможность получать прогнозные разрезы различ-

ных геолого-геофизических параметров с высокой детальностью и точно-