Файл: В. Н. Косков геофизические исследования.pdf

86 1) установить в разрезах изучаемых скважин точки, которые в процес- се накопления осадков одновременно принадлежали бы к одной и той же поверхности осадконакопления (синхронные точки);
2) выявить в разрезах скважин интервалы, принадлежащие сейчас или некогда одному и тому же геологическому телу.
При расчленении разрезов скважин по данным ГИС представляется, что разрез состоит из нескольких иерархических уровней – крупных, одно- родных интервалов (толща, пачка), каждый из которых делится на более мелкие интервалы (пласты, пропластки), а те, в свою очередь, делятся ещё на более мелкие. При этом для каждого интервала характерны свои группы предпочтительных значений, т.е. предлагается описывать разрез в не- сколько этапов: сначала грубо, а затем детализировать, расчленяя каждый из выделенных на предыдущем уровне интервалов. На практике этому со- ответствует разбивка разреза на толщи, пачки, пласты, пропластки. При этом предполагается, что в пределах каждого крупного интервала пласты залегают плоскопараллельно или веерообразно (принцип перспективного соответствия Б. Хейтса) с неизменным порядком их следования по верти- кали (принцип упорядоченности) и малой изменчивостью физических свойств по простиранию (принцип похожести).
Физические свойства пластов, относящихся к одному и тому же ме- сторождению, изменяются в пределах одних отложений от разреза к разре- зу незначительно, что сказывается на сходстве конфигурации участков диаграмм ГИС, проведённых одинаковыми геофизическими методами в различных скважинах. Поэтому при корреляции разрезов прежде всего вы- деляются интервалы, наиболее сходные по своей конфигурации. В каче- стве меры похожести используется величина нормированного коэффици- ента корреляции двух сопоставляемых участков диаграмм.
В основу алгоритма сопоставления разрезов скважин положена гео- метрическая модель геологических разрезов, основанная на предположе- нии, что геологический разрез состоит из нескольких этажей и что внутри каждого этажа мощности входящих в него пластов изменяются от разреза к разрезу пропорционально расстоянию между разрезами. Алгоритм сопо- ставления границ пластов, выделенных на каротажных диаграммах, бази- руется на поиске функции минимальных рассогласований между соответ- ствующими границами двух коррелируемых разрезов. Границы пластов, выделенных в разрезах сопоставляемых скважин на разных иерархических уровнях, прослеживаются на корреляционных графиках каждой пары скважин до пересечения друг с другом.
Предлагаемые алгоритмы рассчитаны на решение задачи корреляции в чистом виде, с отрывом от литологического расчленения. Другие суще- ствующие алгоритмы машинной корреляции разрезов скважин мало отли- чаются от вышерассмотренных алгоритмов.

87
Перспективы объединения задач литологической идентификации,
стратиграфической индексации и корреляции разрезов скважин по
данным ГИС. Традиционные «ручные» методики интерпретации данных
ГИС, как правило, используют геофизическую информацию не только для определения литологического состава, характера насыщения и физических свойств пластов горных пород, но и для определения стратиграфической принадлежности этих пластов, фактически объединяя задачи интерпрета- ции материалов ГИС по отдельным скважинам и межскважинную корре- ляцию разрезов скважин [15].
В большинстве современных программ по машинной обработке дан- ных ГИС задачи стратиграфической индексации (межскважинной корре- ляции) решаются, в основном за счёт применения человеко-машинных ре- жимов работы. Поэтому основным направлением автоматизированной ин- терпретации данных ГИС должна стать разработка таких алгоритмов, ре- шающих задачу литологической идентификации и оценки характера насыщения пород в неразрывной связи с задачей определения места каж- дого из слоёв в общей стратиграфической схеме исследуемого района, т.е. выполняющих и межскважинную корреляцию разрезов.
Известно, что при «ручной» обработке задача литологического рас- членения фактически сводится к задаче стратиграфического расчленения.
Поэтому для приближения методики машинной интерпретации к «ручной» следует объединить задачи литологического расчленения и корреляции разрезов скважин в единую задачу литолого-стратиграфической интерпре- тации данных ГИС. Решению сложных задач человек обучается не столько осваивая различные частные правила, сколько подражая другому человеку или следуя какому-то сложному эталонному примеру. Поэтому автомати- зированную интерпретацию целесообразно организовать по принципу обучения на эталонной ситуации. Геолог или геофизик, интерпретирую- щий материалы ГИС, при решении задачи расчленения разреза рассматри- вает каждую диаграмму ГИС как единое целое. Следовательно для при- ближения машинной интерпретации к «ручной» необходимо создать такой алгоритм, который бы на любом шаге своей работы «видел» каждую из кривых ГИС не только по частям, но и в целом.
Очевидным преимуществом единой литолого-стратиграфической ин- терпретации данных ГИС перед выполнением раздельно литологического расчленения разреза скважины и стратиграфической индексации пластов горных пород (корреляции разрезов скважин) является возможность вза- имного контроля заключений о литологическом составе и стратиграфиче- ском положении слоёв, что должно положительным образом отразится на качестве автоматизированной интерпретации.
Литолого-стратиграфическая интерпретация данных ГИС на
ЭВМ и на персональных компьютерах. При всем многообразии тради-

