Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геологические модели и технологии построения геологических моделей 9
Глава 2. Обзор программных реализаций технологий для создания геологических моделей 22
Глава 3. Реализация технологий построения геологических моделей в программном комплексе DV-Geo 57
Глава 4. Опыт построения геологических моделей с использованием программного комплекса DV-Geo 111
Заключение 136
Литература 137
- Геологические модели и технологии построения геологических моделей
- Обзор программных реализаций технологий для создания геологических моделей
- Реализация технологий построения геологических моделей в программном комплексе DV-Geo
- Опыт построения геологических моделей с использованием программного комплекса DV-Geo
Введение к работе
Актуальность темы.
Построение геологических моделей, подготовка их для дальнейшей апробации при подсчете запасов и проектировании разработки, а также дальнейшая актуализация включает в себя ряд технологических этапов, охватывающих широкий круг задач, требующих развитого программного обеспечения. В их числе организация базы данных предметной области, алгоритмы обработки данных на различных этапах моделирования, контроль хода выполнения работ, подготовка отчетной документации и передача результатов заказчику.
В настоящее время для решения этих задач имеется ряд программных продуктов как зарубежного, так и отечественного производства. Из зарубежных систем для геологического моделирования широко используются следующие: Tigress, Irap RMS ( ROXAR) [57,58], PETREL ( Schlumberger), GOCAD, StrataModel (Landmark). Основная их особенность - это мощные корпоративные системы, построенные по модульному принципу, старающиеся охватить всю технологическую цепочку, необходимую для решения задач построения геологических моделей, предлагающие пользователю широкий круг возможностей с поддержкой различных подходов к решению проблем моделирования. Преимущество таких систем складывается из мощной научной и финансовой составляющей фирм разработчиков, а также развитой сети организаций, осуществляющих методическую, техническую и маркетинговую поддержку программного продукта в интересах конечного пользователя. По существу, программный комплекс в данном случае, это не только сама по себе компьютерная программа, но и вся совокупность поддерживающих ее организаций. Однако, в этом заключается и недостаток таких систем, заключающийся в основном в очень высокой стоимости приобретения и владения для конечного пользователя, неэффективной обратной связью пользователь - разработчик и зачастую невозможностью методических подразделений своевременно реагировать на проблемы пользователя. Многие отечественные потребители таких систем также являются большими компаниями, построенными по корпоративному принципу с четко регламентированной последовательностью решения задач и зачастую не слишком беспокоящихся о конкуренции на рынке сервисных услуг по построению геологических моделей.
Для другой части отечественных предприятий, пользователей программных продуктов построения геологических моделей необходим более дешевый, возможно более простой в освоении программный продукт, желательно отечественной разработки, реализующий решение поставленной задачи и легко внедряемый в технологическую цепочку предприятия. Особую важность имеет адаптация программы к потребностям отечественного пользователя, и в тоже время совместимость с западными пакетами по возможности решаемых задач.
Для решения этой проблемы актуальной становится разработка программного комплекса, удовлетворяющего вышеперечисленным требованиям. Необходимости ее решения понимают практически все отечественные разработчики и потенциальные пользователи таких систем.
Данная работа посвящена созданию программного комплекса DV - Geo , позволяющего реализовать технологию построения геологических моделей на основе интеграции базы геолого-геофизических данных, базы знаний, реализованной в самом программном комплексе в виде уникальных алгоритмов, и базы профессиональных геологических знаний, имеющейся у непосредственного пользователя программного комплекса.
Цели и задачи.
Целью работы является создание компьютерных технологий построение геологических моделей и сведение этих технологий в единый программный комплекс (систему).
Достижение указанных целей связано с решением следующих основных задач:
Определение основных принципов построение, структуры и функционального наполнения системы построения геологических моделей.
Разработка системных программных средств комплекса.
Разработка прикладных алгоритмов построения геологических моделей.
Создание рабочей версии системы и внедрение ее в технологическую цепочку работ конкретного предприятия.
Научная новизна.
