История развития трехмерного геологического моделирования как метода изучения залежей нефти и газа

Abstract

Актуальность исследования обусловлена широким применением геологического моделирования как метода изучения залежей нефти и газа. В настоящее время согласно методическим указаниям все проектные документы на разработку нефтегазовых месторождений должны выполнятся на трехмерных геолого-технологических моделях. Цель: определить основные этапы развития метода геологического моделирования и рассмотреть основные программные пакеты для геологического моделирования с целью установления их основных преимуществ и недостатков. Объекты: геологическое моделирование как метод изучения месторождений в нефтегазовой геологии. Методы: компиляция опубликованной литературы и интернет источников по теме истории методов геологического моделирования и программных пакетов геологического моделирования. Результаты. Определены, впервые скомпилированы в единую работу и описаны основные этапы развития геологического моделирования как метода исследования нефтегазовой геологии. Первый этап в становлении геологического моделирования - заложение предпосылок его возникновения, которые заключались в осознании необходимости использования математического аппарата для описания природных геологических систем. Следующий этап, в ходе которого появилась новая наука - математическая геология - и её отрасль, называемая геостатистикой, пришелся на 1950-1970-е гг. К концу 1970-х гг. геостатистика добилась значительных успехов и был разработан математический аппарат для анализа и моделирования свойств в двумерном представлении. В 1980-х гг. появилось собственно трехмерное геологическое моделирование и активно развивались методы построения моделей и их использования для решения производственных задач. Основные исследовательские работы, касающиеся геологического моделирования, в этот период проводились в трех центрах геостатистики - в Стенфордском университете, в Парижском институте нефти и в Норвегии, в компании «NorskHydro». Следующим этапом можно назвать появление и внедрение в массовое использование коммерческих пакетов для трехмерного моделирования, таких как «Irap RMS», «Petrel», «Stratamodel» и многих других. Этот этап охватывает 1990-е и 2000-е гг. К его окончанию были разработаны большинство современных методов геологического моделирования и заложился тренд на интеграцию в геомодели результатов гидродинамических, сейсмических, геомеханических, тектонических и др. методов изучения нефтегазовых пластов, флюидов и разработки месторождений. С 2018 г. в ПАО «НК «Роснефть» ведется разработка корпоративного пакета для геологического моделирования «РН-Геосим», в этом пакете учтены все преимущества других пакетов и последние тенденции в области геологического моделирования.

The relevance of the research is caused by the widespread application of geology models to study oil and gas reservoirs. At present time, by the government regulations in Russia, all field development projects must be done with geology and simulation models. The main aim of the research is to study and describe evolution of 3D geomodeling as a main method of oil and gas geology. Commonly used geology modeling packages history and features were revealed in order to determine industry interests and trends, advantages and drawbacks of existing software. Object of the research is 3D geology modeling as a method to study oil and gas reservoirs. Methods: study and compilation of the published papers and internet sources on the topic of geology modeling and appropriate software evolution. Results. The paper describes the main steps of 3D geology modeling evolution and the existing software for geology models creation. There are four stages of geology modeling history. First stage is related to recognition of importance of math modeling to describe geology systems. The second stage took part in 1950-1970-s and lay occurrence of such branch of science as mathematical geology and its branch - geostatistics. In early 1980-s first 3D reservoir models were created and used for oil and gas pools study. It inferred active development of geomodeling and occurrence of first software to reservoir modeling in 1980-s. In early 1990-s geology modeling started to enter industry and many geologists used it to study and evaluate oil and gas reservoirs. During 1990-s and 2000-s most of commonly used gemodeling methods and procedures were developed. At present time there is a trend in geomodeling to integrade all geoscience data into one project which should include geology, seismic, simulation, geomechanics and other aspects of reservoir study. Since 2018 the corporate software for geology modeling is created in Rosneft oil company. All determined advantages and new methods are integrated or going to be integrated into new geomodeling package «RN-Geosim».