-, , .
, , . – , , – .
, ,
جميع الآثار المادية المدرجة في المقالات السابقة ( واحد ، اثنان ، ثلاثة ) مهمة لفهم ليس فقط من أجل معرفة كيفية عمل العالم. على الأرجح يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند بناء نموذج يمكنه التنبؤ بالمستقبل بشكل صحيح. لماذا يجب أن نكون قادرين على التنبؤ بمستقبل إنتاج النفط إذا كان سعر النفط والفيروس التاجي لا يزال غير متوقع؟ ثم ، لماذا وفي كل مكان: لاتخاذ القرارات الصحيحة.
في حالة الحقل ، لا يمكننا أن نلاحظ مباشرة ما يحدث تحت الأرض بين الآبار. تقريبا كل ما هو متاح لنا مرتبط بالآبار ، أي إلى نقاط نادرة في المساحات الشاسعة من المستنقعات (كل ما يمكننا قياسه موجود في حوالي 0.5٪ من الصخور ، يمكننا فقط "تخمين" حول خصائص 99.5٪ المتبقية). هذه قياسات مأخوذة على الآبار عند بناء البئر. هذه هي قراءات الأدوات التي يتم تركيبها في الآبار (ضغط قاع البئر ، نسبة الماء والغاز في الناتج). وهذه هي المعلمات المقاسة والمحددة للآبار - متى يتم تشغيلها ، ومتى يتم إيقافها ، وبأي سرعة يتم ضخها.
النموذج الصحيح هو الذي يتنبأ بالمستقبل بشكل صحيح. ولكن بما أن المستقبل لم يحن بعد ، وأريد أن أفهم ما إذا كان النموذج جيدًا الآن ، فإنهم يفعلون ذلك: لقد وضعوا جميع المعلومات الواقعية المتاحة حول الحقل في النموذج ، وفقًا للافتراضات التي يضيفونها تخميناتهم حول معلومات غير معروفة (عبارة الصيد "جيولوجيين - ثلاثة آراء "فقط حول هذه التخمينات) وهم يحاكيون عمليات التصفية ، وإعادة توزيع الضغط التي تجري تحت الأرض ، وما إلى ذلك. يوضح النموذج مؤشرات الأداء الجيد التي كان يجب ملاحظتها ، ويتم مقارنتها بالمؤشرات الملحوظة بالفعل. بعبارة أخرى ، نحن نحاول بناء نموذج يعيد إنتاج القصة.
في الواقع ، يمكنك الغش وتطلب فقط النموذج لإنتاج البيانات التي تحتاجها. ولكن ، أولاً ، لا يمكن القيام بذلك ، وثانيًا ، سيظلون يلاحظون (خبراء في هيئات الدولة نفسها حيث يجب تقديم النموذج).
إذا كان النموذج لا يستطيع إعادة إنتاج القصة ، فمن الضروري تغيير مدخلاتها ، ولكن ماذا؟ لا يمكن تغيير البيانات الفعلية: هذه نتيجة مراقبة وقياس الواقع - بيانات من الأجهزة. الأجهزة ، بالطبع ، لها خطأ خاص بها ، ويتم استخدام الأجهزة من قبل الأشخاص الذين يمكن أيضًا أن يخطئون ويكذبون ، ولكن عدم اليقين بشأن البيانات الفعلية في النموذج يكون عادة صغيرًا. من الممكن والضروري تغيير أكبر قدر من عدم اليقين: افتراضاتنا حول ما يحدث بين الآبار. وبهذا المعنى ، فإن بناء نموذج هو محاولة لتقليل عدم اليقين في معرفتنا بالواقع (في الرياضيات ، تُعرف هذه العملية بحل المشكلة العكسية ، والمشاكل العكسية في مجالنا - مثل الدراجات في بكين!).
إذا كان النموذج يعيد إنتاج القصة بشكل صحيح ، فلدينا أمل في أن معرفتنا بالواقع المضمنة في النموذج لا تختلف كثيرًا عن هذا الواقع نفسه. عندها فقط عندها يمكننا إطلاق مثل هذا النموذج للتنبؤ ، في المستقبل ، وسيكون لدينا المزيد من الأسباب لتصديق مثل هذه التوقعات.
