|
УДК 550.834.001.57(470.53) |
Некоторые результаты моделирования поисковых и детальных сейсморазведочных работ в платформенных районах Пермской области
А. Г. ГОДЕР (ЦГЭ Миннефтепрома)
В настоящей статье описаны исследования, посвященные проблемам прогнозирования результатов сейсморазведочных работ, оптимизации стратегии сейсморазведки и создания сбалансированных планов проведения поисков. Решение задач такого рода основывается на вероятностном моделировании процесса поиска нефтегазоперспективных объектов [4]. В рамках этого подхода используется метод двойного моделирования, который впервые предложен В.X. Кивелиди [3]. В работах [1, 2] идея метода развита вплоть до программной реализации. Однако в них удалось описать лишь одностадийный процесс поиска. Обычно же этот процесс состоит из двух стадий: поисковой и детализационной (здесь не рассматриваются региональные исследования). Стадии тесно взаимосвязаны. Результаты, полученные после детализации, интерпретируются совместно с данными поискового этапа.
Настоящая работа и посвящена моделированию поисковых и детальных работ с учетом их взаимосвязи. Для описания этих стадий была использована следующая модель. Генерировались методом Монте-Карло реализации случайного однородного гауссова поля, имитировавшие различные варианты поверхности глубин целевого горизонта. Для каждой такой реализации генерировались две реализации полей ошибок (независимым образом). Первая реализация имитировала ошибки на поисковом этапе, вторая - на детальном. Первая реализация прибавлялась к реализации поля глубин и получалась поверхность, имитирующая сейсмическую карту условного горизонта после стадии поиска. На полученной поверхности осуществлялся поиск структур, которые в модели считаются выявленными.
Каждая выявленная структура может быть либо детализирована, либо передана в бурение, либо признана некондиционной и не будет опоискована. В рассматриваемой модели принятие решения о реализации одного из трех вариантов проводится только на основе размеров структуры. Самые мелкие из них отбрасываются, значительные подлежат разбуриванию, на оставшихся планируются детальные работы. Для разграничения структур задавались пороги амплитуды и площади. Однако очень часто на практике все обнаруженные структуры детализируются. В модели этот случай соответствует бесконечному порогу амплитуды и площади для передачи выявленной структуры в глубокое бурение.
Этап
детальных работ моделировался следующим образом. Из двух реализаций полей
ошибок строилась средневзвешенная сумма. Это имитировало зависимость
результирующей сейсмической карты от погрешностей на этапах поиска и детализации. Для определения весов обозначим 
- плотность профилей на поисковом этапе, 
- то же, на детальном (результирующая плотность
площадей равна
). Веса задавались в виде
, где 
- дисперсии полей ошибок соответственно на этапах
поиска и детализации. Вес a соответствует
реализации ошибок на этапе поиска, b- то же, на
этапе детализации. Суммируя средневзвешенное поле ошибок с реализацией поля
глубин, получаем модель сейсмической карты, составленной по совокупности данных
поисковых и детальных работ. По результатам исследования этой поверхности
строились подготовленные структуры. Каждая из них считалась подтвержденной,
если вершина ее проецировалась внутрь контура структуры на поверхности глубин.
Путем усреднения по совокупности реализации получали оценки вероятности
подтверждения, устанавливали среднее число подтвержденных в одной реализации
объектов и пропущенных структур.
Заметим, что при варьировании плотности профилей требуется знать зависимость между их плотностью и дисперсией поля ошибок. Предполагалось, Что от плотности профилей зависят лишь ошибки интерполяции при построении карты и ошибки корреляции (переход с фазы на фазу), оставшиеся ошибки сейсморазведки считались постоянными. Для учета зависимости ошибок интерполяции была использована модель В.X. Кивелиди (1980), а ошибок корреляции - модель Е.А. Козлова (1980).
В качестве примера
рассматривался средний район, соответствующий платформенным условиям Пермской
области. Функция автокорреляции полей глубин и ошибок брались одинаковымии
равными
, где 
, дисперсия поля глубин 900 м2.
Рассматривались не все объекты, а лишь те, на которых амплитуда и площадь
превышали минимальные промышленные размеры. По данным Пермнефтегеофизики,
минимальная амплитуда промышленной структуры 20 м, минимальная площадь 3,5 км2.
