Вычислительный аппарат моделирования.

Гравимагнитное моделирование может быть осуществлено с помощью комплекса Gravbul и Magbul (Булычев А.А.,МГУ им.Ломоносова,2000г.). Программа использует аппроксимацию модели разреза набором призм бесконечного простирания, представляющих в сечении многоугольник. Многоугольники задаются списком их вершин. Для вычисления используются формулы представления потенциала в комплексной форме. Вся работа с программой протекает в диалоговом режиме. Подбираемая модель и поля постоянно отображаются на дисплее в графическом виде. Весь процесс редактирования также происходит в графическом режиме с использованием “мыши”, что позволяет: перемещать выбранные узловые точки вершин, менять физические свойства – плотность и намагниченность, добавлять и удалять новые узлы и тела, редактировать существующие и пр. Наряду с подбором по гравитационному или магнитному полям в отдельности возможен и совместный выбор, т.е. организация работы по методике согласованной ФГМ. Для магнитного поля возможно вычисление компонентов ΔТ, ΔZ, ΔН.

Для решения прямой динамической задачи сейсморазведки можно применить алгоритмы и программы, которые позволяют оценить распределение амплитуд и частотных характеристик отраженных волн, используя непосредственно сейсмогеологическую модель, в том числе и тонкослоистую. Алгоритм расчета амплитуд учитывает рассеивание на промежуточных границах, геометрическое расхождение и поглощение. Соответствующее аналитическое выражение имеет вид:

, где

А_m- амплитуда отражения от m-й границы; А₀ – амплитуда волны, распространяющейся от источника; α_i- коэффициент отражения i-й границы; α_m- коэффициент отражения m-й границы; h_i- величина пути распространения волны в I-м слое.

Расчеты частотных характеристик выполняются на основе выражения, предложенного Б.И.Беспятовым [7]:

где: а_i,a_j- коэффициенты отражения i, j-й границ; t_i,t_j- время пробега сейсмического луча до i,j-й границы; Т-период колебаний.

Приведенные алгоритмы реализованы в программах DINMOD и CHASTOTA (В.Г.Балабанов, СГУ им.Чернышевского,1998г.). Вычисления проводятся для нормального луча, соответствующего трассе t₀ временного разреза. Программы позволяют получить погоризонтные графики изменения амплитудных и спектральных характеристик. Исходными данными для расчетов являются: количество пикетов, количество слоев на каждом пикете, мощности (толщины) слоев, скорость, плотность, коэффициент поглощения. Последний определяется для фиксированной частоты колебаний по декременту поглощения, который в свою очередь находится по зависимости от скорости, приведенной в работе [1]. С помощью сервисных программ могут быть получены карты (разрезы) амплитуд и частот.

Решение прямых задач грави- и магниторазведки осуществляется путем вычисления эффектов в полях Δg и ΔТ по каждому из петрофизических и геометрических параметров модели порознь, при этом все остальные закрепляются, т.е. производится “пофакторное взвешивание”. В итоге появляются возможности для полного перебора значений параметров. Процесс моделирования начинается с наиболее простой ситуации (присущей только ловушке), которая затем усложняется введением дополнительных элементов-факторов модели (например, структурных факторов, контролирующих ловушку), приближающих модельную ситуацию к практике. Фактографической основой для выбора первоначальных значений параметров ПФМ – плотности, магнитности, скорости, служат как литературные, так и имеющиеся экспериментальные материалы по изученности разреза. На заключительном этапе построения согласованной сейсмо - гравимагнитной ФГМ исследуется характер соотношения кривых Δg и ΔТ, а также амплитудных и частотных характеристик над моделируемым объектом в двухмерном и трехмерном вариантах. Результаты подобного исследования могут явиться хорошей основой для оценки разведочных возможностей гравитационного и магнитного методов и выбора наиболее эффективной методики их совместного применения при проведении поисковых работ; графики изменения динамических характеристик волнового поля, полученные в результате моделирования, позволяют теоретически оценить влияние геометрических и петрофизических факторов ловушек и наметить ориентиры, которые могут быть использованы при анализе реальных волновых картин с целью поисков залежей нефти и газа.

В целом, моделирование ловушек углеводородов дает ориентиры, которые полезно использовать при анализе реальных волновых картин и других геофизических полей с целью поисков залежей нефти и газа. Теоретические поля, обусловленные типовыми ловушками позволяют также наметить критерии, по которым следует прогнозировать достоверность данных геофизической разведки при поисках реальных (природных) ловушек нефти и газа

.

2.7. Нефтегазовая геофизика как комплексная геофизическая система

В заключение уместно коротко остановиться на соотношении задач, моделей и методов современной нефтегазовой геофизики (структурно-формационной) с теми же категориями прежней (структурной) геофизики.

В упоминавшейся книге Б.А.Андреева структурная геофизика определялась как комплексная геофизическая система решения задач структурной геологии, то есть задач изучения глубинного строения земной коры, фундаментов платформенных областей, поисков структур, иными словами, задач изучения геометрии поверхностей раздела геологических напластований.