ماذا لو تمكنت من صنع واحد ، ولكن عدة نماذج مختلفة ، والتي تعيد إنتاج التاريخ بشكل جيد ، ولكن في نفس الوقت تعطي تنبؤات مختلفة؟ ليس لدينا خيار سوى العيش مع هذا الشك ، لاتخاذ قرارات بعين الاعتبار. علاوة على ذلك ، نظرًا لوجود العديد من النماذج التي تقدم مجموعة من التوقعات المحتملة ، يمكننا محاولة تحديد مخاطر اتخاذ هذا القرار أو ذاك ، بينما لدينا نموذج واحد ، سنكون واثقين بشكل غير مبرر من أن كل شيء سيكون كما يتوقع النموذج.
نماذج في حياة المجال
من أجل اتخاذ قرارات في عملية تطوير حقل ما ، تحتاج إلى نموذج شامل للحقل بأكمله. علاوة على ذلك ، من المستحيل اليوم تطوير حقل بدون مثل هذا النموذج: مثل هذا النموذج مطلوب من قبل هيئات الدولة في الاتحاد الروسي.
يبدأ كل شيء بنموذج زلزالي تم إنشاؤه بنتائج الاستكشاف الزلزالي. يسمح هذا النموذج للمرء "برؤية" أسطح ثلاثية الأبعاد تحت الأرض - طبقات محددة تنعكس منها الموجات الزلزالية بشكل جيد. لا يعطي أي معلومات تقريبًا عن الخصائص التي نحتاجها (المسامية ، النفاذية ، التشبع ، إلخ) ، لكنه يوضح كيف تنحني بعض الطبقات في الفضاء. إذا كنت قد صنعت شطيرة متعددة الطبقات ، ثم طويتها بطريقة ما (جيدًا ، أو جلس عليها شخص ما) ، فعندئذ لديك كل سبب للاعتقاد بأن جميع الطبقات عازمة تقريبًا. لذلك ، يمكننا أن نفهم كيف تم تقويس كعكة الطبقات من الرواسب المختلفة التي تهاجم قاع المحيط ، حتى لو رأينا واحدة فقط من الطبقات في النموذج الزلزالي ، والتي ، من خلال الحظ المحظوظ ، تعكس الموجات الزلزالية بشكل جيد. عند هذه النقطة ، قام مهندسو علوم البيانات بإحياء ،لأن الاختيار التلقائي لمثل هذه الآفاق الانعكاسية في المكعب ، وهذا ما شارك فيه أحدناhackathons هي مشكلة التعرف على الأنماط الكلاسيكية.
ثم يبدأ الحفر الاستكشافي ، وبينما يتم حفر الآبار ، يتم إنزال الأدوات عليها التي تقيس جميع أنواع المؤشرات المختلفة على طول حفرة البئر ، أي أنها تجري تسجيل الآبار (المسوحات الجيوفيزيائية للآبار). نتيجة هذه الدراسة هي تسجيل جيد ، أي منحنى لكمية مادية معينة تقاس بخطوة معينة على طول حفرة البئر بأكملها. تقيس الأدوات المختلفة الكميات المختلفة ، ثم يقوم المهندسون المدربون بتفسير هذه المنحنيات للحصول على معلومات ذات معنى. أداة واحدة تقيس النشاط الإشعاعي الطبيعي لجاما للصخور. صلصال "fonit" أقوى ، خافت "fonit" من الحجر الرملي - أي مترجم يعرف ذلك ويعرفه على منحنى قطع الأشجار: هناك صلصال ، وهنا طبقة من الحجر الرملي ، وهنا شيء بينهما. جهاز آخر يقيس الجهد الكهربائي الطبيعي بين النقاط المجاورة ،الناشئة عن اختراق طين الحفر في التكوين. يُظهر الإمكانات العالية وجود اتصال ترشيح بين نقاط التكوين ، يعرف المهندس ويؤكد وجود صخور قابلة للاختراق. يقيس الجهاز الثالث مقاومة السوائل المشبعة بالصخور: الماء المالح يمر التيار ، والزيت لا يمر التيار - ويسمح لك بفصل الصخور المشبعة بالزيت عن الصخور المشبعة بالماء ، وما إلى ذلك.
في هذا المكان ، أحيى مهندسو علوم البيانات مرة أخرى ، لأن المدخلات لهذه المشكلة هي منحنيات رقمية بسيطة ، واستبدال المترجم ببعض نماذج ML التي يمكن أن تستخلص استنتاجات حول خصائص الصخور بدلاً من المهندس في شكل منحنى يعني حل مشكلة التصنيف الكلاسيكي. في وقت لاحق فقط بدأ مهندسو علوم البيانات في ارتعاش أعينهم عندما اتضح أن بعض هذه المنحنيات المتراكمة من الآبار القديمة ليست إلا في شكل أقدام طويلة من الورق.
