CC BY
87
УДК 550.832:553.98.2.04(571.5)
А.А. Герт, К.А. Жуков
ФГУП «СНИИГГиМС», Новосибирск
ПРИМЕНЕНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ АНАЛИЗЕ СОСТОЯНИЯ И РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММ ОСВОЕНИЯ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ УГЛЕВОДОРОДОВ ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
В настоящее время интерес к залежам нефти и газа Восточной Сибири повышается с каждым годом. Это связано, прежде всего, с тем, что проекты освоения крупнейших месторождений региона в современной экономической ситуации оцениваются как эффективные. В то же время совершенно очевидно, что без учета всех разведанных, выявленных запасов, перспективных и прогнозных ресурсов проекты строительства таких крупнейших транспортных систем, как экспортный газопровод или нефтепровод протяженностью свыше трех тысяч километров могут оказаться нерентабельными, тем более, что ресурсная база одного, пусть даже и уникального по запасам месторождения, не в состоянии покрыть многолетние потребности регионов юга Восточной Сибири и Дальнего Востока вместе с экспортными потребностями. Таким образом, развитие нефтегазового комплекса восточной Сибири во многом зависит от выбора рациональной стратегии освоения ресурсов нефти и газа этого региона.
Геологоразведочные работы являются достаточно дорогостоящим и длительным процессом, поэтому необходимо обоснование их наиболее перспективных направлений с точки зрения конечной экономической эффективности. Это особенно актуально для такого сложного по своим природно-географическим условиям района, как Сибирская платформа.
В качестве основы для формирования такой стратегии выступает оценка ресурсной базы региона, включающая в себя:
- Запасы нефти и газа выявленных месторождений;
- Ресурсы УВ перспективных ловушек и АТЗ;
- Оценку нелокализованных прогнозных ресурсов категории Д1 основных продуктивных горизонтов.
Проведение такой оценки на современном уровне немыслимо без применения автоматизированного анализа большого объема постоянно изменяющейся информации. Основой такого анализа является геоинформационная система (ГИС), содержащая полный набор структурированных данных и реализующая все необходимые для актуализации, обработки и визуализации операции.
Основой ГИС являются пространственная модель, включающая географические, геологические и техногенные объекты, данные о глубинном строении (результаты бурения и геолого-геофизического моделирования), а также элементы хозяйственной и природоохранной деятельности.
Практически во всех приложениях используется модель распределения ресурсов УВ, построенная с использованием вышеперечисленных данных.
Основными задачами, которые необходимо решить при создании БнД, являются сбор и систематизация геологической информации, используемой при геологоразведочных и научно-исследовательских работах на нефть и газ, организация представления и хранения ее в цифровом виде, реализация технической, программной, технологической, методической и правовой основы доступа к этой информации. В практическом смысле перечисленные задачи состоят в:
- Выработке организационных, методических и правовых норм сбора информации и последующего пополнения банка данных;
- Определении требуемой архитектуры хранилища данных, разработки модели данных, организации доступа и хранения данных;
- Выборе и разработке программных средств и интерфейсов, необходимых для организации СУБД, ГИС и средств администрирования;
- Разработке нормативов и правил использования данных, а также обеспечении банка данных средствами эффективного поиска, выборки, визуализации и анализа данных.
Итак, в формируемой ГИС по нефти и газу Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия) можно выделить следующие основные блоки, объединяющие данные одной категории:
- Блок данных по месторождениям и запасам УВ;
- Блок данных по перспективным структурам, ловушкам и локализованным ресурсам;
- Блок данных по нелокализованным ресурсам УВ;
- Блок данных глубокого бурения;
- Блок данных сейсморазведки;
- Блок данных по результатам ГРР и НИР;
- Блок данных геолого-геофизической изученности;
- Блок данных по лицензированию и недропользованию;
- Блок базовых геологических данных;
- Блок базовых географических данных.
Блок данных по месторождениям и запасам УВ может использоваться при решении различных задач, таких как построение карт нефтегазоносности, выявление закономерностей размещения месторождений УВ, геологическое моделирование, оперативный подсчет запасов для крупных территорий и локальных участков. Блок включает в себя площади нефтегазоносности месторождений и продуктивных пластов, характеристики месторождений, представляемые в базе данных паспортами месторождений, периодически обновляемые данные по запасам отдельных видов углеводородного сырья. Кроме этого, с месторождениями связан набор данных, используемых при проведении геологических и экономических
работ, например, по подсчету запасов и стоимостной оценке, а также результаты этих работ - геолого-геофизические разрезы, подсчетные планы, таблицы, экономические показатели стоимостной оценки и др. Особое значение при формировании блока месторождений имеет их точное позиционирование с использованием крупномасштабных планов. На настоящий момент отсутствует единая карта нефтегазовых месторождений Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия), на которой месторождения имели бы достаточно точную географическую привязку.
