-, , .
, , . – , , – .
, ,
Semua efek fisik yang tercantum dalam artikel sebelumnya ( satu , dua , tiga ) penting untuk dipahami bukan hanya untuk mengetahui cara kerja dunia. Kemungkinan besar mereka harus diperhitungkan ketika membangun model yang dapat memprediksi masa depan dengan benar. Mengapa kita harus dapat memprediksi masa depan dalam produksi minyak jika harga minyak dan coronavirus masih tidak dapat diprediksi? Tapi kemudian, mengapa dan di mana-mana: untuk membuat keputusan yang tepat.
Dalam kasus lapangan, kita tidak dapat secara langsung mengamati apa yang terjadi di bawah tanah antara sumur. Hampir semua yang dapat diakses oleh kita terkait dengan sumur, yaitu bintik-bintik langka di hamparan rawa yang luas (semua yang dapat kita ukur adalah sekitar 0,5% dari batuan, kita hanya bisa "menebak" tentang sifat-sifat 99,5% sisanya). Ini adalah pengukuran yang dilakukan pada sumur ketika sumur sedang dibangun. Ini adalah bacaan instrumen yang dipasang di sumur (tekanan lubang dasar, proporsi minyak, air dan gas dalam produk). Dan ini adalah parameter yang diukur dan diatur dari operasi sumur - kapan harus hidup, kapan harus mati, pada kecepatan berapa untuk dipompa.
Model yang tepat adalah model yang memprediksi masa depan dengan benar. Tetapi karena masa depan belum tiba, dan saya ingin memahami apakah modelnya bagus sekarang, maka mereka melakukan ini: mereka memasukkan semua informasi faktual yang tersedia tentang lapangan ke dalam model, sesuai dengan asumsi mereka menambahkan dugaan mereka sendiri tentang informasi yang tidak diketahui (frasa tangkapan “dua ahli geologi - tiga pendapat "hanya tentang dugaan ini) dan mensimulasikan proses penyaringan, redistribusi tekanan dan sebagainya yang terjadi di bawah tanah. Model ini memberikan indikator kinerja yang baik yang seharusnya diamati, dan mereka dibandingkan dengan indikator yang diamati sebenarnya. Dengan kata lain, kami mencoba membangun model yang mereproduksi cerita.
Bahkan, Anda bisa menipu dan hanya membutuhkan model untuk menghasilkan data yang Anda butuhkan. Tapi, pertama, ini tidak bisa dilakukan, dan kedua, mereka masih akan memperhatikan (ahli di badan negara di mana model perlu diserahkan).
Jika model tidak dapat mereproduksi cerita, inputnya perlu diubah, tetapi yang mana? Data aktual tidak dapat diubah: ini adalah hasil pengamatan dan pengukuran realitas - data dari perangkat. Perangkat, tentu saja, memiliki kesalahan sendiri, dan perangkat digunakan oleh orang-orang yang juga dapat mengacaukan dan berbohong, tetapi ketidakpastian data aktual dalam model biasanya kecil. Adalah mungkin dan perlu untuk mengubah apa yang memiliki ketidakpastian terbesar: asumsi kami tentang apa yang terjadi di antara sumur. Dalam pengertian ini, membangun model adalah upaya untuk mengurangi ketidakpastian dalam pengetahuan kita tentang realitas (dalam matematika, proses ini dikenal sebagai pemecahan masalah terbalik, dan masalah terbalik di bidang kita - seperti sepeda di Beijing!).
Jika model cukup mereproduksi cerita dengan benar, kita memiliki harapan bahwa pengetahuan kita tentang realitas yang tertanam dalam model tidak jauh berbeda dari kenyataan itu sendiri. Baru dan kemudian kita dapat meluncurkan model seperti itu untuk ramalan, ke masa depan, dan kita akan memiliki lebih banyak alasan untuk meyakini ramalan tersebut.