بالإضافة إلى ذلك ، أثناء الحفر ، يتم أخذ نواة من البئر - عينات من الصخور السليمة تقريبًا (إذا كانت محظوظة) والصخور السليمة أثناء الحفر. يتم إرسال هذه العينات إلى المختبر ، حيث تحدد مساميتها ونفاذيتها وتشبعها وجميع أنواع الخواص الميكانيكية المختلفة. إذا كان معروفًا (وإذا تم تنفيذه بشكل صحيح ، فيجب أن يكون معروفًا) من أي عمق تم رفع عينة أساسية معينة ، فعندما تأتي البيانات من المختبر ، سيكون من الممكن مقارنة القيم في هذا العمق التي أظهرتها جميع الأدوات الجيوفيزيائية ، وقيم المسامية والنفاذية و كان للتشبع الصخور في هذا العمق وفقًا للدراسات الأساسية للمختبر. وبالتالي ، من الممكن "استهداف" قراءات الأدوات الجيوفيزيائية ومن ثم فقط من بياناتها ، دون الحصول على نواة ، استنتاج حول خصائص الصخور التي نحتاجها لبناء نموذج. الشيطان كله في التفاصيل:لا تقيس الأدوات بالضبط ما تم تحديده في المختبر ، لكن هذه قصة مختلفة تمامًا.
وبالتالي ، بعد حفر العديد من الآبار وإجراء البحوث ، يمكننا أن نقول بثقة نوع الصخور وما هي الخصائص الموجودة حيث تم حفر هذه الآبار. المشكلة أننا لا نعرف ما يحدث بين الآبار. وهنا يأتي النموذج الزلزالي لإنقاذنا.
في الآبار ، نحن نعرف بالضبط خصائص الصخور في أي عمق ، لكننا لا نعرف كيف تنتشر طبقات الصخور الملحوظة في الآبار وتنحني بينها. لا يسمح لنا النموذج الزلزالي بتحديد أي طبقة تقع بدقة عند أي عمق ، ولكنه يظهر بثقة طبيعة الانتشار والانحناء لجميع الطبقات في وقت واحد ، طبيعة الفراش. ثم يقوم المهندسون بتمييز نقاط مميزة معينة على الآبار ، ووضع علامات على عمق معين: على هذا البئر في هذا العمق - الجزء العلوي من التكوين ، في هذا العمق - الجزء السفلي. وسطح السطح العلوي والسفلي بين الآبار ، تقريبًا ، يتم رسمه بالتوازي مع السطح الذي يظهر في النموذج الزلزالي. والنتيجة هي مجموعة من الأسطح ثلاثية الأبعاد التي تغطي المساحة التي تهمنا ، ونحن بالطبع مهتمون بالتشكيلات التي تحتوي على النفط. ذلكما حدث يسمى النموذج الهيكلي ، لأنه يصف بنية التكوين ، ولكن ليس محتواه الداخلي. لا يقول النموذج الهيكلي شيئًا عن المسامية والنفاذية والتشبع والضغط داخل الخزان.
ثم تأتي مرحلة التقسيم ، حيث تنقسم مساحة المساحة التي يشغلها الحقل إلى مثل هذا المنحني المتوازي المصنوع من الخلايا وفقًا للفراش (لا يزال طابعه مرئيًا في النموذج الزلزالي!). يتم تحديد كل خلية في هذا الصندوق المنحني بشكل فريد من خلال ثلاثة أرقام ، I و J و K. يتم وضع جميع طبقات هذا الصندوق المنحني وفقًا لتوزيع الطبقات ، ويتم تحديد عدد الطبقات في K وعدد الخلايا في I و J بالتفاصيل التي يمكننا تحملها.
ما مقدار المعلومات الصخرية التفصيلية التي لدينا على طول حفرة البئر ، أي عموديًا؟ كما هو مفصل بعدد المرات التي قامت فيها الأداة الجيوفيزيائية بقياس حجمها أثناء التحرك على طول حفرة البئر ، أي كقاعدة ، كل 20-40 سم ، لذلك يمكن أن تكون كل طبقة 40 سم أو 1 م.
ما مدى تفصيل المعلومات لدينا بشكل جانبي ، أي بعيدًا عن البئر؟ ليس كم: ليس لدينا أي معلومات إلى جانب البئر ، لذلك لا توجد عادة نقطة في اقتحام خلايا صغيرة جدًا على طول I و J ، وغالبًا ما تكون 50 أو 100 متر على طول الإحداثيات. يعد اختيار حجم هذه الخلايا أحد التحديات الهندسية الهامة.