88 ционных методов интерпретации данных ГИС все они реализуются по од- ной схеме: вначале разрез скважины расчленяется на внутренне относи- тельно однородные участки-слои, затем определяются литологический со- став и стратиграфическая принадлежность выделенных слоёв и, наконец, для слоёв, представляющих интерес в качестве коллекторов нефти или га- за, оцениваются значения различных геолого-физических параметров – глинистости, пористости, нефтенасыщенности, проницаемости и т.п. Сле- довательно, в традиционных методиках качественная интерпретация, включая в себя элементы межскважинной корреляции разрезов, носит ха- рактер литолого-стратиграфического расчленения толщ горных пород, вскрываемых скважинами, и предшествует количественной интерпрета- ции.
Иначе обстоит дело с интерпретацией материалов ГИС на ЭВМ. Для того, чтобы исключить работу в диалоговом режиме нужно иметь такую схему машинной интерпретации, которая приближалась бы к «ручным» методам интерпретации, т.е. решала бы задачу литологического расчлене- ния и стратиграфической индексации как единую задачу литолого- стратиграфической интерпретации. Для этого необходим (как и при «руч- ной» интерпретации) эталон в качестве материала обучения и возможность видеть диаграммы ГИС одновременно целиком и более детально рассмат- ривать интересующие части диаграмм (например, продуктивную часть нефтяной залежи) [15, 22]. Таким эталоном является реальная скважина
Рис.21. Планшет диаграмм
ГИС и литолого-страти- графическое описание раз- реза скв. 214 Кустовского месторождения на экране персонального компьютера:
1 – известняк; 2 – песчаник;
3 – песчаник алевритистый;
4 – аргиллит; 5 – алевролит глинистый; 6 – песчаник из- вестковистый; 7 – известняк доломитистый; 8 – глини- сто-карбонатная порода; 9 – алевритисто-карбонатная порода; 10 – глинисто- терригенная порода; 11 – нефтенасыщенный коллек- тор; 12 – водонасыщенный коллектор
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

89
(рис. 21), детально изученная по керну и пластоиспытаниям и исследован- ная всеми промыслово-геофизическими методами, которые, пусть не в полном объёме, применялись на других скважинах той же площади и с тем же типом разреза. При отсутствии таких скважин эталон можно сформиро- вать на основе особенно тщательной «ручной» интерпретации данных ка- ротажа реальной скважины, а также путём расчёта синтетических диа- грамм ГИС под геологическое описание типового для площади разреза.
Итак, опираясь на скважины-эталоны, подражают практике «ручной» интерпретации данных ГИС: обучение решению задач ведётся не путём выработки частных правил, а на основе учёта реальной ситуации, взятой во всей её полноте и сложности. Естественно, ориентация на целостное вос- приятие ситуации должна распространяться и на каждую из диаграмм
ГИС, что может быть обеспечено использованием алгоритмов интерпрета- ции, «видящих» кривую ГИС не только по частям, но и в целом.
Одновременно с заданием цифровых массивов ГИС вводится лито- стратоописание эталонной скважины, содержащее номера (коды) тех лито- лого-возрастных типов горных пород, которые встречаются в данной скважине.
Задача литолого-стратиграфического расчленения разреза скважины по данным ГИС формулируется следующим образом. Имеется скважина- эталон, для которой заданы цифровой массив, состоящий из показаний
ГИС, и ее литостратоописание. О другой скважине известно, что её разрез близок к разрезу скважины-эталона. Опираясь на данные о скважине- эталоне и цифровой массив данных ГИС интерпретируемой скважины, необходимо построить литолого-стратиграфическую колонку второй скважины. Однако, сопоставляя точи диаграмм ГИС интерпретируемой и эталонной скважин можно определить лишь литологический состав пла- стов. Такое сопоставление ничего не даст для оценки места выделенных слоёв в стратиграфической колонке, т.е. для корреляции разрезов скважин.
Положение можно улучшить, коренным образом изменив принципы опре- деления мер близости. При этом должны учитываться не только параметры каждой точки разреза эталонной и интерпретируемой скважин, но и окру- жение, в котором точка находится, т.е. мера близости должна быть такой, чтобы она отражала не каждую точку на кривой ГИС в отдельности, а диа- грамму ГИС, взятую в целом.
Метод описания общих особенностей диаграммы ГИС применительно к каждой ее точке основывается на так называемом псевдостатистическом моделировании: точка кривой характеризуется целым набором значений одной и той же переменной, полученных в результате рассмотрения этой точки как центра большого количества пространственных элементов, име- ющих разные размеры.