Bagaimana jika dimungkinkan untuk membuat bukan hanya satu, tetapi beberapa model berbeda yang semuanya mereproduksi cerita dengan cukup baik, tetapi pada saat yang sama memberikan perkiraan yang berbeda? Kami tidak punya pilihan selain hidup dengan ketidakpastian ini, untuk membuat keputusan dengan itu dalam pikiran. Selain itu, memiliki beberapa model yang memberikan berbagai prediksi yang mungkin, kita dapat mencoba untuk mengukur risiko membuat keputusan ini atau itu, sementara memiliki satu model, kita akan yakin bahwa semuanya akan seperti yang diprediksi oleh model.
Model dalam kehidupan lapangan
Untuk membuat keputusan dalam proses pengembangan suatu bidang, Anda membutuhkan model holistik dari keseluruhan bidang tersebut. Selain itu, hari ini tidak mungkin untuk mengembangkan bidang tanpa model seperti itu: model seperti itu diperlukan oleh badan-badan negara Federasi Rusia.
Semuanya dimulai dengan model seismik, yang diciptakan oleh hasil eksplorasi seismik. Model seperti itu memungkinkan untuk "melihat" permukaan tiga dimensi di bawah tanah - lapisan spesifik yang darinya gelombang seismik terpantul dengan baik. Ini hampir tidak memberikan informasi tentang sifat-sifat yang kita butuhkan (porositas, permeabilitas, saturasi, dll), tetapi ini menunjukkan bagaimana beberapa lapisan menekuk di ruang angkasa. Jika Anda membuat sandwich berlapis-lapis, dan kemudian membengkokkannya (baik, atau seseorang duduk di atasnya), maka Anda punya alasan untuk percaya bahwa semua lapisan memiliki bengkok yang hampir sama. Oleh karena itu, kita dapat memahami bagaimana lapisan kue berbagai sedimen yang menyerang dasar laut bengkok, bahkan jika kita hanya melihat satu lapisan pada model seismik, yang, secara kebetulan, mencerminkan gelombang seismik dengan baik. Pada titik ini, insinyur ilmu data dihidupkan kembali,karena seleksi otomatis cakrawala reflektif seperti dalam sebuah kubus, yang merupakan apa yang peserta salah satu dari kamihackathons adalah masalah pengenalan pola klasik.
Kemudian pengeboran eksplorasi dimulai, dan ketika sumur dibor, perangkat diturunkan pada kabel untuk mengukur semua jenis indikator yang berbeda di sepanjang lubang sumur, yaitu, mereka melakukan GIS (survei geofisika sumur). Hasil dari penelitian tersebut adalah logging dengan baik, yaitu kurva dengan kuantitas fisik tertentu, diukur dengan langkah tertentu di sepanjang keseluruhan lubang bor. Instrumen yang berbeda mengukur jumlah yang berbeda, dan insinyur terlatih kemudian menafsirkan kurva ini untuk mendapatkan informasi yang bermakna. Satu instrumen mengukur radioaktivitas gamma alami batu. Clay "fonit" lebih kuat, batu pasir "fonit" lebih lemah - setiap insinyur-interpreter mengetahui hal ini dan menyoroti kurva penebangan: di sini ada tanah liat, di sini lapisan batu pasir, di sini ada sesuatu di antaranya. Perangkat lain mengukur potensi listrik alami antara titik-titik yang berdekatan,timbul dari penetrasi cairan pengeboran ke batu. Potensi tinggi menunjukkan adanya koneksi filtrasi antara titik-titik formasi, insinyur tahu dan mengkonfirmasi keberadaan batuan permeabel. Instrumen ketiga mengukur ketahanan cairan jenuh batu: air garam melewati arus, minyak tidak melewati arus, dan memungkinkan memisahkan batu jenuh minyak dari batu jenuh air dan sebagainya.
Di tempat ini, para insinyur ilmu data dihidupkan kembali, karena input untuk masalah ini adalah kurva numerik sederhana, dan mengganti interpreter dengan beberapa model-ML yang dapat menarik kesimpulan tentang sifat-sifat batuan alih-alih insinyur dalam bentuk kurva yang berarti untuk menyelesaikan masalah klasifikasi klasik. Baru pada saat itulah para insinyur ilmu data mulai berkedut ketika mereka menjadi jelas bahwa beberapa kurva yang terakumulasi dari sumur-sumur tua hanya dalam bentuk alas kaki kertas panjang.