بعد تقسيم المساحة بالكامل إلى خلايا ، يتم التبسيط المتوقع: داخل كل خلية ، تعتبر قيمة أي من المعلمات (المسامية ، النفاذية ، الضغط ، التشبع ، إلخ) ثابتة. بالطبع ، هذا ليس كذلك في الواقع ، ولكن بما أننا نعلم أن تراكم الرواسب في قاع البحر قد ذهب في طبقات ، فإن خصائص الصخور ستتغير بشكل عمودي أكثر من أفقيًا.
لذا ، لدينا شبكة من الخلايا ، لكل خلية قيمة خاصة بها (غير معروفة بالنسبة لنا) لكل من المعلمات المهمة التي تصف كل من الصخور وتشبعها. حتى الآن ، هذه الشبكة فارغة ، لكن الآبار تمر عبر بعض الخلايا ، حيث مررنا الجهاز وحصلنا على قيم منحنيات المعلمات الجيوفيزيائية. يقوم المهندسون المفسرون ، باستخدام الدراسات المختبرية الأساسية ، والارتباطات ، والخبرة وما شابه ذلك الأم ، بتحويل قيم منحنيات المعلمات الجيوفيزيائية إلى قيم خصائص الصخور والسوائل المشبعة التي نحتاجها ، ونقل هذه القيم من البئر إلى خلايا الشبكة التي يمر بها هذا البئر. يتحول إلى شبكة ، والتي في بعض الأماكن في الخلايا لها قيم ، ولكن في معظم الخلايا لا توجد حتى الآن قيم. يجب تخيل القيم في جميع الخلايا الأخرى باستخدام الاستيفاء والاستقراء. تجربة الجيولوجي ومعرفتهنظرًا لأن خصائص الصخور عادةً ما يتم توزيعها ، فإنها تسمح لك بتحديد خوارزميات الاستيفاء الصحيحة وملء معلماتها بشكل صحيح. ولكن على أي حال ، عليك أن تتذكر أن كل هذا هو تكهنات حول المجهول الذي يقع بين الآبار ، وليس من أجل أي شيء يقولون ، مرة أخرى هذه الحقيقة المشتركة ، سأذكرك أن اثنين من الجيولوجيين سيكون لديهم ثلاثة آراء مختلفة حول نفس الرواسب.
ستكون نتيجة هذا العمل نموذجًا جيولوجيًا - متوازيًا منحنيًا ثلاثي الأبعاد مقسمًا ، مقسمًا إلى خلايا ، يصف بنية المجال والعديد من الصفائف ثلاثية الأبعاد للخصائص في هذه الخلايا: غالبًا ما تكون هذه صفائف من المسامية والنفاذية والتشبع وميزة "الحجر الرملي" - "الطين".
ثم يتولى المتخصصون في الهيدروديناميكية. يمكنهم توسيع النموذج الجيولوجي من خلال الجمع بين عدة طبقات رأسيًا وإعادة حساب خصائص الصخور (وهذا ما يسمى "الارتقاء" وهو تحدٍ منفصل). ثم يضيفون ما تبقى من الخصائص الضرورية حتى يتمكن جهاز محاكاة الهيدروديناميكي من محاكاة ما سوف يتدفق حيث: بالإضافة إلى المسامية والنفاذية والزيت والماء وتشبع الغاز ، ستكون هذه هي الضغط ومحتوى الغاز وما إلى ذلك. سيضيفون آبارًا إلى النموذج ويدخلون معلومات عنها حول متى وفي أي وضع عملوا. هل نسيت أننا نحاول إعادة إنتاج التاريخ من أجل الحصول على أمل في توقع صحيح؟ سوف تأخذ ديناميكيات السوائل تقارير من المختبر وتضيف الخصائص الفيزيائية الكيميائية للنفط والمياه والغاز والصخور إلى النموذج ،سيتم إرسال كل تبعياتها (في الغالب على الضغط) وكل ما تم اتخاذه ، والذي سيكون نموذجًا هيدروديناميكيًا ، إلى جهاز محاكاة هيدروديناميكي. يحسب بصدق من أي خلية يتدفق إليها كل شيء في أي وقت من الأوقات ، ويعرض الرسوم البيانية للمؤشرات التكنولوجية لكل بئر ويقارنها بعناية مع البيانات التاريخية الحقيقية. سوف يتنهد المهندس الهيدروديناميكي ، وينظر إلى تناقضهم ، ويذهب لتغيير جميع المعلمات غير المؤكدة التي يحاول تخمينها بحيث أنه في المرة القادمة التي يبدأ فيها جهاز المحاكاة ، سيحصل على شيء قريب من البيانات الحقيقية التي تمت ملاحظتها. أو ربما في المرة القادمة التي تبدأ فيها. أو ربما التالي وهكذا.