Структурно-формационную геофизику Ф.И.Хатьянов определяет как комплексную геофизическую систему решения задач структурной геологии, литологии, учения о геологических формациях, палеогеоморфологии, палеотектоники, нефтяной геологии и в целом учения о месторождениях полезных ископаемых. Тем самым круг задач существенно расширяется, причем принципиальным здесь является переход от изучения геометрии поверхностей к изучению геометрии объемов, а главное, к вещественному наполнению этих объемов – литологии, структурно-текстурной, флюидальной и прочим характеристикам пород, выполняющих эти объемы. Возможность решения таких задач определяется созданием новых высокоточных приборов, технологий и методов геофизики, а также интепретационных систем, позволяющих осуществить переход от слоисто-однородных к слоисто-зональным моделям среды при непременном условии комплексного геологического истолкования геофизических данных.

В самом кратком виде можно представить себе иерархию задач моделей и методов структурной и структурно-формационной геофизики в виде следующей таблицы, подробный комментарий к которой занял бы слишком много места и потому здесь не приводится. Однако, составитель полагает, что достаточные знания предмета по каждой из геофизических дисциплин гарантирует студенту возможность самостоятельно разобраться в содержании всех строк таблицы №2.3

Таблица № 2.3

Геофиз. система   Задачи, модели, методы	Структурная геофизика	Структурно-формационная геофизика
Исходная модель	слоистая	слоисто-зональная вплоть до модели залежи
Задачи	изучение геометрии поверхностей	изучение геометрии объемов и их вещественного наполнения (прогнозирование геологического разреза(ПГР)и нефтегазоносности)
Методы	МОВ, КМПВ (сейсморазведка) ВЭЗ→МТЗ (электроразведка) гравиразведка, магниторазведка	МОГТ (сейсморазведка), ЗСБ(электроразведка), высокоточная гравиразведка, высокоточная магниторазведка с квантово-оптическими приборами.
Техническо-методический уровень	аналоговый	цифровой
Способ ведения разведки	Однометодный (комплексность постулируется, но по существу не используется).	Комплексный.
Интерпретация	Внутриметодная с последующим сопоставлением результатов	Комплексная на основе автоматизированных интерпретационных систем

Геофиз. система   Задачи, модели, методы	Структурная геофизика	Структурно-формационная геофизика
Исходная модель	слоистая	слоисто-зональная вплоть до модели залежи
Задачи	изучение геометрии поверхностей	изучение геометрии объемов и их вещественного наполнения (прогнозирование геологического разреза(ПГР)и нефтегазоносности)
Методы	МОВ, КМПВ (сейсморазведка) ВЭЗ→МТЗ (электроразведка) гравиразведка, магниторазведка	МОГТ (сейсморазведка), ЗСБ(электроразведка), высокоточная гравиразведка, высокоточная магниторазведка с квантово-оптическими приборами.
Техническо-методический уровень	аналоговый	цифровой
Способ ведения разведки	Однометодный (комплексность постулируется, но по существу не используется).	Комплексный.
Интерпретация	Внутриметодная с последующим сопоставлением результатов	Комплексная на основе автоматизированных интерпретационных систем

Литература к главе 2.

1.Страхов В.Н. Основные идеи и методы извлечения информации из данных гравитационных и магнитных наблюдений / “Теория и методика интерпретации гравитационных и магнитных аномалий” НФЗ АН СССР,М.,1979,268с.

2.Лурье А.Г., Чернов А.А.. Комплексная интерпретация геофизических данных на основе построения согласованной модели среды. Разведочная геофизика, вып.25, М.,Недра,1982,с.110-116.

3.Рыскин М.И., Лепилин В.М., Романов В.В. Выявление пространственных закономерностей размещения нефтегазоперспективных зон на основе структурно - геофизического районирования. Недра Поволжья и Прикаспия, вып.8, Саратов,1995г.с.21-31.

4.Хатьянов Ф.И. Слоисто-зональная модель - как основа геологической интерпретации геофизических данных. Изв. АН СССР, серия геологическая, М.1969г.

5. Физико-химические основы прямых поисков залежей нефти и газа / Под. Ред. Е.В. Каруса, М., Недра,1976г. 336с.

6. Геофизическое моделирование ловушек нефти и газа. Конценебин Ю.П., Рыскин М.И., Балабанов В.Г. и др.- труды НИИ геологии СГУ. Новая серия. Том IV. Саратов. ГосУНЦ «Колледж»,1999,198с.

7.Беспятов Б.И. Методические основы повышения эффективности сейсморазведки методом отраженных волн. - Труды НВ НИИГГ, вып.16. Саратов. Изд. Саратовского госуниверситета.1972

8.Слепак З.М. Применение гравиразведки для изучения нефтегазоносных структур. М., Недра.1980г. 152с.

9.Рыскин М.И., Балабанов В.Г., Федорова Г.И. Физико-геологическое моделирование нефтегазовых ловушек рифового типа. Труды НИИ геологии СГУ. Новая серия, том 1,1999г.

10.Андреев Б.А. Геофизические методы в региональной структурной геологии. М. “Недра”.1965.324c.

11. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных /И.А. Мушин, Л.Ю. Бродов, Е.А. Козлов, Ф.И. Хатьянов – М: Недра,1990г., 299с.

Дата добавления: 2015-10-26