Selain itu, selama pengeboran, inti diambil dari sampel sumur yang kurang lebih utuh (jika beruntung) dan batuan utuh selama pengeboran. Sampel-sampel ini dikirim ke laboratorium, di mana porositas, permeabilitas, saturasi, dan semua jenis sifat mekanis yang berbeda ditentukan. Jika diketahui (dan jika dilakukan dengan benar, harus diketahui) dari kedalaman apa sampel inti tertentu dinaikkan, maka ketika data dari laboratorium datang, akan mungkin untuk membandingkan nilai apa pada kedalaman ini yang ditunjukkan oleh semua instrumen geofisika, dan berapa nilai porositas, permeabilitas dan kejenuhan memiliki batu pada kedalaman ini menurut penelitian inti laboratorium. Dengan demikian, adalah mungkin untuk "menargetkan" pembacaan instrumen geofisika dan kemudian hanya dari data mereka, tanpa memiliki inti, membuat kesimpulan tentang sifat batuan yang kita butuhkan untuk membangun model. Seluruh iblis ada dalam perincian:Instrumen tidak mengukur dengan tepat apa yang ditentukan di laboratorium, tetapi ini adalah kisah yang sangat berbeda.
Dengan demikian, setelah mengebor beberapa sumur dan melakukan penelitian, kami dapat dengan yakin menyatakan batu mana dan dengan sifat apa yang terletak di mana sumur ini dibor. Masalahnya adalah kita tidak tahu apa yang terjadi di antara sumur. Dan di sinilah model seismik datang untuk menyelamatkan kita.
Di sumur, kita tahu persis sifat apa yang dimiliki batu itu pada kedalaman berapa, tetapi kita tidak tahu bagaimana lapisan batuan yang diamati di sumur merambat dan membengkok di antara mereka. Model seismik tidak memungkinkan kita untuk secara akurat menentukan lapisan mana yang terletak pada kedalaman berapa, tetapi dengan percaya diri menunjukkan sifat perambatan dan pembengkokan semua lapisan sekaligus, sifat lapisan. Kemudian para insinyur menandai titik-titik karakteristik tertentu pada sumur, menempatkan penanda pada kedalaman tertentu: pada sumur ini pada kedalaman ini - bagian atas formasi, pada kedalaman ini - bagian bawah. Dan permukaan atap dan sol antara sumur, secara kasar, ditarik sejajar dengan permukaan yang terlihat dalam model seismik. Hasilnya adalah satu set permukaan tiga dimensi yang menjangkau ruang yang menarik bagi kami, dan kami, tentu saja, tertarik pada formasi yang mengandung minyak. Bahwa,apa yang terjadi disebut model struktural, karena menggambarkan struktur formasi, tetapi bukan konten internalnya. Model struktural tidak mengatakan apa pun tentang porositas dan permeabilitas, saturasi dan tekanan di dalam formasi.
Kemudian muncul tahap diskritisasi, di mana area ruang yang ditempati oleh lapangan dibagi menjadi sel-sel paralelepiped sel (sifat yang terlihat bahkan pada model seismik!). Setiap sel dari kotak melengkung ini secara unik ditentukan oleh tiga angka, I, J dan K. Semua lapisan kotak melengkung ini disusun sesuai dengan distribusi lapisan, dan jumlah lapisan dalam K dan jumlah sel dalam I dan J ditentukan oleh detail yang kami mampu.
Berapa banyak informasi batuan terperinci yang kita miliki di sepanjang lubang sumur, yaitu secara vertikal? Sedetail seberapa sering alat geofisika mengukur ukurannya saat bergerak di sepanjang lubang sumur, yaitu, setiap 20-40 cm, sehingga setiap lapisan bisa 40 cm atau 1 m.