Блок данных по перспективным структурам, ловушкам и локализованным ресурсам используется при построении карт перспектив нефтегазоносности, выявлении закономерностей размещения ресурсов УВ, геологическом моделировании, количественной оценке ресурсов нефти и газа, проведении стоимостной оценки участков недр, разработке программ лицензирования и др. Он включает в себя контуры структур и ловушек, их основные характеристики, представленные в электронном паспорте, периодически обновляемые данные о ресурсах С3 и Д1лок. Основными источниками при формировании блока являются отчеты о ГРР и структурные планы, паспорта структур, оперативный баланс локализованных ресурсов.
Блок данных по нелокализованным ресурсам УВ используется при построении карт перспектив нефтегазоносности, выявлении закономерности распределения ресурсов УВ, оценке ресурсной базы территорий и участков недр, их стоимостной оценке, разработке программ лицензирования и т.д. Блок данных представлен самостоятельным пакетом слоев ГИС, описывающих распределение плотности ресурсов по различным категориям и типам полезного ископаемого. На данный момент создана цифровая модель распределения плотности ресурсов категорий Д1 и Д2 по четырем типам полезного ископаемого (нефть, газ свободный, газ растворенный, конденсат) для девяти нефтегазоносных комплексов и суммарного разреза. Эта модель получена по результатам количественной оценки ресурсов нефти и газа на территории Сибирской платформы на 1993 год, а по части территории Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия) - по результатам оценки на 2002 год. Учитывая постоянную потребность в оценке ресурсной базы УВ для произвольных территорий и участков (нефтегазоносных провинций и областей, субъектов Федерации, структурных элементов и лицензионных участков), нами была разработана программа, вычисляющая оценку ресурсов УВ для множества произвольно заданных контуров. В настоящее время в СНИИГГиМСе производится разработка современной версии программного комплекса для количественной оценки ресурсов УВ (рабочее название продукта
- ПК Геолин). При его проектировании были учтены современные тенденции широкого применения геоинформационных технологий, поэтому в разрабатываемом программном комплексе предусмотрено тесное взаимодействие с ГИС-проектом территориального банка данных. Наряду с тем, что результаты количественной оценки, проведенной в ПК Геолин, автоматически передаются в ГИС, последняя также берет на себя хранение контуров расчетных участков и подготовку исходных параметров для расчетов
по этим участкам, на основе карт распространения основных расчетных характеристик, таких как пористость, мощность коллектора и т.д. Применение описанной методики позволит получать «оперативные» количественные оценки ресурсов УВ, которые в ряде случаев можно использовать как вместо, так и вместе с утвержденной «официальной» оценкой.
Блок данных глубокого бурения используется как при решении задач геологического моделирования, так и при пространственной привязке различных картографических материалов, в которых скважины являются единственными опорными точками для позиционирования. Основными источниками при формировании блока данных являются реестры и дела скважин, отчеты о ГРР. Блок данных глубокого бурения включает в себя паспорта скважин, базы данных по результатам испытаний и анализа керна, данные геофизических исследований скважин, описания керна, разрезы. Все данные бурения кроме географических координат имеют также глубинную привязку и являются опорными данными при проведении трехмерного анализа и моделирования.
Блок данных сейсморазведки включает в себя массив сейсмических разрезов и результатов их обработки и интерпретации. Также в блок данных сейсморазведки входят базы данных основных характеристик (паспорта) сейсмопрофилей и сейсмопартий.
Блок данных по результатам ГРР и НИР включает в себя массив электронных копий отчетов. В последние годы все отчеты о ГРР и НИР сдаются в фонды геологической информации в цифровом виде. В фондах также ведется работа по сканированию отчетов предыдущих лет, представленных пока в бумажном виде. Дальнейший перевод этих отчетов в полнотекстовый формат вряд ли целесообразно, так как качество бумажных копий зачастую не удовлетворяет требованиям программ автоматического распознавания текста, а трудозатраты ручного набора велики и вряд ли окупятся, учитывая невысокую потребность особенно в старых отчетах. Поэтому содержание данного блока рекомендуется ограничить копиями отчетов, поступившим в фонды в электронном виде, а также краткую информацию об отчете, включающую реферат, содержание, списки рисунков, таблиц и графических приложений, а также скан-копии графических приложений и текста отчетов, не имеющих электронной версии. Такой подход позволит сформировать электронное хранилище отчетов о ГРР и НИР практически в обозримые сроки.
