Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка высокоточных вычислительных методов и комплексной программно-алгоритмической системы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне Арктики

Докладчик: Петров Игорь Борисович

Должность: в.н.с., профессор, чл.-корр. РАН, д.ф.-м.н.

Цель проекта:
Разработка инновационных методов, технологий и комплексной системы поиска и разведки месторождений полезных ископаемых сейсмическими и электромагнитными методами в шельфовой зоне Арктики для создания максимально достоверных геологических моделей перспективных нефтегазовых структур и повышения эффективности поискового бурения

Основные планируемые результаты проекта:
В настоящее время сейсмическая разведка занимает одно из ведущих мест при поиске и разведке месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых. В связи со стремительным развитием вычислительной техники становится возможным математическое моделирование распространения сейсмического сигнала в земной коре со слоистой структурой, с наличием множества неоднородностей, что открывает абсолютно новые возможности для специалистов и исследователей.

В ходе выполнения проекта планируется разработать:
- Методы и алгоритмы получения и комплексной обработки сейсмических и электромагнитных данных, регистрируемых на акватории шельфа, в том числе в шельфовой зоне Арктики, для создания максимально достоверных геологических моделей перспективных нефтегазовых структур и повышения эффективности поискового бурения.
- Экспериментальный образец автоматизированной системы сбора (обработки) сейсмических и электромагнитных данных, регистрируемых одновременно при выполнении наблюдений на акватории шельфа.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
В условиях сокращения разведанных запасов углеводородов возникает необходимость создания новых, более совершенных, подходов для решения задач сейсморазведки полезных ископаемых (например, нефтяных резервуаров), а также технологий повышения отдачи нефтяных пластов. Современные геофизические подходы, предназначенные для решения вышеуказанных задач, основываются главным образом на численном моделировании и последующем анализе распространения волн малой амплитуды. Поэтому, для исследования резервуаров и акустического зондирования скважин, требуются высокоточные методы анализа. При этом повышение требований к качеству нефтеразведки неизбежно накладывает все более высокие требования к точности численного моделирования.

Электромагнитная инверсия последнее время является обязательным шагом при интерпретации данных. Эти задачи являются нелинейными и некорректными, потому что, в общем случае, решения могут быть неустойчивыми и неединственными. Для преодоления этих сложностей обычно используют методы теории регуляризации, позволяющие получать устойчивые однозначные решения исходных некорректных обратных задач, но всё равно эффективная многомерная электромагнитная инверсия остаётся открытой научной темой с большим количеством неоднозначностей в решении. Стоимость морских электроразведочных работ не высока по сравнению с сейсмическими работами. Поэтому естественным образом возникает вопрос об автоматизированной системе совместной интерпретации электромагнитных и сейсмических данных. Ожидается, что такая совместная интерпретация приведёт к более корректной задаче инверсии, чем независимая интерпретация таких данных. Некоторые шаги были сделаны в этом направлении на основе минимизации нормы векторного произведения градиентов свойств пород, однако этот подход трудно обобщаем. Данное ПНИ ставит своей задачей поиск, реализацию и тестирование универсального и автоматизированного подхода комплексной интерпретации.

Принимая во внимание актуальность проблемы импортозамещения высокотехнологического нефтегазового сектора, а также значительное истощение традиционных запасов и открытие трудноизвлекаемых ресурсов (месторождения Арктического шельфа) предлагаемый к разработке ЭОАС имеет критически важное значение, в том числе для преодоления технических и технологических препятствий развития экономики РФ.

Текущие результаты проекта:
Основными результатами выполнения первого этапа проекта являются:
- Математическая модель геологической среды, позволяющая моделировать её поведение при динамических нагрузках. Для описания разномасштабных неоднородностей предложен подход их выделения на этапе построения расчётной сетки. Предложены корректные граничные условия для расчёта полых и флюидонасыщенных трещин;
- Высокоточные параллельные алгоритмы для решения прямых задач сейсмической разведки. Реализованы алгоритмы на гексаэдральных и тетраэдральных расчётных сетках вплоть до пятого порядка точности включительно. Гибридизация расчётных схем позволяет обеспечить отсутствие нефизических осцилляций на разрывных решениях. С использованием технологии MPI обеспечена возможность расчёта на тысячах ядрах супер-ЭВМ.