Seberapa rinci kita memiliki informasi lateral, yaitu jauh dari sumur? Tidak seberapa banyak: kita tidak memiliki informasi di sisi sumur, jadi biasanya tidak ada gunanya membobol sel yang sangat kecil di sepanjang I dan J, dan paling sering mereka 50 atau 100 m di sepanjang kedua koordinat. Pemilihan ukuran sel-sel ini adalah salah satu tantangan rekayasa penting.
Setelah seluruh wilayah ruang dibagi menjadi sel, penyederhanaan yang diharapkan dibuat: dalam setiap sel, nilai dari salah satu parameter (porositas, permeabilitas, tekanan, saturasi, dll) dianggap konstan. Tentu saja, dalam kenyataannya ini tidak terjadi, tetapi karena kita tahu bahwa endapan sedimen di dasar laut berlapis-lapis, sifat-sifat batuan akan berubah jauh lebih vertikal daripada horizontal.
Jadi, kita memiliki kisi-kisi sel, masing-masing sel memiliki nilainya sendiri (tidak diketahui oleh kita) dari masing-masing parameter penting yang menggambarkan batuan dan saturasinya. Sejauh ini kisi-kisi ini kosong, tetapi sumur melewati beberapa sel yang kami lewati dengan perangkat dan memperoleh nilai kurva parameter geofisika. Menafsirkan insinyur, menggunakan studi laboratorium inti, korelasi, pengalaman dan ibu ini dan itu, mengubah nilai-nilai kurva parameter geofisika menjadi nilai-nilai karakteristik batuan dan cairan jenuh yang kita butuhkan, dan mentransfer nilai-nilai ini dari sumur ke sel-sel grid yang dilalui dengan baik. Ternyata kotak, yang di beberapa tempat di sel memiliki nilai, tetapi di sebagian besar sel masih ada nilai. Nilai-nilai di semua sel lain harus dibayangkan menggunakan interpolasi dan ekstrapolasi. Pengalaman seorang ahli geologi, pengetahuannya tentangKarena sifat-sifat batuan biasanya didistribusikan, mereka memungkinkan Anda untuk memilih algoritma interpolasi yang benar dan mengisi parameternya dengan benar. Tapi bagaimanapun, kita harus ingat bahwa semua ini adalah spekulasi tentang tidak diketahui yang terletak di antara sumur, dan itu tidak sia-sia bahwa mereka berkata, sekali lagi saya akan mengingatkan Anda pada kebenaran umum ini bahwa dua ahli geologi akan memiliki tiga pendapat berbeda tentang deposit yang sama.
Hasil karya ini akan menjadi model geologi - paralelepiped melengkung tiga dimensi, dibagi menjadi sel, menggambarkan struktur lapangan dan beberapa array tiga dimensi properti dalam sel-sel ini: paling sering ini adalah array porositas, permeabilitas, saturasi dan atribut "batu pasir" - "tanah liat".
Kemudian spesialis hidrodinamik mengambil alih. Mereka dapat memperbesar model geologis dengan menggabungkan beberapa lapisan secara vertikal dan menghitung ulang sifat-sifat batuan (ini disebut "upscaling," dan merupakan tantangan tersendiri). Kemudian mereka menambahkan sisa sifat yang diperlukan sehingga simulator hidrodinamik dapat mensimulasikan apa yang akan mengalir di mana: selain porositas, permeabilitas, minyak, air, saturasi gas, ini akan menjadi tekanan, kandungan gas, dan sebagainya. Mereka akan menambahkan sumur ke model dan memasukkan informasi tentang kapan dan dalam mode apa mereka bekerja. Anda tidak lupa bahwa kami mencoba mereproduksi cerita untuk memiliki harapan untuk ramalan yang benar? Dinamika fluida akan mengambil laporan dari laboratorium dan menambahkan sifat fisikokimia minyak, air, gas dan batu ke model,semua dependensi mereka (paling sering pada tekanan) dan segala sesuatu yang ternyata, dan ini akan menjadi model hidrodinamik, akan dikirim ke simulator hidrodinamik. Dia dengan jujur menghitung dari sel mana semuanya akan mengalir