В процессе выполнения работы получены результаты, обладающие научной новизной:
Определены основные принципы построения, структуры и функционального наполнения системы создания геологических моделей.
Предложены и разработаны алгоритмы картопостроения геологических моделей.
Предложен и разработан алгоритм осреднения данных обработки ГИС на сетку трехмерной геологической модели.
Предложены и разработаны алгоритмы объемного распространения коллекторов по данным обработки ГИС с использованием принципиальной модели.
Предложены и разработаны алгоритмы распространения петрофизических параметров в межскважинном пространстве.
Разработан программный комплекс DV-Geo, обеспечивающий создание трехмерных геологических моделей и обеспечивающий изображение геологической среды полученных объектов.
Защищаемые положения.
Разработанный метод построения геологических карт и карт фильтрационно-емкостных свойств позволяет на большом числе неоднородных геолого-геофизических данных и разнообразии решаемых задач эффективно подобрать параметры алгоритмов картопостроения для получения результатов требуемого качества и геологической достоверности.
Использование заданного значения приоритетного литотипа и коэффициента его заполнения по мощности при осреднении данных результатов интерпретации ГИС на ячейки трехмерной геологической сетки, позволяет добиться повышения точности воспроизведения эффективных мощностей коллектора и средневзвешенных значений петрофизических параметров в 3D геологической модели.
Использование разработанного метода объемной локализации коллекторов с применением принципиальной модели строения продуктивного пласта позволяет добиться максимального соответствия послойных и трехмерных цифровых геологических моделей при одинаковом наборе исходных геолого-геофизических и промысловых данных.
4. Созданная компьютерная технология динамической визуализации, защищенная рядом патентов РФ на изобретения, применяемая для создания инструментов корректировки исходных и итоговых данных, в том числе результатов корреляции разрезов скважин, повышает надежность построения послойных и трехмерных моделей месторождений УВ и обеспечивает проверку их качества и достоверности.
Практическая значимость.
Практическая значимость работы заключается в создании оригинального программного комплекса, позволяющего организовать на его основе производственный процесс построения геологических моделей с использованием данных ГИС, результатов анализов керна и данных интерпретации сейсморазведки. По результату проведения исследований получено 5 патентов на изобретение.
Реализация и апробация работы.
Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научном симпозиуме «Новые технологии в геофизике», г.Уфа, 2001г., на международном технологическом симпозиуме «Интенсификация Добычи Нефти и Газа», РАГС при Президенте РФ, г.Москва, 2003г., на международной конференции ЕАГО в г. Санкт-Петербург в 2006 г.
Приведенные в диссертации разработки реализованы при создании программного комплекса DV-Geo, который используется в ОАО Центральная Геофизическая Экспедиция (ЦГЭ) и во многих других организациях.
Технология построения геологических моделей и подсчета запасов в ПК DV- Geo и собственно сами алгоритмы программного комплекса рассмотрены на НТС ГКЗ Российской Федерации. Программный комплекс DV-Geo рекомендован для использования проектным и сервисным организациям, нефтяным и нефтегазовым компаниям, проводящим моделирование и подсчет запасов на месторождениях углеводородов.
