Российские геофизики научились точно прогнозировать трещины и разломы Земли

"УЗИ" Земли.

Иллюстрация Елены Хавиной, пресс-служба МФТИ.

Пример артефакта, возникающего на сейсмических данных в ходе обработки. Он может быть спутан с нефтегазовой ловушкой. А при бурении скважины в этом месте может ничего не оказаться.

Иллюстрация пресс-службы МФТИ.

Геофизики из МФТИ разработали математический алгоритм, который позволит строить более точные модели углеводородных месторождений с разломами и трещинами. Более того, такой алгоритм позволит в разы повысить детализацию результатов геофизических вычислений. По скорости вычислений разработанный метод успешно конкурирует с имеющейся на международном рынке альтернативой, сообщает пресс-служба вуза.

Поясним, что процесс добычи углеводородов состоит из нескольких этапов. Первыми в дело вступают геологи: по априорным историческим данным они на региональном уровне прогнозируют площади с залежами углеводородов.

Дальше используется сейсморазведка — геофизический метод, который основан на изучении распространения в земной коре волн, вызванных взрывом или ударом.

Геофизики инициируют волны, распространяющиеся вглубь Земли, и записывают пришедший с разных глубин отклик от пород. Всё это позволяет детализировать информацию о конкретном месторождении: разобраться в его свойствах, видах пород и глубине залегания нефтегазоносных пластов.

На основании полученных данных бурятся разведочные скважины, которые должны подтвердить полученные сведения, и только потом добывающие. Собственно, от качества сейсмических исследований зависит весь дальнейший процесс добычи углеводородов: чем достовернее полученная информация, тем точнее пройдет бурение и эффективнее будет разрабатываться месторождение.

Сложность заключается в том, что к "расшифровке" сейсморазведочных данных с разных территорий не может быть применён один и тот же алгоритм обработки: специалисты должны учитывать индивидуальные параметры конкретной геологической среды, в том числе такие неоднородности как разломы и трещины.

Существующие методы моделирования не могут корректно их учитывать, поэтому на сейсмограммах нередко возникают артефакты, которые приводят к ложной интерпретации данных, а впоследствии — трате времени и денег.

Пример артефакта, возникающего на сейсмических данных в ходе обработки. Он может быть спутан с нефтегазовой ловушкой. А при бурении скважины в этом месте может ничего не оказаться.

Пример артефакта, возникающего на сейсмических данных в ходе обработки. Он может быть спутан с нефтегазовой ловушкой. А при бурении скважины в этом месте может ничего не оказаться.

Недавно исследователи из МФТИ представили новый метод моделирования распространения волн в неоднородных геологических разрезах с резкими изменениями физических свойств. Работа направлена на вычисление, последующую визуализацию и анализ распространения волн внутри исследуемого объекта.

В результате, как уже отмечалось выше, повышается точность детектирования трещин и разломов, рядом с которыми часто находятся нефтегазоносные ловушки.

Обычно при сейсморазведке производятся терабайты исходных данных. Это сильно отягощает последующую работу с ними, потому что не все из них одинаково полезны. Новая методика позволяет обойти эту проблему и освободить место на жёстких дисках.

Результаты работы актуальны, например, для разработки нетрадиционных запасов баженовской свиты — крупнейших залежей сланцевых углеводородов в России. В таких пластах увеличения притока нефти добиваются с помощью технологии гидравлического разрыва пласта, которая позволяет направленно создать трещины в породах. Новый метод моделирования позволит эффективно проводить мониторинг создания трещин в ходе работы.

По словам учёных, методика может найти применение и в других областях.

"Каждый виток научно-технического прогресса начинался с фундаментально нового в области математики: паровые машины начались с метода суммирования векторов, а современный виток научно-технического прогресса — с дифференциального и интегрального исчисления. Например, рассмотренный подход может быть экстраполирован на волновые уравнения квантовой механики и физики элементарных частиц, что может привести к прорыву в приборостроении и понимании устройства материи", — комментирует перспективы метода автор работы, научный сотрудник лаборатории прикладной вычислительной геофизики МФТИ Алёна Фаворская.

Результаты работы представлены в научном издании Geophysical Prospecting.

Добавим, что ранее геофизики изучили аномальный "гул Земли" и нашли на границе ядра и мантии Земли гигантские резервуары кислорода.