Были сделаны расчеты для выбора значений профилей на этапах поиска и детализации. Суммарная длина профилей считалась постоянной и равной 300 км, что примерно соответствует объему работ одноотрядной сейсмопартии за один сезон. Переход к другому значению суммарной длины (км) очень прост. Достаточно лишь в пропорциональное число раз увеличить средние значения всех взятых структур. Вероятность подтверждения при этом не изменится.
Результаты моделирования сведены в таблицу. В первых двух графах даны различные варианты значений плотностей на этапах поиска и детализации. В некоторых строках значение плотности детальных работ равно нулю. Это означает, что детальные работы не проводятся вовсе, а разбуриваются все выявленные структуры. В таких строках в пятой графе стоит число, совпадающее с числом выявленных структур.
Таблица составлена в предположении, что все выявленные структуры должны быть разбурены. Это условие накладывает ограничение на долю поисковых работ от общего числа километров профилей. В третьей колонке указан процент поисковых работ, удовлетворяющий этому условию. При отсутствии детальных работ доля поисковых равна 100 %. С ростом плотности детальных профилей при постоянной плотности поисковых профилей процент последних уменьшается.
В шестой колонке дано среднее число реальных объектов, т. е. это число структур в среднем подтвердится, если все подготовленные структуры (пятая колонка) передать в глубокое бурение. Отношение числа реальных объектов к числу подготовленных оценивает вероятность подтверждения (восьмая колонка).
Поскольку зафиксирована общая длина профилей, при разных значениях их поисковой и детальной плотностей площадь работ различна (седьмая колонка). В девятой колонке помещено среднее значение пропущенных структур при данных плотностях поисковых и детальных работ. Сумма реальных и пропущенных структур не зависит от плотности и пропорциональна площади работ. Несмотря на то что с ростом плотности профилей поисковых и детальных работ увеличивается вероятность подтверждения, число реальных объектов уменьшается. Это объясняется резким сокращением площади работ.
Используя модельные данные, можно прогнозировать результаты поисковых и детальных работ при тех или иных значениях плотностей профилей.
На основе данных (см. таблицу) можно решать задачу оптимального выбора плотности профилей. В качестве примеров рассмотрим следующие: максимум числа реальных структур при уровне вероятности подтверждения не ниже наперед заданного, максимум вероятности подтверждения при числе реальных структур не меньше наперед заданного, максимум числа реальных структур при числе пропущенных структур не меньше наперед заданного, максимум числа реальных объектов при постоянном числе подготовленных структур и т. д. Следует отметить, что можно взять целую совокупность подобных примеров, причем результат оптимизации для каждого критерия будет свой.
Реально
в платформенных районах Пермской области проводят работы в среднем с
плотностями профилей
=0,8
км/км2,
=0,8 км/км2. Это соответствует
площади работ 168 км2, на которой число подготовленных структур в
среднем 0,97. Оказывается, что такие плотности поисковых и детальных профилей
оптимальны с учетом первого из перечисленных критериев. В самом деле, из
таблицы следует, что если вероятность подтверждения ограничить снизу условием
0,7, то максимум числа реальных объектов достигается именно на этих значениях
плотности поисковых и детальных работ. Если же допустить, что уровень
вероятности подтверждения не ниже 0,6, то тогда для первого из перечисленных
критериев оптимально использовать плотности
=0,7 км/км2, 
= 0,3 км/км2. Это приведет к увеличению
числа реально открытых структур в 1,75 раза. Правда, при этом в 2,4 возрастет
число ложных объектов. Приведенные примеры показывают, что выбор оптимума может
быть неоднозначен. Окончательное решение должно приниматься неформально.
Таким образом, рассматриваемая методика моделирования поисковых и детальных работ позволяет прогнозировать результаты сейсмических исследований и предоставляет возможность оптимального выбора параметров проведения сейсмических работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Володин В.М., Годер А.Г. Об использовании модели случайных полей для прогноза вероятностных характеристик процесса поиска структур, сейсморазведкой.- РНТС, ВНИИОЭНГ, сер. Нефтегаз, геол. и геофиз., 1983, № 6, с. 16-17.