С использованием программного комплекса DV-Geo только в ОАО «ЦГЭ» выполнено построение геологических моделей ряда месторождений:
Тимано - Печорская НГБ - Сямаюский л.у., Коробковский л.у., Сарутаюский л.у.; Мусюршорское месторождение;
Западная Сибирь - Харампурское, Северо-Харампурское, Западно-
Харампурское, Комсомольское, Северо-Комсомольское, Западно-Комсомольское,
Губкинское, Айваседо-Пуровское, Ново-Часельское, Верхне-Часельское, Кынское,
Урабор-Яхинский л.у., Тарасовское, Меретояхинский л.у., Западно-Пурпейский
л.у., Сугмутское, Северо-Вынгапуровское, Вынгапуровское, Самотлорское,
Красноленинское, Русское, Романовское, Новогоднее, Северо-Новогоднее,
Приразломное, Угутское, Киняминское, Приобское, Южно-Приобское,
Тальниковое, Еты-Пуровское, Тальниковое, Кошильское, Усть-Вахское,
Сыморьяхско-Шушминское, Северо-Сыморьяхское, Южно-Сыморьяхское, Ново-Уренгойское, Восточно -Уренгойское, Валынтойская пл., Крайняя пл., Средне-Итурское и др.;
Восточная Сибирь - Юрубчено-Тохомское; Волго -Уральская НП - Солдатовское, Казаковское, Дороховское, Москудьинское, Средне-Истокская;
Прибалтика - Кравцовское, Тарасовское; Оренбургская область - Веселовское, Сахалинское, Красноярское, Барсуковское, Новоберезовская пл., Волостновская пл.;
Астраханская область - Астраханское, Сергинская пл. и Еленовское;
Удмуртия - Ончугинское;
Калмыкия - Конуковско-Сарпинское и Доланско-Эрдниевское;
Республика Казахстан - месторождения Карамандыбас и Узень, Акингень, Ботахан, Забурунье, Восточное - Юго-Восточное Камышитовое, Тюб-Караган и Аташский л. у, Матин, Жолдыбай;
Республика Узбекистан - Кунград;
Республика Вьетнам - месторождения Белый Тигр, Дай Хунг, Сои, Дой Мой;
Алжирская республика - Блок 245-юг;
Китайская народная республика - Ин Дай.
Всего в отечественных и зарубежных сервисных и нефтяных компаниях работают более 100 лицензий программного комплекса DV - Geo. Кроме ОАО «ЦГЭ» DV- Geo используется в НК «Роснефть», ОАО «ВНИИнефтъ», ОАО «СамараНИПИнефть», и других организациях. Программный комплекс DV-Geo установлен в ряде учебных заведений для проведения занятий по обучению построения геологических моделей.
Публикации и личный вклад в решение проблемы.
Диссертация основана на теоретических, методических и экспериментальных исследованиях выполненных автором. Также надо отметить, что некоторые механизмы организации анализа данных являются частью идеологической структуры технологии динамической визуализации (DV), предложенной и развивающейся под руководством доктора физмат наук, академика РАЕН А.С. Кашика. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 печатных работ.
Объем и структура работы.
Диссертационная работа состоит из введения 4 глав и заключения и содержит 142 страницы машинописного текста, 48 рисунков. Список литературы включает 74 наименования.
Автор считает приятным долгом выразить глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук А.С. Кашику за систематические консультации, советы, конструктивные замечания и предложения, доктору физ.-мат. наук А.А.Никитину за постоянную поддержку, а также всему коллективу отделения геоинформационных технологий ЦГЭ за оказанную помощь, особенно к.т.н. С.И.Билибину за консультации в области методики построения геологических моделей.
Геологические модели и технологии построения геологических моделей
Детерминистское моделирование представляет процесс построения геологической модели на основе исходных данных с учетом физических представлений теории поля по заранее определенным правилам, с учетом граничных значений, накладываемых на параметры поля, в результате которого получается одна единственная модель, характеристики которой зависят от исходных данных и параметров моделирования. [5,6,58] Процесс 3D детерминистского моделирования включает следующие этапы: подготовка исходных данных; структурное моделирование; 3D литологическое моделирование; 3D параметрическое моделирование; Оценка запасов. Детерминистская модель строится на основе исходных данных, включающих данные сейсморазведки и результатов детальной корреляции данных геофизических исследований скважин, взаимодействующих между собой. В качестве исходных данных могут использоваться Результаты детальной корреляции. Отметки горизонтов продуктивных пластов выделенные на основе сейсмической интерпретации и данных ГИС (Кривые геофизического исследования скважин).
