4.4. Побудова карт

ІСТИННИХ І ПРИВЕДЕНИХ ІЗОБАР

Газ, нафта і вода, які заповнюють пори в пластах, знахо­дяться під деяким напором, який називають пластовим тиском. Він зале­жить від низки факторів (глибини залягання, відстані до зони живлення тощо) і змінюється по площі продуктивного горизонту.

У пластах, шо знаходяться в розробці, пластовий тиск значно зміню­ється в часі та просторі. Вивчення характеру зміни пластового тиску в про­цесі розробки є дуже важливим для пізнання процесів, що відбуваються у пласті, та контролю за розробкою.

Для вивчення характеру розподілу пластових тисків по площі покладу та їх зміни в процесі розробки широко використовують карти пластових тисків — карти ізобар. Ізобара — це лінія, яка проходить через точки з од­наковими значеннями пластового тиску. Такі карти складають переважно поквартально або за півріччя.

Рис, 4.25. Співвідношення глибини залягання пласта, положення п'єзометричної поверхні та устя свердловини:

А,В,С — устя свердловин; П.п — п'єзометрич­на поверхня; Н' — відстань від п'єзометри­чної поверхні до устя свердловини

2. Ламаною лінією з'єднуютьсвердловини, через які буде побудо­ ваний профіль.

3. Переносять лінію профілю (яка слугуватиме лінією рівня моря) на планшет з витриманням при цьо­ му відстані між свердловинами у масштабі карти.

4. З точок свердловин у вибра­ ному відносно планшета вертикаль­ ному масштабі відкладають альтиту­ ди устя, які потім з'єднують між со-

бою (при цьому утворюється рельєф земної поверхні), та глибину заляган­ня покрівлі й підошви продуктивного пласта (створюють модель продук­тивного пласта).

5. Від точок устя свердловин відкладають відстані до п'єзометричної поверхні.

6. Отримані точки з'єднують прямими і одержують п'єзометричний профіль.

4.4.4. Визначення положення газоводяних, нафтоводяних і газонафтових контактів за пластовими тисками

Встановлення положення площин поділу вода—нафта, во­да—газ, нафта—газ є важливим етапом у процесі геологорозвідувальних ро­біт, тому що це зазвичай дає змогу визначити межі (розміри) покладів, ве­личину геологічних запасів нафти і газу та методику подальшої розробки покладів.

Точне визначення меж поділів є досить складною проблемою, для роз­в'язання якої в нафтогазопромисловій геології є декілька методів. До них належать прямі методи, які ґрунтуються на безпосередньому виявленні кон­тактів за матеріалами промислово-геофізичних досліджень або на даних ви­пробування свердловин, що розкрили приконтурні зони покладів. Утім у процесі геологорозвідувальних робіт для встановлення контактів нафта—во­да, нафта—газ часто застосовують непрямі методи, які використовують дані гідродинамічних досліджень у газових, нафтових і водяних свердловинах.

Контури нафтових і газових покладів у процесі гідродинамічних до­сліджень свердловин встановлюють переважно за даними вимірів пласто­вих тисків, зміною тиску на глибині або розрахунковим методом.

Регулярна сітка — це така множина даних на площині, кожна точка якої рівновіддалена від інших. Регулярна сітка потрібна для того, щоб із нерегулярної множини точок (наприклад, координати свердловин на пло­щині) отримати упорядковану множину даних. Так, значення досліджу­ваного параметра точок, координати яких відсутні, визначають інтерполя­цією між сусідніми точками. Саме такий метод застосовують і для побудо­ви карт вручну.

Програма здатна побудувати регулярну сітку вісьмома методами: кри-гінг, інверсії відстані до сили, мінімальної кривизни, найближчого сусіда, поліноміальної регресії, радіально базисної функції, методом Шепарда, трі­ангуляцією з лінійною інтерполяцією.

Нижче викладено стислу характеристику трьох найпопулярніших ме­тодів.

Метод кригінг є геостатичним методом створення регулярної сітки. Працює за принципом створення візуально апельованих контурів і повер­хонь із нерегулярно розподілених даних. Особливістю методу є те, що він намагається витримувати напрямки таким чином, щоб, наприклад, точки з великими значеннями могли зв'язуватись уздовж, а не замикати контури з утворенням так званих вічок. Цей метод найпоширеніший.

