2.5. Методология моделирования.
Исследователь видит свою цель в том, чтобы параметризировать эту модель (с вариациями типов ловушек) петрофизически, получить отображение ее в геофизических полях – гравитационном, магнитном, волновом и пр., опираясь на аппарат физико-геологического моделирования, а уже на такой модельной основе дать оценку разведочных возможностей геофизических методов и тем самым осознанно подойти к решению проблемы их рационального комплексирования.
Для достижения этой цели может быть выбрана методология, изложенная в монографии [6]. Сущность использованного в ней подхода к моделированию сводилась к следующему. Первоначально исследовались модели исходных структур-ловушек нефти и газа, затем ловушка “вписывалась” в некую типовую нефтегазоперспективную геологическую ситуацию – это мог быть разрез нижнего терригенного комплекса осадочного чехла древней платформы, или карбонатного комплекса экзогональной впадины и т.п. При этом важно было оценить сравнительную контрастность проявления в геофизическом поле самой ловушки, ее структурного обрамления и непосредственно залежи углеводородов. Наконец, на завершающем этапе вычислительного эксперимента исследовалась слоисто-зональная ФГМ максимальной сложности – в модель последовательно вводились факторы, связанные с упомянутыми физико-химическими процессами в окружающей среде под действием углеводородов (модель системы “залежь - окружающая среда”).
В процессе параметризации моделей геологических структур учитывались две разные группы параметров: геометрическая и петрофизическая. Геометрические характеристики ловушки (применительно к классической антиклинальной модели) – это, прежде всего, ее амплитуда А, определяемая как максимальная высота антиклинальной складки, отсчитываемая от уровня поверхности, ниже которой осуществляется свободная миграция флюида (рис.2.3).
Указанная поверхность, равно как и границы газ-нефть (ГНК) и нефть-вода (ВНК), строго горизонтальны, т.к. положение их определяется только гравитационным расслоением флюида, в результате чего наиболее легкий газ занимает гипсометрически самую высокую позицию, формируя так называемую “газовую шапку” - место скопления углеводородов. Еще одна геометрическая характеристика ловушки – ее горизонтальный размер L у основания складки. Параметры А и L определяют в значительной мере выраженность ловушки в геофизических полях в виде аномалий их распределения.
Контрастность отображения ловушки в различных геофизических полях может оказаться существенно разной при одних и тех же геометрических характеристиках ловушки. Это связано с различием физических свойств пород. Петрофизические характеристики – это оценки тех самых физических свойств пород: плотности σ, намагниченности I, электропроводности S, скорости упругих волн V и пр., которые отличают эту породу, а точнее, геологическое тело – ловушку, являющуюся источником “полезной” аномалии, от окружающих ее (перекрывающих и подстилающих) геологических образований. Именно степень отличия, контрастность физических свойств возмущающего источника и вмещающих пород, т.е. величина Δσ, ΔV и пр. определяет наряду с амплитудой А и горизонтальным размером L, выраженность ловушки в геофизическом поле. Подобного рода геометрическое и петрофизическое описание позволяет получить петрофизическую модель ПФМ – основу для физико-геологического моделирования, т.е. для расчета соответствующих геофизических эффектов, вызываемых геологическим телом – ловушкой. В результате этих расчетов имеем физико-геологическую модель (ФГМ).
Расчет ФГМ осуществляется решением прямых задач геофизики. Решения опираются на математическую модель ММ (т.е. уравнения и разработанные на их основе вычислительные алгоритмы), описывающие связь поля со средой. В основе ММ лежат фундаментальные физические законы гравитации, магнетизма и
Один из таких вопросов практики моделирования связан с тем, для каких полей , в первую очередь, целесообразно выполнять расчеты прямых эффектов. Необходимо ли это для всех 4-х методов классического набора нефтегазовой геофизики или нет? Отвечая на этот вопрос, приходится иметь ввиду резко различную природу аномалий: интегральную, суммарную - в геопотенциальных полях Δg и ΔТ и дифференциальную – в электрическом и, особенно, в сейсмическом поле, где каждая волна вязана с определенной отражающей (преломляющей) границей. Тогда становится ясным, что при исследовании моделей относительно простых объектов, вписанных в слоисто-однородный разрез, решение, к примеру, прямой кинематической задачи сейсморазведки не обязательно (сейсмоэлектрические аналоги таких малофакторных ПФМ просты и известны из учебников и справочников), тогда как динамические характеристики волн в связи с конкретными сейсмогеологическими условиями изучены мало и потому нуждаются в модельном исследовании. Поясним, что “кинематическое” моделирование сейсмического поля сводится к расчету временного разреза t0 , т.е. к определению соотношения границ и выявлению признаков ловушек на плоскости изображения в масштабе времени, тогда как динамическое моделирование предполагает определение интенсивности и частотного состава отраженных волн. В то же время для аддитивных аномалий Δg и ΔТ (обусловленных в природе совокупным влиянием вех источников – неоднородностей разреза, действующих пропорционально квадрату удаления центра тяжести от точки наблюдения) необходимо представлять возможный вклад источника – ловушки в формирование суммарной аномалии поля, иначе трудно определить потенциал разведочной системы по обнаружению таких источников. Если еще учесть, что крупномасштабным геофизическим работам по поиску и разведке отдельных локальных объектов предшествуют мелкомасштабные съемки с задачей геотектонического районирования территорий (а такое районирование начинается с анализа, классификации и т.п. аномалий Δg и ΔТ), то можно будет считать достаточно мотивированным вывод о необходимости вычисления прямых эффектов для теоретических моделей в полях Δg и ΔТ всегда, а в волновом – лишь в отдельных случаях, не освещенных в литературе (кинематические модели), и для любой ситуации – динамическое моделирование. Кстати, опыт последних лет показывает, что интерпретация волнового поля, базирующаяся на изучении динамических характеристик волн с целью определения диагностических критериев для выявления залежей углеводородов, приобретает все большее значение.