Отметки ВНК (водонефтяной контакт) и ГНК (газонефтяной контакт), установленные на основе результатов опробования скважин, исследовании физико-химических свойств; Данные интерпретации сейсморазведки: Структурные горизонты, 2D и 3D карты атрибутов; Координаты и данные инклинометрии скважин; Результаты обработки данных ГИС ( параметры пористости, нефтенасыщенности, проницаемости, а также дискретная литология, индекс насыщения и фациальной принадлежности); В отечественной практике широко используются результаты по пластовой интерпретации ГИС (РГИ). Результаты петрофизических исследований керна; Физико-химические свойства среды, полученные в ходе исследования керна и обработки ГИС; Результаты опробования скважин; Рассмотрим этапы построения детерминистской геологической модели. Создание структурной модели. Цель создания структурной модели - получение структурных карт кровли и подошвы пласта, если необходимо циклов осадконакопления, а также внешних и внутренних контуров нефтенасыщенности. Для создания объектов структурной модели используются различные методы интерполяции. В качестве исходных данных используются данные детальной корреляции ГИС, данные интерпретации сейсмических полей, данные об отметках ВНК и ГНК.
Одним из распространенных методов интерполяции является метод осреднения в заданном окне с весовыми коэффициентами обратно пропорциональными расстоянию между узлом, в котором определяются значения и исходными точками. Как правило, использование только скважинных отметок в случае применения интерполяционных методов дает неудовлетворительный результат. Дело в том, что форма структурных поверхностей определяется геологическими особенностями моделируемого объекта, наличием зон глинизации и выклинивания и во многом определяется геологическими условиями его формирования. Как правило, данные представленные отметками в скважинах неполно отражают действительную ситуацию. При моделировании месторождений нефти и газа в распоряжение интерпретаторов попадают данные, неравномерно охватывающие изучаемый объект, это довольно регулярный набор разведочных скважин и сильно неравномерно разбросанный по площади набор эксплуатационных скважин. Интерполяция отметок пластов по такому набору скважин может воспроизвести структурные поверхности, не согласующиеся с представлениями геологов о характере моделируемого объекта. Причем, различные методы интерполяции будут воспроизводить, совершенно различные результаты. Для решения этой проблемы во время построения структурного каркаса из множества доступных методов интерполяции выбирается тот, который наиболее адекватно данной геологической ситуации воспроизведет искомую структурную поверхность или для решения этой проблемы в качестве исходных данных алгоритма интерполяции дополнительно вводятся трендовые линии, точки или трендовые карты и поверхности. В дальнейшем при описании технологии построения структурного каркаса в программном комплексе Irap RMS мы увидим большей набор различных методов интерполяции включенных в этот пакет именно для решения описанной проблемы. Но довольно часто наличие широкого набора методов интерполяции все равно не обеспечивает приемлемого решения поставленной задачи, в этом случае после интерполяции полученные карты или поверхности могут подвергнуться ручному редактированию, чтобы более полно удовлетворять требованиям геологов-интерпретаторов. В последнее время для построения карт толщин все чаще применяются методы геостатистики. Одним из таких распространенных методов является кригинг (kriging) метод интерполяции, впервые появившийся в рудной геологии, это технология интерполяции, которая позволяет получить поле математических ожиданий параметра, основываясь на заданной вариограмме и скважинных данных (наблюдениях). Значения в узлах сетки моделируемого поля определяются посредством использования взвешенного среднего значения от значений имеющихся в точках данных. При этом весовые коэффициенты находятся из соображений минимизации вариаций зависящих от расстояния между точками. Этот метод в основном используется для оценки эффективных мощностей коллекторов изучаемых геологических объектов. Применение этого метода для построения структурных поверхностей может воспроизводить более реалистичную картину, давая хорошие результаты в случае сильно неравномерной сетки скважин, хотя и не избавляет от проблем геометризации залежи. Следует отметить также и довольно ресурсоемкий (с точки зрения эффективности и скорости счета) процесс вычисления этим методом. Еще одним из популярных в настоящее время методов интерполяции является сплайновая интерполяция. Этот метод основан на представлении интерполируемой функции в виде эластичной пластины или гладко сочлененного набора кусков таких пластин притянутых к точкам данных. При этом форма пластины подбирается (вычисляется) так, чтобы минимизировать упругую энергию изгиба. Интерполяция сплайнами является гладкой, но имеет стремление давать выбросы значительной амплитуды в случае существенной разницы между значениями интерполируемой переменной в близко расположенных точках данных.