Блок данных геолого-геофизической изученности используется для анализа изученности территорий различными видами работ и планирования ГРР, а также для информационного обеспечения НИР и ГРР. Кроме того, данные блока изученности могут использоваться для пространственной привязки картографических материалов. Источниками данных для блока изученности являются картограммы изученности, ведущиеся в геологических фондах, составляемые исполнителями карточки изученности, а также карты фактического материала, прилагаемые к отчетам о ГРР. По степени детальности данные блока изученности можно разделить на два слоя. Первый слой
представлен контурами отчетов о ГРР в ГИС-проекте и базой данных по основным характеристикам отчетов о ГРР и НИР (паспорта отчетов). По данным этого слоя можно легко получать информацию о работах, которые проводились на произвольно заданной территории. Второй слой содержит более детальную информацию о проводившихся работах: координаты скважин, точек отбора и измерений, профилей геофизических работ и маршрутов геологической съемки. На основе этой информации можно не только определять, где именно проводились те или иные работы, но и производить их анализ, например, плотность бурения или сейсморазведочных работ на заданной площади.
Блок данных по лицензированию и недропользованию используется при мониторинге недропользования и разработке программ лицензирования. В его состав входят контуры и паспорта участков распределенного и нераспределенного фонда недр, базы данных по динамике и структуре изменения запасов и ресурсов нефти и газа на лицензионных участках, по предусмотренным ГРР и их выполнению, по лицензионным соглашениям и недропользователям. В блоке по лицензированию и недропользованию также формируются с использованием данных других блоков информационные пакеты по участкам недр, подготавливаемых для лицензирования. Разработанные средства автоматического формирования пакета дают возможность оперативной подготовки конкурсной документации, существенно снижая трудоемкость этой задачи.
Блоки базовых геологических и географических данных содержит
пространственные данные, на основе которых формируется
картографическая основа издаваемых тематических карт -
административное, нефтегазогеологическое, структурно-тектоническое
районирование, региональные геологические карты различного содержания, объекты промышленно-хозяйственной инфраструктуры (населенные пункты, объекты энергетики, добывающие и перерабатывающие предприятия, транспортная сеть и др.), географические объекты (гидросеть, элементы рельефа и др.), а также данные дистанционного зондирования и цифровая модель рельефа.
Не менее важным элементом, чем модель данных и структура территориального банка, является организационная структура
функционирования банка. Какими полными и достаточными не были бы данные, собранные в банке, их ценность и востребованность будет быстро уменьшаться, если не будет организован процесс постоянного пополнения банка данных, учитывающий весь комплекс организационных и правовых аспектов функционирования территориального банка данных. Здесь особо важна государственная поддержка ТБД как на федеральном, так и на региональном уровне. Без такой поддержки функционирование территориального банка геологической информации практически невозможна.
- Контуры участков распределенного и нераспределенного фонда недр, включая данные по недропользователям, динамике добычи, структуре и
приращению (списанию) ресурсов на объекте лицензирования, а также ГРР, предусмотренным на объекте лицензирования;
- Данные географического, административно-хозяйственного и техногенного характера, включая гидросеть, рельеф, положение населенных пунктов и транспортных магистралей, нефте- и газопроводы, границы субъектов административного деления, природоохранные территории.
Для стоимостной оценки объектов и участков недр в ГИС используется блок данных по ряду геологических, технологических и экономических параметров геологоразведочных работ и освоения месторождений.
Для планирования и постановки поисковых работ, лицензирования и мониторинга недропользования используется блок, содержащий данные по изученности, перспективным ловушкам, глубоким скважинам, участкам распределенного и нераспределенного фонда недр.
Применение ГИС-технологий позволяет в оперативном порядке проводить вариантные расчеты по стоимостной оценке конкретных объектов и выполнять суммарные оценки по региону в целом. На базе сравнительной оценки экономической эффективности разных вариантов транспорта нефти и газа, и, соответственно, разных вариантов охвата ресурсной базы, может быть сформирована экономически обоснованная стратегия освоения нефтегазовых ресурсов региона. Сочетание ГИС-технологий и программного комплекса «Стратегия», используемого для оперативных расчетов стоимостной оценки позволяет при изменении экономической ситуации оперативно выполнять переоценку объектов и вносить коррективы в процессе реализации данной стратегии.
Важной областью применения геоинформационной системы является составление экономически обоснованной программы лицензирования недр Восточной Сибири и подготовка в оперативном режиме комплексных пакетов геолого-геофизической информации по предлагаемым лицензионным участкам.
В целом разработанная ГИС-система позволила существенно повысить эффективность и оперативность проведения широкого спектра работ по геолого-экономическому планированию освоения и оценке ресурсов и запасов углеводородного сырья Восточной Сибири.
© А.А. Герт, К.А. Жуков, 2006
