Геологическое моделирование

редактировать
Прикладная наука о создании компьютеризированных представлений частей земной коры Программное обеспечение для геологического картирования, отображающее снимок экрана со структурной картой, созданной для газ глубиной 8500 футов и нефтяной пласт на месторождении Земли, округ Вермилион,, Эрат, Луизиана. Зазор слева направо рядом с верхней частью контурной карты указывает на линию разлома. Эта линия разлома находится между синими / зелеными контурными линиями и фиолетовыми / красными / желтыми контурными линиями. Тонкая красная круглая контурная линия в центре карты указывает верхнюю часть нефтяного резервуара. Поскольку газ плавает над нефтью, тонкая красная контурная линия отмечает зону контакта газа и нефти.

Применяется геологическое моделирование, геологическое моделирование или геомоделирование . наука создания компьютеризированных представлений частей земной коры на основе геофизических и геологических наблюдений, сделанных на Земле и под землей поверхность. Геомодель - это числовой эквивалент трехмерной геологической карты, дополненной описанием физических величин в интересующей области. Геомоделирование связано с концепцией общей модели Земли; которая представляет собой междисциплинарную, совместимую и обновляемую базу знаний о недрах.

Геомоделирование обычно используется для управления природными ресурсами, выявления опасных природных явлений и количественной оценки геологических процессов с основными приложениями к нефти и месторождения газа, подземные воды водоносные горизонты и месторождения руды. Например, в нефтегазовой отрасли реалистичные геологические модели требуются в качестве входных данных для программ симулятора резервуара, которые прогнозируют поведение горных пород в условиях различных углеводородов сценарии восстановления. Резервуар можно разработать и добыть только один раз; Поэтому ошибиться, выбрав участок с плохими условиями для развития, трагично и расточительно. Использование геологических моделей и моделирования коллектора позволяет инженерам-разработчикам определить, какие варианты добычи предлагают наиболее безопасный и наиболее экономичный, эффективный и эффективный план разработки для конкретного коллектора.

Геологическое моделирование - относительно недавний раздел геологии, который объединяет структурную геологию, седиментологию, стратиграфию, палеоклиматология и диагенез ;

В двухмерном (2D) геологическом образовании или единице представлен многоугольником, который может быть ограничен разломами, несогласиями или их боковая протяженность или урожай. В геологических моделях геологическая единица ограничена трехмерными (3D) триангулированными или сетчатыми поверхностями. Эквивалентом нанесенного на карту полигона является полностью замкнутая геологическая единица, использующая триангулированную сетку. Для целей моделирования свойств или жидкости эти объемы могут быть дополнительно разделены на массив ячеек, часто называемый вокселями (объемные элементы). Эти 3D-сетки эквивалентны 2D-сеткам, используемым для выражения свойств отдельных поверхностей.

Геомоделирование обычно включает следующие этапы:

  1. Предварительный анализ геологического контекста области исследования.
  2. Интерпретация имеющихся данных и наблюдений в виде наборов точек или полигональных линий (например, «разломы» "соответствующие разломам на вертикальном сейсмическом разрезе).
  3. Построение структурной модели, описывающей основные границы горных пород (горизонты, несогласия, интрузии, разломы)
  4. Определение трехмерной сетки с учетом структурная модель для поддержки объемного представления неоднородности (см. Геостатистика ) и решения уравнений в частных производных, которые управляют физическими процессами в геологической среде (например, распространение сейсмических волн, перенос жидкости в пористой среде).
Содержание
  • 1 Компоненты геологического моделирования
    • 1.1 Структурный каркас
    • 1.2 Тип породы
    • 1.3 Качество коллектора
    • 1.4 Флюидонасыщение
    • 1.5 Геостатистика
    • 1.6 Минеральные месторождения
  • 2 Технологии
  • 3 Исследования в Ge моделирование
  • 4 История
  • 5 Программное обеспечение для геологического моделирования
  • 6 См. также
  • 7 Ссылки
  • 8 Сноски
  • 9 Внешние ссылки
Компоненты геологического моделирования

Структурный каркас

Включая пространственное положение основных границ формации, включая эффекты разломов, складчатости и эрозии (несогласий ). Основные стратиграфические подразделения далее подразделяются на слои ячеек с различной геометрией по отношению к ограничивающим поверхностям (параллельно вершине, параллельно основанию, пропорционально). Максимальные размеры ячеек продиктованы минимальными размерами функций, которые необходимо разрешить (повседневный пример: на цифровой карте города местоположение городского парка может быть адекватно разрешено одним большим зеленым пикселем, но для определения местоположения баскетбольная площадка, бейсбольное поле и бассейн, нужно использовать гораздо меньшие пиксели - более высокое разрешение).