Обзор программных реализаций технологий для создания геологических моделей
Комплекс, интегрирующий в себе данные сейсморазведки, ГИС и керна, РГИ (результат геофизических исследований скважин), детальную корреляцию разрезов, разнообразные карты, а также слабоформализованные знания и опыт геологов, позволяющий создавать 3D геологические модели, наполнять их всевозможными параметрами в соответствии с сейсмическими и скважинными данными, учитывать статистические тренды, а также подготавливать полученные геологические данные для гидродинамического моделирования [25,26,46]. Системы геологического моделирования зарубежных производителей: Tigress, Irap RMS, норвежской фирмы Roxar Software Solution AS и PETREL фирмы Schlumberger, GOCAD, StrataModel (Landm ark), ПАНГЕЯ и др.
Все эти системы имеют схожие возможности в области построения геологических моделей и построены по модульному принципу. Рассмотрим структуру такой системы на примере комплекса Irap RMS. Irap RMS Base - Основной модуль, интегрирующий остальные модули и включающий в себя поддержку модели данных RMS, визуализацию, интерфейсную часть и сервисные функции. Irap RMS Geoform - Модуль картопостроения, предназначенный для структурного моделирования и для построения двухмерных геологических моделей и подсчета запасов по этим моделям. Irap RMS Wellstrat - модуль межскважинной корреляции. Позволяет интерактивно выбирать скважины и кривые, а также создавать и редактировать границы пластов. RMS Geomod - Модуль для построения трехмерных детерминистских геологических моделей, позволяющий строить трехмерные поля литологических типов пород, коллекторских свойств и насыщенностей, производить подсчет запасов и преобразовывать 3D в набор двухмерных карт. Заложена базовая функциональность в области стохастического моделирования. RMS Geoplex - Модуль для создания 3D моделей с использованием стохастического моделирования. RMS Seismgrid - Модуль подготовки и редактирования геологической основы для гидродинамического моделирования. Таким образом, система содержит все необходимые составляющие, позволяющие создавать 3D геологические модели, наполнять их всевозможными параметрами в соответствии с сейсмическими и скважинными данными, учитывать статистические тренды и подготавливать полученные геологические данные для гидродинамического моделирования. Следует отметить, что состав модулей наполняющих систему может изменяться с разработкой очередных версий программного пакета. [58,59] Комплекс PETREL кроме перечисленного, имеет в системе модули интерпретации сейсмических данных, позволяющие производить анализ сейсмических данных для построения отражающих горизонтов и тектонических нарушений и модуль гидродинамического моделирования.