سيصدر رسوم بيانية للمؤشرات التكنولوجية لكل بئر ويقارنها بدقة مع البيانات التاريخية الحقيقية. سوف يتنهد المهندس الهيدروديناميكي ، وينظر إلى تناقضه ، وسيذهب لتغيير جميع المعلمات غير المحددة التي يحاول تخمينها بحيث أنه في المرة القادمة التي يتم فيها تشغيل المحاكي ، سيحصل على شيء قريب من البيانات التي تمت ملاحظتها بالفعل. أو ربما في البداية القادمة. أو ربما التالي وهكذا.سيصدر رسوم بيانية للمؤشرات التكنولوجية لكل بئر ويقارنها بدقة مع البيانات التاريخية الحقيقية. سوف يتنهد المهندس الهيدروديناميكي ، وينظر إلى تناقضه ، وسيذهب لتغيير جميع المعلمات غير المحددة التي يحاول تخمينها بحيث أنه في المرة القادمة التي يتم فيها تشغيل المحاكي ، سيحصل على شيء قريب من البيانات التي تمت ملاحظتها بالفعل. أو ربما في المرة القادمة التي تبدأ فيها. أو ربما التالي وهكذا.
سيأخذ المهندس الذي يعد نموذج الترتيب السطحي معدلات التدفق التي سينتجها الحقل وفقًا لنتائج المحاكاة ويضعها في نموذجه ، والذي سيحسب خط الأنابيب الذي سيحتوي على الضغط وما إذا كان نظام خط الأنابيب الحالي يمكنه "هضم" إنتاج الحقل: تنظيف المنتج المنتج الزيت ، وإعداد الحجم المطلوب من الماء المحقون ، وما إلى ذلك.
وأخيرًا ، على أعلى مستوى ، على مستوى النموذج الاقتصادي ، سيحسب الاقتصادي تدفق النفقات لبناء وصيانة الآبار ، والكهرباء لتشغيل المضخات وخطوط الأنابيب وتدفق الدخل من توصيل النفط المستخرج إلى نظام خطوط الأنابيب ، وضربه في الدرجة المطلوبة لمعامل الخصم والحصول على إجمالي صافي القيمة الحالية من مشروع تطوير حقل منتهي.
يتطلب إعداد جميع هذه النماذج ، بالطبع ، الاستخدام النشط لقواعد البيانات لتخزين المعلومات ، والبرمجيات الهندسية المتخصصة التي تنفذ معالجة جميع معلومات الإدخال والنمذجة نفسها ، أي التنبؤ بالمستقبل من الماضي.
لبناء كل من النماذج المذكورة أعلاه ، يتم استخدام منتج برمجي منفصل ، غالبًا ما يكون برجوازيًا ، وغالبًا ما يكون غير متنازع عليه وبالتالي مكلف للغاية. تم تطوير هذه المنتجات منذ عقود ، وتكرار مسارها بمساعدة مؤسسة صغيرة ليست مهمة سهلة. لكن الديناصورات لم تأكل من قبل الديناصورات الأخرى ، ولكن من قبل النمس الصغيرة والجائعة والهادفة. الشيء المهم هو أنه ، كما هو الحال في Excel ، هناك حاجة إلى 10 ٪ فقط من الوظائف للعمل اليومي ، وستكون نسخنا المكررة ، مثل Strugatsky ، "فقط أولئك الذين يعرفون ذلك ... - لكنهم يعرفون كيف يفعلون ذلك جيدًا" هؤلاء 10٪ فقط. بشكل عام ، نحن مليئون بالآمال التي لدينا بالفعل أسباب معينة.
تصف هذه المقالة واحدة فقط ، وهي الطريقة الأساسية لدورة حياة نموذج المجال بأكمله ، وهناك بالفعل مكان لمطوري البرامج للتنزه ، وسيكون لدى المنافسين ما يكفي من العمل مع نماذج التسعير الحالية. في المقالة التالية ، سيكون هناك
يتبع…