У методі інверсії відстані до сили для інтерполяції нерегулярних даних у вузли сітки використовують технологію середньозважених. Ваги обернено пропорційні відстаням від вузла сітки до точок даних. Отже, точки даних, які розміщені далі від певного вузла сітки, менш впливають на значення в цьому вузлі. Крім того, значення вагів можуть бути піднесені до степеня, що підсилює ефект вагової функції. Показник степеня вибирають за фізичним змістом даних. Для просторового моделювання нафтогазоносних пластів рекомендується показник степеня два.

Зо методом мінімальної кривизни спочатку перевіряють всі дані і вста­новлюють найближчий вузол сітки до цих даних (або середніх величин да­них) для уточнення даних. Слід зауважити, що це не може дати задовіль­них результатів для грубих сіток (з невеликим числом вузлів) або для даних з похибками. Тому величини в інших вузлах сітки обчислюють так, щоб провести поверхню мінімальної кривизни через ці вузли. Оскільки застосо­вують метод очищення похибок, то в методі мінімальної кривизни до­пускається лише непарне число вузлів регулярної сітки. Якщо задати обгрунтовану величину максимальної похибки методу, виходячи з інтерва­лу зміни величини 2* та потрібної точності, то за наявності доброго роз­поділу даних швидкість методу втричі більша. Проте якщо дані погане розподілені, наприклад немає даних для великих ділянок площі досліджен­ня, то результат для таких ділянок буде зовсім поганим і швидкість роботи програми буде невисокою. Цей метод не можна також застосовувати для екстраполяції у великі ділянки, в яких відсутні точки даних, оскільки ре­зультати можуть бути непередбачуваними. Метод слід застосовувати з обе­режністю.

Побудову геологічної карти за допомогою пакету 8игГег умовно можна поділити на три основні процедури, які реалізують широкий набір функ­цій, необхідних для поетапної побудови та аналізу графічної моделі:

• введення даних для побудови регулярної сітки;

• створення регулярної сітки інтерполяцією нерегулярних даних;

• побудова карт.

Для побудови карт проводимо такі операції.

1. Побудова регулярної сітки. Для досягнення цієї задачі викликаємо режим введення даних, активізувавши за допомогою "миші" піктограму 4 або пункт "\Уогк8Ііееі" у меню Рііе. Введення даних реалізоване заповнен­ ням таблички, кожен стовпець якої відповідає певному показнику, що по­ трібний для побудови карти, наприклад: стовпець 1 — номер свердловини; стовпці 2, З— її координати X, У, стовпець 4— досліджуваний параметр (рис. 4.29).

2. Збереження даних. Після того як введено (або зчитано) дані, їх по­ трібно зберегти за допомогою піктограми 3 або меню Рііе > 8ауе, задавши їм ім'я.

Готові для подальшого опрацювання дані знаходяться в *.<іаі файлі з іменем, яке ви задали. Далі необхідно активізувати вікно Ріоі, вибравши пункт "Ріої" у меню "\Уіп<іо\у".

3. Створення регулярної сітки. Для входу в режим створення регуляр­ ної сітки потрібно в меню "Огісі" вибрати пункт "Баіа". Ви знаходитесь у режимі зчитування раніше введених вихідних даних. Слід указати тип фай­ ла з даними (якщо використовуєте невнутрішній формат пакета), шлях до файла, його ім'я, підтвердити свій вибір — "ОК" або відмінити — "Сапсеї".

Наступний етап — введення всіх даних, потрібних для побудови регу­лярної сітки. З'являється вікно (рис. 4.30) під назвою "ЗсаПегесі сіаіа іпіегроіахіоп" — інтерполяція нерегулярних даних.

У пунктах 1—3 (рис. 4.30) задають номер стовпців у файлі з вихідними даними, в яких знаходяться координати X, У та значення відповідного па­раметра. Стовпці нумерують за допомогою латинських літер: А — перший, В — другий і т. д. Перевірити відповідність пронумерованих колонок бажа-

Рис. 4.30. Вікно "8саііегеі1 <Ша іпіегроіаііоп" — інтерполяція нерегулярних даних.

Пояснення у тексті

ним у файлі даним можна за допомогою опції 'ТЗаіа іпїо" — 5. Так можна отримати коротку підказку, в якій вказується для всіх трьох стовпців кількість елементів, мінімальний, максимальний елементи, середнє значення стовпця та ін. Отже, дуже зручно проконтролювати себе ще на цій стадії роботи.