Следует отметить, что программный комплекс PETREL включает в себя средства разработки и интерфейс пользователя «OCEAN», предоставляемый фирмой Schlumberger для разработки дополнительных модулей функционирующих в системе. Это способствует эффективному наполнению комплекса модулями различного прикладного характера, развиваемыми специалистами широкого круга направлений необходимых для построения и качественного анализа геологических моделей. Такая политика позволила фирме Schlumberger занять в последнее время лидирующие позиции на рынке программного обеспечения построения геологических моделей. Комплекс GOCAD позиционируется разработчиками как прямой конкурент комплекса PETREL и имеет в основном схожие с ним структуру и характеристики. Так как западные программные комплексы развиваются в условиях острой конкуренции и строго по законам рыночной экономики, это приводит к выравниванию предоставляемых ими возможностей построении геологических моделей. Появление какого либо удачного решения в одном пакете приводит к немедленной реализации этих возможностей разработчиками других пакетов. Зачастую эта реализация является чисто формальной и не дает полного решения проблемы достигнутого в первоисточнике. Опишем реализацию подхода к детерминистскому моделированию в указанном программном комплексе [58,59]. На первом этапе выполняется ввод исходных данных, в качестве которых используются координаты и данные инклинометрии скважин, результаты детальной корреляции разреза, данные интерпретации сейсмических полей, результаты обработки данных ГИС, результаты петрофизических исследований керна, начинается первый этап моделирования - этап создания структурной модели. Перед началом геометризации залежи описывается структура объекта моделирования, перечисляются пласты и поверхности, а также их последовательность напластования и особенности построения. Простейшая структура, состоит из двух стратиграфических границ пласта и выглядит следующим образом Кровля пласта - Interpreted horizon Пласт - Isochore Подошва пласта - Interpreted horizon В комплексе Irap RMS под горизонтом (horizon) понимается географическая поверхность, а под изохорой (Isochore) поверхность пласта. Каждый пласт структурной модели вычисляется на основе исходных данных с использованием выбранного алгоритма картопостроения. Irap RMS содержит ряд алгоритмов картопостроения, различающихся своими возможностями и применяющихся в зависимости от типа и количества исходных данных, а также, от характера выполняемых задач. Система предлагает комплекс алгоритмов в зависимости от выбранных исходных данных и особенностей моделируемого объекта. Приведем краткую характеристику некоторых алгоритмов картопостроения, используемых в комплексе Irap RMS.
Реализация технологий построения геологических моделей в программном комплексе DV-Geo
После общего обзора технологий построения геологических моделей, представленного в первой главе диссертации и рассмотрения существующих программных реализаций на примере программного комплекса Irap RMS представленного во второй главе диссертации опишем, как технологии построения геологических моделей реализуются в разрабатываемом автором диссертации программном комплексе DV-Geo. Программный комплекс DV-Geo разрабатывается как инструмент построения и сопровождения 3D параметрических геологических моделей, а также для решения спектра задач, связанных с выполнением подобных исследований. Набор модулей и инструментов программного пакета DV-Geo позволяет выполнить всю необходимую технологическую цепочку создания геологической модели месторождения углеводородов - от подготовки данных до подсчета запасов и создания отчетной документации. Это - загрузка и анализ геолого-геофизических и промысловых данных, обработка геофизических исследований скважин (ТИС), корреляция геологических горизонтов, построение структурного каркаса, анализ и увязка межфлюидных контактов многопластовых месторождений, моделирование трехмерной геологической сетки, литологическое и параметрическое моделирование, вычисление двухмерных карт параметров по построенным трехмерным объектам, подсчет запасов и подготовка отчетной документации [33]. Программный комплекс дает возможность пользователю работать с определенным проектом. Под проектом понимается набор загружаемых входных данных и результатов их интерпретации, необходимых для построения геологической модели в ходе выполнения определенного геологического задания. Все данные проекта пользователю доступны в виде интерактивного иерархического списка объектов.
Пользователь также имеет доступ к данным других проектов через реализованный в системе механизм обмена данными между проектами. При работе с объектами предметной области возможно получение данных, определяющих объекты в табличном виде, информацию о характеристиках объектов, выполнять прикладные алгоритмы интерпретации для изменения объектов или создания новых объектов, визуализировать объекты с помощью инструментов визуализации, реализованных в системе и при необходимости выполнять их редактирование. В пакете имеются набор инструментов для решения следующих задач интерпретации: загрузка и сопровождение базы данных; экспорт данных; ручная и полуавтоматическая корреляция с быстрым доступом к скважинной информации посредством инструмента динамических селекторов, статистическая обработка скважинных данных, обработка ГИС, стандартизация, комплексная интерпретация двухмерное и трехмерное моделирование распределения петрофизических, лито фациальных и промысловых свойств пластов на основе интерпретации скважинных данных с учетом контрольных точек, трендовых линий, линий разломов, сейсмических карт. Построение модели с учетом атрибутов(карт толщин, расчлененности, распределения параметра), возможность использования регулярных и нерегулярных сеток для построения моделей подсчет запасов и построение карт подсчетных параметров с учетом структурных и литологических особенностей залежи выделение объемных областей модели с заданными свойствами, выделение связанных областей, линз, детальное изучение процессов осадконакопления, формирования структур и т.д. на основе палеотектонического анализа, подготовка данных для гидродинамического моделирования путем пересчета модели на сетку с укрупненными ячейками, использование единого интерактивного аппарата динамического визуального анализа данных, формирование графических отчетных материалов, формирование отчетных материалов в текстовом формате и формате Excel.