2. Глоговский В.М., Кивелиди В. ., Эскин В.М. Оптимизация геофизических работ при поисках и разведке залежей нефти и газа. Обзор. Сер. Нефтегаз, геол. и геофиз. М., ВНИИОЭНГ, 1974.
3. Кивелиди В.X., Старобинец М.Е., Эскин В.М. Вероятностные методы в сейсморазведке. М., Недра, 1982.
4. Плакирование и оптимизация поиска нефтегазоперспективных объектов сейсморазведкой / А.С. Болдырев, В.М. Володин, А.Г. Годер, В.М. Эскин.- В кн.: Хозяйственный механизм: вопросы совершенствования планирования экономики и организации нефтяной промышленности. М„ 1983, с. 98-100.
Таблица Результаты моделирования поисковых и детальных работ при различных значениях плотностей сетей профилей
|
Плотность поисковых профилей |
Плотность детальных профилей |
Оптимальная доля поисковых работ, % |
Среднее число выявленных объектов |
Среднее число подготовленных объектов |
Среднее число реальных объектов |
Площадь работ, км2 |
Вероятность подтверждения |
Среднее число пропущенных объектов |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0,5 |
0,0 |
100 |
5,78 |
5,78 |
2,47 |
600 |
0,43 |
1,32 |
|
0,5 |
0,3 |
55 |
3,18 |
2,19 |
1,14 |
330 |
0,52 |
0,94 |
|
0,5 |
0,5 |
42 |
2,43 |
1,60 |
0,80 |
252 |
0,55 |
0,72 |
|
0,5 |
0,8 |
32 |
1,85 |
1,12 |
0,64 |
192 |
0,53 |
0,61 |
|
0,5 |
1,0 |
27 |
1,56 |
0,86 |
0,54 |
161 |
0,63 |
0,49 |
|
0,5 |
1,3 |
22 |
1,27 |
0,71 |
0,45 |
132 |
0,63 |
1,31 |
|
0,6 |
0,0 |
100 |
4,78 |
4,78 |
2,07 |
500 |
0,43 |
1,0 |
|
0,6 |
0,3 |
60 |
2,88 |
2,04 |
1,06 |
300 |
0,52 |
0,77 |
|
0,6 |
0,6 |
43 |
2,04 |
1,31 |
0,75 |
213 |
0,56 |
0,56 |
|
0,6 |
0,9 |
33 |
1,58 |
0,98 |
0,56 |
165 |
0,57 |
0,45 |
|
0,7 |
0,0 |
100 |
3,95 |
3,95 |
1,92 |
429 |
0,49 |
0,77 |
|
0,7 |
0,3 |
64 |
2,51 |
1,81 |
1,10 |
274 |
0,61 |
0,63 |
|
0,7 |
0,7 |
44 |
1,72 |
1,15 |
0,71 |
189 |
0,62 |
0,47 |
|
0,7 |
0,9 |
38 |
1,49 |
0,96 |
0,61 |
162 |
0,63 |
0,37 |
|
0.8 |
0,0 |
100 |
3,26 |
3,26 |
1,76 |
375 |
0,54 |
0,60 |
|
0,8 |
0,3 |
68 |
2,23 |
1,75 |
1,09 |
257 |
0,62 |
0,53 |
|
0,8 |
0,6 |
52 |
1,70 |
1,19 |
0,80 |
195 |
0,67 |
0,43 |
|
0,8 |
0,8 |
45 |
1,45 |
0,97 |
0,68 |
168 |
0,70 |
0,38 |
|
0,8 |
1,0 |
39 |
1,29 |
0,83 |
0,58 |
148 |
0,70 |
0,35 |
|
0,9 |
0,0 |
100 |
2,80 |
2,80 |
1,59 |
333 |
0,56 |
0,50 |
|
0,9 |
0,3 |
72 |
2,00 |
1,62 |
1,02 |
239 |
0,63 |
0,46 |
|
0,9 |
0,6 |
56 |
1,56 |
1,12 |
0,77 |
186 |
0,69 |
0,38 |
|
0,9 |
0,9 |
46 |
1,29 |
0,87 |
0,61 |
153 |
0,70 |
0,34 |