Наступна частина вікна відповідає за геометрію майбутньої регулярної сітки. Тут задають: розмірність регулярної сітки — 8,9 (наприклад 50 х 50), мінімум і максимум у напрямках X та У. Ці параметри підбирають програ­мою автоматично залежно від розмірності сітки.

У пункті 4 "Сгісіс1іп§ теіЬосі" слід вказати метод створення регулярної сітки.

Кожен метод характеризується певними параметрами, що задаються у вікні 10 "Орііопз".

У кригінг-методі (рис. 4.30, 4.31) для кожного із трьох параметрів може бути математично вказана просторова відмінність даних та результуюча сітка, інакше кажучи, його математична модель — 1—3. Наприклад, у разі лінійної моделі на нахил впливатиме відношення масштаб/радіус. Пара­метр Ьеп§іЬ (А) 5 характеризує швидкість зміни компонентів варіограми із зростанням проміжку.

Для кожної моделі можна задавати фактор анізотропії — 6. Цей фак­тор характеризує напрямок, якому надається перевага у разі побудови в

умовах більшої чи меншої неперервності між даними. Фактор анізотропії задають кутом — 2 та коефіцієнтом анізотропії — / (рис. 4.32), що показує перевагу у виборі напрямку точок, які лежать уздовж однієї осі проти то­чок, розміщених уздовж іншої осі.

Здебільшого показник анізотропії не потрібний, тому що карти буду­ють в однаковому масштабі по осях X та У.

Іншим фактором є так званий ІМіщ^еі ефект — 4, який застосовують, якщо були потенційні помилки під час збору даних. І^и§§еі ефект забезпе­чує ліпше згладжування при інтерполяції, тобто беруть до уваги загальний напрямок потоку даних, окремі неузгодження ігнорують і визначають як суму двох показників: помилкову варіацію і мікроваріацію.

Фактор поступовості — 9. Коли точки з даними рівномірно розсіяні в межах площі, яка нас цікавить, то значення цього фактора має певний вплив на побудовану сітку. Фактор матиме істотний ефект у разі інтерпо­ляції через великі "діри" у розподілі даних та екстраполяції за їх межами. Фактор поступовості може бути лінійним, квадратичним або відсутній.

У вікні обробки даних задають реакцію на дані, що дублюються, — 7: їх можна не брати до уваги, підсумовувати, усереднювати. Також задають реак­цію на дані, що попадають за межі сітки, — 8: враховувати — не враховувати.

Наступною опцією // у вікні "інтерполяція нерегулярних даних" є значення пошуку (див. рис. 4.30) — /. Тут указують, які точки враховувати для побудови регулярної сітки. За замовчуванням — усі точки використо­вують під час інтерполяції. У разі простого пошуку відбувається коловий або еліптичний пошук найближчих точок для проведення інтерполяції. Простий, квадратичний та октантовий пошуки використовують для того, щоб задати фіксоване число точок з даними для інтерполяції з кожним вузлом сітки. Простий пошук використовує лише один сектор, квадратич-

Рис. 4.33. Вікно вибору назви файла. Пояснення у тексті

ний — чотири, октантовий — вісім секторів. Здебільшого прийнятнішийквадратичний пошук, тому шо він гнучкіший, ніж простий, швидкіший, ніж октантовий.

У вікні "Оиіриг §гі<і Гііе" — 12 (див. рис. 4.30) слід вказати ім'я файла (рис. 4.33) — /, в якому зберігатиметься побудована регулярна сітка. Також тут указують тип файла — сітки: бінарний або А8СІІ — 2. Останній, як правило, зручніший для зовнішнього опрацювання, тому що регулярна сітка там зображена лінійно звичайним текстом. Втім такий формат займає більше дискової пам'яті.

Після того як усі параметри задані, потрібно підтвердити їх правиль­ність (див. рис. 4.30) — ОК (6) або відмовитись від них — "Сапсеі" (7).

Після завершення побудови регулярної сітки видаються два короткі звукові сигнали.

4. Побудова структурної карти. Режим побудови карти може бути вик­ликаний за допомогою піктограми 13 (див. рис. 4.28), а також за допомо­гою пункта "Сопіоиг" меню "Мар". Слід указати ім'я та шлях до файла з регулярною сіткою.

З'являється вікно "Сопіоиг тар" (рис. 4.34), в якому задають кінцеві параметри для майбутньої карти.