Для увеличения эффективности расчетов возможно использование многопроцессорной (кластерной) архитектуры, объединяющей вычислительные ресурсы рабочей группы, а также использование современных многопроцессорных компьютеров [4,23,48]. В программе обеспечивается совместная визуализация входных данных и результатов интерпретации, что обеспечивает постоянный контроль над качеством построения моделей [35,36,37,38,39]. Инструменты визуализации состоят из набора связанных пространств различной размерности: ID - профиль для визуализации скважин, данных ГИС, результатов интерпретации, структурных поверхностей и 3D моделей, 2D - планы различных сечений трехмерного пространства для визуализации плана расположения скважин, самих скважин, структурных моделей, карт параметров геологических кубов и создания профилей, 3D - трехмерная визуализация используется для создания сечений, визуализации скважин, структурных поверхностей, геологических кубов. Для осуществления расчетов над различными объектами предназначен калькулятор объектов. В пакете имеется возможность расширения набора алгоритмов интерпретации и обработки данных с помощью встроенного языка программирования [2]. Последовательность автоматических процедур обработки данных и интерпретации, может быть организована в виде очереди заданий (графа обработки) и использоваться для автоматизации процесса интерпретации.
Опыт построения геологических моделей с использованием программного комплекса DV-Geo
Изложенный в диссертации материал реализован автором диссертации в разрабатываемом в ЦГЭ программном комплексе DV-Geo. Данный комплекс на протяжении нескольких лет используется Центральной Геофизической Экспедицией для выполнения договоров построения 3-мерных геологических моделей для подсчета геологических запасов и ТЭО КИН по ряду месторождений. Технология построения геологических моделей и подсчета запасов в ПК DV- Geo и собственно сами алгоритмы программного комплекса рассмотрены на НТС ГКЗ Российской Федерации. Программный комплекс DV-Geo рекомендован для использования проектным и сервисным организациям, нефтяным и нефтегазовым компаниям, проводящим моделирование и подсчет запасов на месторождениях углеводородов. С использованием программного комплекса DV-Geo только в ОАО «ЦГЭ» выполнено построение геологических моделей ряда месторождений: Тимано - Печорская НТВ - Сямаюский л.у., Коробковский л.у., Сарутаюский л.у.; Мусюршорское месторождение; Западная Сибирь - Харампурское, Северо-Харампурское, Западно- Харампурское, Комсомольское, Северо-Комсомольское, Западно-Комсомольское, Губкинское, Айваседо-Пуровское, Ново-Часельское, Верхне-Часельское, Кынское, Урабор-Лхинский л.у., Тарасовское, Меретояхинский л.у., Западно-Пурпейский л.у., Сугмутское, Северо-Вынгапуровское, Вынгапуровское, Самотлорское, Красноленинское, Русское, Романовское, Новогоднее, Северо-Новогоднее, Приразломное, Угутское, Киняминское, Приобское, Южно-Приобское, Тальниковое, Еты-Пуровское, Тальниковое, Кошильское, Усть-Вахское, Сыморьяхско-Шушминское, Северо-Сыморьяхское, Южно-Сыморьяхское, Ново- Уренгойское, Восточно -Уренгойское, Валынтойская пл., Крайняя пл., Средне- Итурское и др.; Восточная Сибирь - Юрубчено-Тохомское; Волго -Уральская НП - Солдатовское, Казаковское, Дороховское, Москудьинское, Средне-Истокская; Прибалтика - Кравцовское, Тарасовское; Оренбургская область - Веселовское, Сакадинское, Красноярское, Барсуковское, Новоберезовская пл., Волостновская пл.; Астраханская область - Астраханское, Сергинская пл. и Бленовское; Удмуртия - Ончугинское; Калмыкия - Конуковско-Сарпинское и Доланско-Эрдниевское; Республика Казахстан - месторождения Карамандыбас и Узень, Акингень, Ботахан, Забурунье, Восточное - Юго-Восточное Камышитовое, Тюб-Караган и Аташский л.