pada titik waktu mana, memberikan grafik indikator teknologi untuk setiap sumur dan dengan hati-hati membandingkannya dengan data historis nyata. Insinyur hidrodinamik akan menghela nafas, melihat perbedaan mereka, dan pergi untuk mengubah semua parameter tidak pasti yang dia coba tebak sehingga saat berikutnya dia memulai simulator, dia akan mendapatkan sesuatu yang dekat dengan data nyata yang diamati. Atau mungkin di awal berikutnya. Atau mungkin yang berikutnya dan seterusnya.akan mengeluarkan grafik indikator teknologi untuk setiap sumur dan dengan cermat membandingkannya dengan data historis nyata. Insinyur hidrodinamik akan menghela nafas, melihat perbedaan mereka, dan akan mengubah semua parameter yang tidak ditentukan yang dia coba tebak sehingga pada saat simulator diluncurkan, dia akan mendapatkan sesuatu yang dekat dengan data yang sebenarnya diamati. Atau mungkin di awal berikutnya. Atau mungkin lain kali, dan seterusnya.akan mengeluarkan grafik indikator teknologi untuk setiap sumur dan dengan cermat membandingkannya dengan data historis nyata. Insinyur hidrodinamik akan menghela nafas, melihat perbedaan mereka, dan akan mengubah semua parameter yang tidak ditentukan yang dia coba tebak sehingga pada saat simulator diluncurkan, dia akan mendapatkan sesuatu yang dekat dengan data yang sebenarnya diamati. Atau mungkin lain kali Anda mulai. Atau mungkin yang berikutnya dan seterusnya.
Insinyur yang menyiapkan model pengaturan permukaan akan mengambil laju aliran yang akan diproduksi lapangan sesuai dengan hasil simulasi dan memasukkannya ke dalam modelnya, yang akan menghitung pipa mana yang akan memiliki tekanan apa dan apakah sistem pipa yang ada dapat “mencerna” produksi lapangan: membersihkan yang diproduksi minyak, siapkan volume air injeksi yang dibutuhkan, dan sebagainya.
Dan akhirnya, pada level tertinggi, pada level model ekonomi, ekonom akan menghitung aliran biaya untuk konstruksi dan pemeliharaan sumur, listrik untuk pengoperasian pompa dan jaringan pipa dan aliran pendapatan dari pengiriman minyak yang diproduksi ke sistem pipa, dikalikan dengan tingkat faktor diskon yang diperlukan dan memperoleh total NPV dari proyek pengembangan lapangan yang selesai.
Persiapan semua model ini, tentu saja, membutuhkan penggunaan aktif basis data untuk menyimpan informasi, perangkat lunak teknik khusus yang mengimplementasikan pemrosesan semua informasi input dan pemodelan aktual, yaitu, memprediksi masa depan dari masa lalu.
Untuk membangun masing-masing model di atas, produk perangkat lunak terpisah digunakan, paling sering borjuis, sering praktis tidak terbantahkan dan karenanya sangat mahal. Produk semacam itu telah berkembang selama beberapa dekade, dan mengulangi jalur mereka dengan bantuan lembaga kecil bukanlah tugas yang mudah. Tetapi dinosaurus dimakan bukan oleh dinosaurus lain, tetapi oleh musang kecil, lapar, dan terarah. Yang penting adalah bahwa, seperti dalam kasus Excel, hanya 10% fungsionalitas yang diperlukan untuk pekerjaan sehari-hari, dan take kami, seperti Strugatskys, akan "hanya dapat melakukan itu ... - tetapi mereka yang dapat melakukannya dengan baik" hanyalah 10% ini. Secara umum, kami penuh harapan yang sudah memiliki dasar tertentu.
Artikel ini hanya menjelaskan satu cara pilar dari siklus hidup seluruh model lapangan, dan sudah ada tempat bagi pengembang perangkat lunak untuk berjalan-jalan di sana, dan pesaing akan memiliki cukup banyak pekerjaan dengan model penetapan harga saat ini. Pada artikel berikutnya, akan ada spin-off
Bersambung…