Параметр "Заливка контурів" — 7, для ліпшого візуального сприйнят­тя карти в ізолініях простір між черговими ізолініями можна залити пев­ним кольором. Щоб відобразити відповідність градацій кольорів параметра, слід активізувати поле "Соіог 8са1е" — 2.

Параметр "5тооігііп§" — З, згладжування, активізує режим згладжу­вання ізоліній. Є три режими згладжування — низький, середній та висо-

кий. Процес згладжування потребує потужної машини і може тривати до­сить довго, проте при можливості варто його використовувати. "Згладже­на" карта сприймається значно ліпше.

Коротку інформацію про відкритий файл з регулярною сіткою можна одержати за допомогою опції "Сгісі Іпґо" — 4.

У невеликій підказці фіксуються розмірність сітки, мінімальне та мак­симальне значення X, У \ параметра. Якщо на цій стадії помічено, що зада­на регулярна сітка не та, що очікувалась, її можна змінити за допомогою опції "СЬап§е Сгісі" — 5.

У вікні "Сопіоиг Ьєуєік" задають такі параметри:

• "Ьєуєі" — 6, мінімальне, максимальне значення та переріз ізоліній; "Ьіпе" — 7, атрибути ізоліній: товщина, частки сантиметра, стиль (звичай­ на, штрихпунктирна та ін.); для штрихпунктирної лінії задають розміри, кількість штрихів і відстань між ними; вказують також колір ізоліній міні­ муму та максимуму;

• "РіП" — 8, якщо вибрано заливку контурів кольором, то тут можна конкретно вказати колір мінімуму та максимуму, і програма їх проінтерполює;

• "ЬаЬеі..." — 9, відповідає за підписи ізоліній на карті. Задають орієн­ тацію підписів ізоліній, крок підпису ізоліній, шрифт, колір, стиль, розмір, формат запису, префікси та суфікси для підписів ізоліній.

Крім того, для кожної ізолінії окремо всі перелічені параметри можна задавати незалежно. Зайві ізолінії можна знищити за допомогою опції "Оеіеїе" — 10, нові додавати "АсШ" — 11.

Після підтвердження — ОК — 12 вибраних параметрів на робочий ек­ран виводять карту в ізолініях, згідно з усіма критеріями, що були задані в попередніх опціях.

5. Нанесення на структурну карту точок свердловин і їх номерів. Для цього використовують пункт "Розі" меню "Мар" (рис. 4.35) — задають но­ мер колонки з координатами X, У, підписами (в нашому випадку це перша колонка — номери свердловин) 1—3.

Задають кут нахилу підпису — 8, символ для відображення точки свер­дловини — 5, його розмір, розміщення — 6, шрифт — 4, формат — 7.

6. Зняття осей координат. Для того щоб зняти осі координат на карті, слід виділити карту за допомогою миші, далі в меню "Мар" вибрати пункт "Ахіз". Відмітити осі, які потрібно знищити, чи показати пропуск за допо­ могою клавіші або лівої кнопки миші.

Для підпису карти використовують піктограму 9 (див. рис. 4.28) Далі підводять курсор "миші" до місця розташування тексту і натискають ліву клавішу. В режимі редагування тексту (рис. 4.36) задають шрифт — 2, розмір — /, колір — 6, стиль — З та орієнтацію тексту — 4. Текст набира­ють у нижній частині вікна — 5. Для переходу на наступний рядок викори­стовують комбінацію клавіш "СТКЬ + Е1МТЕК.".

7. Виведення карти на друк. Для цього використовують піктограму 5 (див. рис. 4.28) або комбінацію клавіш "СТКЬ + Р".

картах нульових товщин показують лише нульову ізопахіту кожного пласта (або прошарку), яка визначає межу поширення піщаної фації (за її межами пласт виклинюється). Складання таких карт за даними розвідувальних свердловин допомагає в подальшому точніше проектувати розробку і роз­міщення експлуатаційних свердловин. На рис. 4.37, А з боку випуклої час­тини ліній а, Ь, с пласти представлені глинистою фацією. Знання взаємно­го розміщення цих ліній дає змогу впевнено проектувати свердловини для розкриття пластів; наприклад, свердловина 1 розкриє лише прошарок а, свердловина 2 — прошарки а і Ь, свердловина 3 — усі три прошарки. На такі карти цілеспрямовано наносять контури нафтоносності по окремих прошарках для одержання потрібних даних стосовно меж покладу нафти.