90
Сущность псевдостатистического моделирования применительно к обработке данных ГИС заключается в следующем. Пусть каротажная кри- вая охватывает очень большой интервал, и в центре интервала находится точка с номером j, а мы хотим получить описание «всей» кривой, которое можно использовать для выяснения литологического состава и стратигра- фической принадлежности пород в точке j. Нужно также иметь относи- тельно точное представление о поведении кривой вблизи точки j. Для это- го задаются короткой единичной длиной и определяют среднеарифметиче- ское значение Х(–1j) и Х(+1j) ординат кривой на единичных отрезках, один из которых лежит выше, а другой – ниже точки j. В этом заключается псевдостатистический способ описания «всей» диаграммы ГИС по отно- шению к точке оси скважины, достаточно удалённой как от устья, так и от забоя.
Итак, для установления места литолого-стратиграфического элемента в разрезе скважины используются псевдостатистические представления каротажных диаграмм в виде массива чисел геофизических показаний, ко- гда, помимо исходных нормированных диаграмм, в интерпретации участ- вуют и их сглаженные отображения. При этом точке на оси скважины при- писываются, кроме показаний геофизического параметра с исходной кри- вой ГИС, целый набор усреднённых показаний того же геофизического метода на участках разной длины вблизи этой точки.
По нормированным исходным и сглаженным кривым ГИС определя- ется коэффициент корреляции (мера близости) для каждой точки разреза скважины – объекта интерпретации с каждой точкой разреза эталонной скважины.
Полученные значения мер сходства анализируются ЭВМ, а затем сре- ди них выбирается одно наиболее надёжное, т.е. для каждой точки интер- претируемой скважины находится идентичная точка в разрезе скважины- эталона, литолого-стратиграфический индекс которой присваивается ис- комой точке в разрезе скважины – объекта интерпретации.
Описанная схема обработки информации по скважинам, одна из кото- рых выступает в качестве эталона, а вторая – в качестве объекта геологи- ческой интерпретации относящихся к ней данных скважинной геофизики, реализована в программе ЛСИГИС для больших ЭВМ и как система авто- матизированной интерпретации геофизических материалов KVNGIS для персональных компьютеров.
Обеспечиваемое программой объединение литологической идентифи- кации пород, определения характера насыщения коллекторов и детальной корреляции геологических разрезов скважин в единую задачу достигнуто за счёт одновременного рассмотрения каждой из диаграмм ГИС в её ис- ходном (не считая предварительной нормировки) виде и в огрублённых отображениях, полученных в результате сглаживания предварительно

91 нормированной исходной диаграммы «скользящими окнами» различных размеров, наращиваемых по закону геометрической прогрессии со знаме- нателем, значение которого обычно принимается равным 2 или 3. Отвеча- ющие данной точке оси скважины отсчёты по сглаженным диаграммам используются «на равных правах» с отсчётами по нормированным исход- ным диаграммам, играя роль признаков, совокупность которых в обоб- щённой форме отражает конфигурацию каждой из диаграмм применитель- но к данной точке разреза, вскрытого скважиной. Благодаря включению в геофизическое описание точки усреднённых отсчётов, которые соответ- ствуют целой цепочке разноуровенных подсистем – различных по длине отрезков оси скважины, охватывающих данную точку в качестве одного из своих предельно малых элементов, описание приобретает иерархический, системный характер.
Описание разреза задаётся массивом четырёхпозиционных десятич- ных чисел, отвечающих тем же точкам оси скважины, данные по которым вошли в относящиеся к этой скважине дискретизированные описания кри- вых ГИС. Как и в описаниях диаграмм, числа, характеризующие геологи- ческий разрез, вводятся в порядке возрастания глубин расположения точек оси скважины, к которым они относятся. Первые две позиции каждого из чисел отражают литологический состав и характер насыщения породы.
При этом одна и та же порода-коллектор при разном характере насыщения кодируется различными двухпозиционными числами, соотношение значе- ний которых могут быть произвольными. Последние две цифры четырех- позиционного числа являются кодом стратиграфического подразделения, которые подбираются так, чтобы в описании геологического разреза сква- жины-эталона их числовые значения образовывали неубывающую после- довательность. Названия всех литологических разновидностей пород и стратиграфических подразделений, отвечающие используемым кодам, в каждом акте работы программы вводятся заново в виде текстов для слова- рей «Наименования выделяемых типов пород (и коллекторов)» и «Наиме- нования стратиграфических подразделений». Такой подход снимает все ограничения на используемую номенклатуру пород, типов коллекторов и стратиграфических подразделений, позволяет программе окончательные результаты интерпретации печатать в словесной форме, без применения кодов.
Интерпретация осуществляется в следующем порядке:
– для каждой точки разреза скважины-объекта интерпретации рассчи- тываются меры сходства набора её геофизических характеристик с набо- рами характеристик каждой из точек разреза скважины-эталона;
– запоминаются номера пяти точек разреза эталона, на которые данная точка разреза объекта интерпретации похожа в наибольшей степени, и со- ответствующие этим номерам значения мер сходства. Это даёт возмож-