из учебного пособия Абабков К.В., Сулейманов Д.Д., Султанов Ш.Х., Котенев Ю.А., Варламов Д.И. Основы трехмерного цифрового геологического моделирования: Учебное пособие. – Уфа: Изд-во «Нефтегазовое дело», 2010.- 201 с.
Моделирование пласта – это мощный метод управления пластом. Оно позволяет инженеру понять геологию пласта и предсказать его поведение при различных сценариях разработки. Прогнозирование поведения пласта можно использовать для решения проблем, связанных с планированием, эксплуатацией и диагностикой на всех стадиях разработки месторождения.
Цифровые модели пласта, которые используются сегодня, – это не единственное средство, которое инженеры когда-либо использовали для имитации поведения реальных пластов. Раньше широко использовались физические и аналоговые модели, а теперь математические методы и программные продукты достигли такой высокой стадии совершенства, что компьютерные модели легко можно использовать для моделирования пласта. В данной работе мы будем рассматривать только те модели, которые строятся на электронных вычислительных машинах, так как в данный момент они практически полностью вытеснили все другие виды моделей.
В конце 40-х – начале 50-х годов XX столетия нефтяные компании признали потенциал моделирования. Их работа как над теорией численного анализа, так и над практическими методами использования доступных в то время компьютеров привела к появлению первых, еще несовершенных симуляторов в середине 50-х годов.
Ранние модели в основном использовались при изучении крупных месторождений, потенциал которых мог оправдать затраты на исследования. В то время было необходимо в первую очередь получить подробный прогноз добычи, который можно было бы использовать при долгосрочном планировании. Моделирование успешно справлялось с большинством подобных задач и в результате стало одним из основных инструментов, применяемых при управлении крупными месторождениями [5].
Поскольку компьютеры широко распространены и их вычислительная мощность растет, моделирование можно использовать на месторождениях любого размера как при планировании, так и при принятии текущих решений. Тем не менее в реальности моделирование применяется намного реже (особенно в России). Чтобы полностью реализовать потенциал современных программных пакетов моделирования, они сегодня должны активно использоваться большинством разработчиков.
Цель настоящего курса - доступно рассказать о том, что такое моделирование и в чем его польза. Инженер должен уметь рекомендовать определенные меры по оптимизации системы разработки месторождения, на основе моделей убеждать других в том, что его рекомендации имеют смысл.
Среди цифровых моделей пласта выделяют статические и динамические. В статических моделях параметры и свойства не меняются во времени. К такому типу относят геологические модели. В динамических же моделях, наоборот, свойства модели зависят от времени. Представителем данного типа являются гидродинамические (фильтрационные) модели.
Геологическое моделирование, если попытаться дать простое определение этому термину, это способ представления того, как пористость и проницаемость распределены в пределах месторождения. При этом в модели также обязательно должны быть отражены такие ключевые параметры, как неоднородность в распределении этих свойств и в структуре пласта, связанность проницаемых тел между собой и наличие барьеров и экранов, влияющих на движение флюидов.
Основной целью геологической модели месторождения является создание основы для дальнейшего моделирования движения флюидов в этом месторождении. Конечно, геологическая модель используется также для подсчета геологических запасов, но это не является ее первоочередной задачей, так как в большинстве случаев запасы могут быть подсчитаны с достаточной степенью аккуратности с использованием более простых, чем геологическое моделирование, методов.
Наряду с тем, что современное геологическое моделирование позволяет получить трехмерное представление о строении пласта, характере распределения и изменчивости его параметров и насыщающих его флюидов, оно также дает возможность оценить неопределенности, неизбежно возникающие при попытке смоделировать реальную геологическую обстановку.
Неопределенность при построении геологической модели остается на всех этапах изучения месторождения. Прямую информацию о строении и свойствах пласта можно получить только при изучении скважинных данных (в первую очередь при исследовании керна), которые охватывают незначительно малую часть залежи. Соответственно, представление об остальной части месторождения может быть построено только на основании предположений об обстановке осадконакопления по результатам седиментологического анализа керна, изучения обнажений-аналогов, а также набора косвенных данных, полученных за счет дистанционных методов исследований (сейсмические атрибуты, интерпретация результатов испытаний скважин и др.), которые часто дают очень неопределенные и неоднозначные результаты.
Современное геологического моделирование позволяет оценить и учесть в модели неопределенности, обусловленные недостатком знаний о строении и свойствах пласта за пределами скважины. Одним из основных инструментов геологического моделирования, позволяющих это сделать, является геостатистика.