Тип породы

Каждой ячейке модели назначается тип породы. В прибрежной обломочной среде это может быть пляжный песок, морской песок с высокой водной энергией верхняя поверхность берега песок, морской песок средней водной энергии нижняя береговая поверхность и более глубокий низкоэнергетический морской ил и сланец. Распределение этих типов горных пород в модели контролируется несколькими методами, в том числе полигонами границ карты, картами вероятности типов горных пород или статистическим размещением на основе достаточно близко расположенных скважинных данных.

Качество коллектора

Параметры качества коллектора почти всегда включают пористость и проницаемость, но могут включать показатели содержания глины, факторов цементирования и других факторов. которые влияют на хранение и доставку флюидов, содержащихся в порах этих горных пород. Геостатистические методы наиболее часто используются для заполнения ячеек значениями пористости и проницаемости, соответствующими типу породы в каждой ячейке.

Флюидонасыщение

Трехмерная сетка конечных разностей, используемая в MODFLOW для моделирования потока грунтовых вод в водоносном горизонте.

Большая часть горных пород полностью насыщена с подземными водами. Иногда при определенных условиях часть порового пространства в породе занята другими жидкостями или газами. В энергетике чаще всего моделируются нефть и природный газ. Предпочтительные методы расчета насыщенности углеводородов в геологической модели включают оценку размера порового канала, плотности флюидов и высоты ячейки над контактом с водой, поскольку эти Факторы оказывают сильнейшее влияние на капиллярное действие, которое в конечном итоге контролирует флюидонасыщение.

Геостатистика

Важная часть геологического моделирования связана с геостатистикой. Чтобы представить наблюдаемые данные, часто не на обычных сетках, мы должны использовать определенные методы интерполяции. Наиболее широко используемый метод - это кригинг, который использует пространственную корреляцию между данными и предназначен для построения интерполяции с помощью полувариограмм. Чтобы воспроизвести более реалистичную пространственную изменчивость и помочь оценить пространственную неопределенность между данными, часто используется геостатистическое моделирование на основе вариограмм, обучающих изображений или параметрических геологических объектов.

Месторождения полезных ископаемых

Геологи, занимающиеся добычей и разведкой полезных ископаемых, используют геологическое моделирование для определения геометрии и размещения минерала отложения в недрах земли. Геологические модели помогают определить объем и концентрацию полезных ископаемых, к которым применяются экономические ограничения для определения экономической ценности минерализации. Месторождения полезных ископаемых, которые считаются рентабельными, могут быть разработаны в рудник.

Technology

Геомоделирование и CAD, которые имеют много общих технологий. Программное обеспечение обычно реализуется с использованием технологий объектно-ориентированного программирования в C ++, Java или C # на одной или нескольких компьютерных платформах. Графический интерфейс пользователя обычно состоит из одного или нескольких окон трехмерной и двухмерной графики для визуализации пространственных данных, интерпретаций и результатов моделирования. Такая визуализация обычно достигается за счет использования графического оборудования. Взаимодействие с пользователем в основном осуществляется с помощью мыши и клавиатуры, хотя в некоторых конкретных случаях могут использоваться 3D-указывающие устройства и иммерсивная среда. ГИС (Географическая информационная система) также является широко используемым инструментом для управления геологическими данными.

Геометрические объекты представлены параметрическими кривыми и поверхностями или дискретными моделями, такими как полигональные сетки.

