1. Краткий исторический экскурс

Математические методы моделирования нефтяных и газовых коллекторов стали активно применяться в 60-х годах, когда начали использоваться упрощенные модели «песок-глина».

В середине 70-х годов широко стала применяться геостатистика, впервые для построения карт применялся метод кригинга. В начале 1980-х годов была опубликована работа Haldorsen H.H. [H.H. Haldorsen, 1983]. Стали активно внедряться стохастические модели типа «песок-глина», например, на таких месторождениях Северного моря как Wytch Farm и Frig (Begg et al., 1985).

Bo второй половине 80-х годов уже создавались полноценные геологические модели. Появились новые методы и компьютерные приложения, разработанные в Норвегии (STORM, IRAP) (Haldorsen &MacDonald, 1987), Стэмфорде (SCRF, GSLIB) (Deutsch and Journal, 1992), IFP (Heresim).

1990-e годы характеризуются огромным количеством публикаций на тему применения стохастических методов моделирования коллекторов. Пиксельное (метод Последовательного Гауссовского моделирования и метод Последовательного Индикаторного моделирования) и объектное моделирование стали использоваться совместно. В целом, это десятилетие ознаменовалось интеграцией в процессе моделирования различных методов моделирования и различных источников информации. При моделировании стохастические методы использовались совместно с сейсмическими данными, изучением седиментологической структуры коллекторов, данными гидродинамического исследования скважин и т. д.

В первые годы XXI века быстрое развитие получило программное обеспечение (ROXAR, PETREL, ECLIPSE), которое применяется для моделирования. Новейшие программные пакеты дали возможность интегрировать различные источники данных и методы в одной модели. Также в эти годы получил применение метод «тренировочных изображений».

1.1 Геологическое моделирование

Построение трехмерных цифровых геологических моделей в настоящее время уже стало естественной составляющей технологических процессов обоснования бурения скважин и составления планов разработки месторождений углеводородов, включая оценку экономической эффективности предлагаемых геолого-технологических мероприятий.

В значительной степени это связано с усложнением строения разрабатываемых месторождений и новыми технологиями добычи, например, бурением горизонтальных скважин.

Появление трехмерного геологического моделирования как самостоятельного направления оказалось возможным вследствие следующих основных факторов:

− разработки математических принципов и алгоритмов трехмерного моделирования;

− развития смежных областей геологического и геофизического знания – обработки и интерпретации 3D-сейморазведки, сиквенсстратиграфии, а также трехмерного гидродинамического моделирования;

− появления достаточно мощных компьютеров и рабочих станций, позволяющих выполнять сложные математические расчеты с достаточным быстродействием и визуализацией результатов;

− разработки коммерческих программ, обеспечивающих цикл построения трехмерных моделей (загрузка, корреляция, картопостроение, построение кубов ФЕС, визуализация, анализ данных, выдача графики и др.);

− накопления обширного опыта двумерного геологического моделирования, подсчета запасов и нефтегазопромысловой геологии.

Таким образом, начало работ по трехмерному геологическому моделированию в России естественным образом связано с появлением на рынке в 1993–94 годах и началом продаж программ Stratamodel (Landmark), IRAP RMS несколько позже – 3D-Property. Широкомасштабные продажи пакетов трех-мерного моделирования начались в 1996–97 годах (мы не рассматриваем пакеты двумерного моделирования типа Charisma-RM или Tigress, позволяющие строить псевдотрехмерные модели).

В настоящее время пакет Stratamodel используется весьма ограниченно, фирма Shlumberger распространяет пакет Petrel, пришедший на смену 3D-Property, пакет IRAP RMS распространяется компанией Roxar – преемником Smedvig Technologist, фирма Paradigm Geophysical предлагает пакет Gocad (мы упомянули наиболее распространенные в России зарубежные пакеты).

Впервые на отраслевом уровне задача построения трехмерных геологических и гидродинамических моделей при проектировании российских месторождений углеводородов была поставлена в Регламенте по проектированию (1996 г.), что послужило толчком к массовому началу работ по построению трехмерных геологических моделей.

Большую роль в дальнейшем развитии 3D-геологического моделирования сыграли постановление Центральной комиссии по разработке о необходимости построения 3D-геологических и гидродинамических моделей при создании проектных документов, а также подготовка отраслевых документов в области 3D-моделирования: Регламента по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений (2000 г.) и Методических указаний по созданию постоянно действующих геолого-технологических моделей нефтяных и газонефтяных месторождений (2003 г.).

Развитие программных пакетов геологического моделирования обеспечивается, с одной стороны, появлением новых принципов и алгоритмов 3D-моделирования (нейронные сети, многоточечная статистика – MPS), с другой – расширением функциональности за счет включения и интеграции новых модулей (анализ данных сейсморазведки, сопровождение бурения горизонтальных скважин). Таким образом, трехмерное цифровое геологическое моделирование продолжает оставаться интересным, увлекательным и экономически эффективным направлением нефтегазовой геологии.