у, Матин, Жолдыбай; Республика Узбекистан - Кунград; Республика Вьетнам - месторождения Белый Тигр, Дай Хунг, Сои, Дой Мой; Алжирская республика - Блок 245-юг; Китайская народная республика - Ин Дай. Всего в отечественных и зарубежных сервисных и нефтяных компаниях работают более 100 лицензий программного комплекса DV - Geo. Кроме ОАО «ЦГЭ» DV- Geo используется в НК «Роснефть», ОАО «ВНИИнефть», ОАО «СамараНИПИнефть», и других организациях. Программный комплекс DV-Geo установлен в ряде учебных заведений для проведения занятий по обучению построения геологических моделей. Для решения задач подсчета начальных балансовых запасов нефти и газа и оценки остаточных запасов путем построения и расчета фильтрационной модели способы представления геологической модели различны. Необходимость различных представлений моделей объясняется причинами, обусловленными различием требований к моделям. Расчет начальных балансовых запасов (НБЗ) выполняется для адресно привязанных объектов подсчета запасов. В данном случае геологическая модель статична и не связана с вмещающими объектами.
При фильтрационных расчетах геологическая модель динамична, т.е. существенными являются факторы гидродинамической связи геологических тел по вертикали и латерали, что обеспечивает наличие или отсутствие миграции жидкостей и газа. Из этого следует, что для расчета НБЗ допустимо использование послойных моделей, но при условии охвата всего поля углеводородонасыщения. Параметр неоднородности модели носит подчиненный характер, так как оказывает косвенное влияние на расчетные величины объемов. К геологической основе для расчета фильтрационных моделей предъявляются требования учета анизотропии, неоднородностеи и типов разреза, прямо определяющих гидродинамические сопротивления и направления движения потоков. В данном случае детальная трехмерная модель является наилучшим представлением строения геологической среды. При этом расчет трехмерной модели должен производиться для существенно большего объема геологического пространства, нежели объект разработки или подсчета запасов, что требуется для корректного учета граничных и краевых условий гидродинамического режима (объемы и резервы компенсации отбора жидкостей в трехмерном пространстве). Второй особенностью технологии построения моделей является необходимость учета всех пробуренных скважин, что наиболее критично при расчете фильтрационной модели. Скважинные данные в геологическом пространстве имеют разное качество с точки зрения влияния на достоверность строящейся модели. В принятой технологии моделирования нет альтернативы типа выбора для подсчета запасов только вертикальных скважин.
В связи с этим потребовалась разработка критериев и методики использования данных по всем скважинам для обеспечения единой степени достоверности модели в пределах всей площади. Такие методики применялись как для послойных, так и для трехмерных моделей. [27] Состав выходных документов представления геологической модели определяетсяся конечной задачей - подсчетом начальных балансовых и остаточных запасов в целевых объектах. Важнейшим требованием к конечным результатам является не только оценка объемов, но и распределение запасов в объеме площади. В соответствии с требованиями, результаты моделирования представлены набором цифровых геологических сеток и карт, отображающих геометрию коллектора, распределение прогнозируемых фильтрационно емкостных свойств (ФЕС) и запасов целевых объектов в трехмерном объеме Тальникового месторождения. Технология моделирования Тальникового месторождения и полученные результаты соответствовали требованиям действующих ГОСТ, ОСТ, принятым методикам и нормативам технологического проектирования в области подсчета и утверждения запасов, а также «Регламенту по созданию ПДГГМ нефтяных и нефтегазовых месторождений» (РД 153-39.0-047-00).