Gravity Highs
Исследования в области геомоделирования

Проблемы, относящиеся к геомоделированию:

  • Определение соответствующей Онтологии для описания геологических объектов в различных интересующих масштабах,
  • Интеграция различных типов наблюдений в трехмерные геомодели: данные геологического картирования, данные скважин и их интерпретации, сейсмические изображения и интерпретации, данные о потенциальных месторождениях, данные испытаний скважин и т. д.,
  • Более точный учет геологических процессов во время построения модели,
  • Характеристика неопределенности геомоделей для помощи в оценке риска. Таким образом, геомоделирование тесно связано с геостатистикой и теорией обратных задач,
  • Применение недавно разработанного многоточечного геостатистического моделирования (MPS) для интеграции различных источников данных,
  • Автоматизированное оптимизация геометрии и сохранение топологии
История

В 70-х годах геомоделирование в основном состояло из автоматических 2D-картографических методов, таких как контурное построение, реализованных как процедуры FORTRAN, напрямую взаимодействующие с оборудованием для построения графиков. Появление рабочих станций с возможностями трехмерной графики в 80-х годах привело к рождению нового поколения программного обеспечения для геомоделирования с графическим пользовательским интерфейсом, которое стало зрелым в 90-х годах.

С момента своего создания геомоделирование было в основном мотивированы и поддерживаются нефтегазовой отраслью.

Программное обеспечение для геологического моделирования

Разработчики программного обеспечения создали несколько пакетов для целей геологического моделирования. Такое программное обеспечение может отображать, редактировать, оцифровывать и автоматически рассчитывать параметры, необходимые инженерам, геологам и геодезистам. Текущее программное обеспечение в основном разрабатывается и коммерциализируется поставщиками программного обеспечения для нефтегазовой или горнодобывающей промышленности:

Геологическое моделирование и визуализация
  • IRAP RMS Suite
  • Geomodeller3D
  • Dassault Systèmes GEOVIA предоставляет Surpac, GEMS и Minex для геологического моделирования
  • GSI3D
  • предоставляет GOCAD Mining Suite, программное обеспечение для трехмерного геологического моделирования, которое компилирует, моделирует и анализирует достоверную интерпретацию всех данных.
  • предоставляет Leapfrog 3D геологическое моделирование и Geosoft GM-SYS и программное обеспечение для 3D-моделирования VOXI.
  • Maptek предоставляет Vulcan, модульную трехмерную визуализацию программного обеспечения для геологического моделирования и планирования горных работ
  • - это комплексное и простое в использовании решение для разведки и проектирования рудников, которое предлагает интегрированные инструменты для моделирования, оценки, проектирования, оптимизации и планирования.
  • Promine
  • Petrel
  • Rockworks
  • SGS Genesis
  • Move
  • предоставляет Studio EM и Studio RM для геологического моделирования
  • BGS Groundhog Des ktop бесплатное программное обеспечение, разработанное Управлением геоаналитики и моделирования Британской геологической службы.
Моделирование подземных вод

Более того, отраслевые консорциумы или компании специально работают над улучшением стандартизации и совместимости баз данных по наукам о Земле и программного обеспечения для геомоделирования:

  • Стандартизация: GeoSciML Комиссией по управлению и применению геолого-геофизической информации, Международного союза геологических наук.
  • Стандартизация: RESQML (tm) от Energistics
  • Взаимодействие:, от TIBCO (r)
См. также
Ссылки
  • Кевин Б. Спраг и Эрик А. де Кемп. (2005) Инструменты интерпретации для трехмерных структур Геологическое моделирование, часть II: Дизайн поверхности на основе разреженных пространственных данных http://portal.acm.org/citation.cfm?id=1046957.1046969coll=dl=ACM
  • de Kemp, E.A. (2007). Трехмерное геологическое моделирование при поиске полезных ископаемых. В: Гудфеллоу, У.Д., ред. Минеральные месторождения Канады: синтез основных типов месторождений, металлогения районов, эволюция геологических провинций и методы разведки: Геологическая ассоциация Канады, Отдел минеральных отложений, Специальная публикация 5, стр. 1051–1061. https://web.archive.org/web/20081217170553/http://gsc.nrcan.gc.ca/mindep/method/3d/pdf/dekemp_3dgis.pdf
Сноски
Внешние ссылки
Последняя правка сделана 2021-05-21 03:39:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте