Рейтинг@Mail.ru
Навигация

← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →

Журнал First Break – Март 2015 – Выпуск 3 – Том 33 – Новости EAGE

Победители творческого конкурса молодых геоучёных прокладывают путь в будущее

Трое геоучёных с Ближнего Востока поделились историями инновационных разработок в области вычислительных геонаук, которые позволили им стать победителями конкурса EAGE Geo-Creativity Prize 2014.

Umair bin Waheed был перспективным аспирантом, специализирующимся в области электроники, который принял решение переориентироваться на геонауки, поскольку здесь перед ним открывались самые широкие возможности для полевых исследований. Правильность своего решения он осознал, когда стал одним из трёх победителей конкурса EAGE Geo-Creativity Prize 2014, по итогам которого вручается денежная премия за инновационные идеи в области вычислительных технологий, применяемых в геонауках, включая такие темы, как геомоделирование, визуализация, сейсмические изображения и мониторинг коллекторов.

Президент EAGE Philip Ringrose сказал следующее: «В нефтяной отрасли берут своей начало многие выдающиеся достижения в области вычислительных наук, визуализации земных недр и геологии. Я твёрдо уверен, что инновации в области вычислительных геонаук обладают потенциалом, достаточным для того, чтобы значительно повысить эффективность использования природных ресурсов».

После своего декабрьского триумфа в Омане трое победителей — Yunlai Yang (Saudi Aramco), Peter Jones (Saudi Aramco) и Umair bin Waheed (KAUST) — дали интервью First Break.

Победитель: доктор Yunlai Yang

Д-р Yunlai Yang работает консультантом в Saudi Aramco. Степень доктора инженерной геологии он получил в 1993 г. в Университете Ньюкасла-на-Тайне, степени бакалавра и магистра в области гидрогеологии и инженерной геологии были им получены в 1982 и 1985 годах соответственно в китайском Университете Ланьчжоу. Сотрудником Saudi Aramco он стал в 1998 г.

Научные интересы Yunlai Yang распространяются на фундаментальные физические свойства осадочных пород и их практическое применение. Он предложил использовать глинистость в качестве количественного литологического дескриптора и установил два фундаментальных отношения — пористости с действующим напряжением и проницаемости с пористостью — для мелкозернистых осадочных пород.

Его достижение: определение литологического типа и свойств породы на основании звука бурового долота

Д-р Yang изобрёл Petro-Phone — инструмент для определения литологического типа и петрофизических свойств породы во время бурения в режиме реального времени.

Этот метод позволяет извлекать информацию о породе прямо во время бурения, тогда как другие каротажные инструменты выполняют оценку пород, расположенных на 30—70 футов выше бурового долота. Новый метод обладает потенциалом для оптимальной управляемой проводки бурового долота, оценки литологии и свойств пород в режиме реального времени, обнаружения зон трещиноватости и выбора лучшего места для установки башмака колонны.

Новый инструмент обладает идеальными характеристиками для бурения горизонтальных скважин. Если буровое долото достигает продуктивной зоны, данный метод позволяет сразу узнать это, поскольку звуковая сигнатура окружающей породы отличается от сигнатуры нефтегазопродуктивного интервала. Бурение может быть настроено таким образом, чтобы отслеживать продуктивную зону по времени.

Второй призёр: Peter Jones

Peter Jones работает старшим геологом-консультантом в исследовательском центре EXPEC компании Saudi Aramco. Степень бакалавра в области наук о Земле он получил в Дартмутском колледже (1982 г.), а степень магистра геологии — в Университете Оклахомы (1986 г.). Сотрудником Saudi Aramco Peter стал в 1991 г. Его интересы лежат в таких научных сферах, как геохимия материнских пород, моделирование бассейнов, определение времени и путей миграции углеводородов и моделирование коллекторов с помощью пиролитических методов. Он разрабатывает новые методы оценки осаждённого органического вещества для лучшей интерпретации осадочных сред и более точного описания материнских пород и нетрадиционных ресурсов.

Его достижение — GC-ROX: приложение для геологического моделирования, позволяющее выполнять оценку отдачи продуктивного пласта и интерпретацию данных в режиме реального времени

Придя к выводу, что выполнение различных видов скважинных измерений и анализа по отдельности отнимает слишком много времени, молодой учёный разработал универсальный инструмент, который интегрирует все аспекты проверки данных и может передавать полученные результаты с буровой установки в центр данных в режиме реального времени.

Третий призёр: Umair bin Waheed

Umair bin Waheed родом из пакистанского города Карачи, в настоящее время он является аспирантом Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии. Его основные научные интересы лежат в области разработки новых математических инструментов, позволяющих лучше понять распространение сейсмических волн в недрах Земли. Два летних сезона он проходил стажировку в Хьюстонском технологическом центре компании Schlumberger, где разработал эйкональный решатель для орторомбических сред и томографический алгоритм времени пробега для анизотропных сред. По обоим проектам были поданы патентные заявки, которые находятся на рассмотрении. У него есть ещё четыре патентные заявки, которые также ожидают утверждения.

Его достижение — эффективная экстраполяция формы импульса для анизотропных сред

Разработка исключительно эффективных алгоритмов моделирования может оказать огромное влияние на современные процедуры инверсии.

Включение анизотропии, затухания или пороупругости (а также всех их одновременно) в описание среды может привести к значительному росту затрат на решение соответствующего волнового уравнения. Тогда как включение кинематических и динамических последствий этих физических явлений в более простую модель, требующую меньшего количества параметров, позволит значительно уменьшить нагрузку вычислительных мощностей. Идея заключается в получении более простой и эффективной модели, которая продемонстрирует распространение волн, сходное с тем, которое наблюдается в исходной модели. В идеале волновое поле, полученное для эффективной модели, должно соответствовать свойствам фазы и амплитуды исходной модели.

Новаторство предложенного алгоритма заключается в получении эффективной эллиптически анизотропной модели, построение которой обходится значительно дешевле модели обращения времени пробега.

Как к вам пришла эта идея?

Yunlai Yang. Когда мне приходилось заниматься «прогнозированием» порового давления в режиме реального времени при каротаже во время бурения, мне не нравилось, что речь идёт о давлении на несколько десятков футов выше бурового долота, поскольку каротажный инструмент прикреплён к буровой колонке на некотором расстоянии позади него. Если бы мы могли предсказывать поровое давление на уровне бурового долота, то можно было бы своевременно производить нужные измерения для обнаружения зон АВПД, которые приводят к серьёзным проблемам.

Все имеющиеся инструменты каротажа во время бурения крепятся на некотором расстоянии позади бурового долота. Кроме того, прикрепить датчики на долоте, чтобы измерить свойства породы, довольно трудно. Звук бурового долота производится во время его погружения в породу. Он зависит от типа горной породы и её свойств. Взяв за основу эту идею, я понял, что смогу претворить её в разработку реального инструмента.

Peter Jones. Я хотел создать машинное решение, которое отвечало бы потребностям клиентов в проведении анализа скважинных данных и позволяло бы экспортировать файл со всеми необходимыми сведениями об эксплуатации скважины, чтобы сделать его доступным для всех пользователей жёсткого диска. Я начал разрабатывать эти средства ещё в 1996 г., а в 1999 году получил патент. Компания Halliburton провела испытания моего изобретения в 300 скважинах на месторождении в Саудовской Аравии.

Umair bin Waheed. Первоначальная идея появилась у меня после знакомства с концепцией Silva и Sava (2009) о получении эквивалентной скорости для соответствующей кинематики от области предпучка до нормальных лучей. Я понял, что такая же идея может быть применена к анизотропным средам с достижением значительно больших вычислительных преимуществ. Позже я доказал это с помощью математических тестов.

Идея заключается в получении более простых моделей, которые должны содержать эффекты, вызванные сложными физическими явлениями в недрах Земли. После того как упрощённая модель будет получена, можно использовать более дешёвые операторы для решения волнового уравнения.

Насколько инновационной является ваша идея?

Yunlai Yang. Звук бурового долота считывается датчиками, прикреплёнными к буровой трубе позади долота или в верхней части ведущего вала, который является частью ВП. Звук долота мгновенно поступает к датчикам по буровым трубам (скорость звука в стальной трубе составляет около 6000 м/с). Следовательно, литологическая информация о горной породе, окружающей буровое долото, может быть получена в режиме реального времени по его звуку.

Громкость звука при работе долота слишком высокая, чтобы передавать её по скважинной телеметрической системе. В предлагаемом подходе звук бурового долота был преобразован в виде нескольких типов данных, таких как средняя частота, средняя амплитуда и полная мощность, чтобы описать его акустические характеристики. Сокращённый объём данных может быть передан на поверхность с помощью обычной скважинной телеметрической системы.

Peter Jones. Развёртывание этого инструмента могут выполнить люди с минимальной подготовкой. Мне не нужно специально обучать кого-то, любой сотрудник может легко освоить его за 30 минут или даже меньше.

Umair bin Waheed. В моём решении используются более простые операторы для решения сложных уравнений, что позволяет сократить расходы на вычисление анизотропных волновых полей в 3—4 раза. Это сделает более практически выполнимыми методы инверсии нового поколения, такие как многопараметрическая инверсия с учётом формы импульса. Многие специалисты нефтегазовой отрасли уже начали задумываться об инверсии параметров для сложных анизотропных симметрий, таких как поперечная изотропия или ромбическая анизотропия и т.п.

Кроме того, можно использовать данную концепцию для вставки эффектов, вызванных затуханием, пороэластичностью и т.д.

Станет ли получение приза Geo-Creativity Prize хорошим стимулом для вас?

Yunlai Yang. Это вдохновит меня на превращение «петрофона» в профессиональный инструмент и изучение потенциальных областей его применения.

Peter Jones. В настоящее время мы совершенствуем оборудование и добавляем большее количество датчиков для моделирования в нескольких измерениях. Мы уже выполнили программы испытаний в Кувейте, на Аляске и в Мексиканском заливе. Я хотел бы, чтобы моё изобретение стало стандартным инструментом исследований. Мы зарегистрировали в США четыре патента, и один находится на рассмотрении.

Umair bin Waheed. Для меня было большой честью оказаться среди финалистов и получить возможность рассказать о своей работе такому представительному жюри.

Я получил большой стимул для продолжения исследований, чтобы переработать научную часть и расширить области промышленного применения. Участие в конкурсе заставило меня продемонстрировать все свои научные знания и практические навыки.

Сейчас я занимаюсь подготовкой заявки на патент, в основе которого лежит моя идея, и продолжаю работать над повышением точности и согласованности амплитуды волнового поля.

EAGE выражает благодарность всем, кто прислал свои работы для участия в конкурсе Geo-Creativity Prize 2014, также мы благодарим технический комитет, жюри и нашего платинового спонсора компанию Saudi Aramco за поддержку этой инициативы.




← Предыдущая статья             Содержание номера             Следующая статья →















Яндекс цитирования
Журнал First Break и материалы всех мероприятий EAGE направляются на индексацию в систему Scopus.
Журналы Basin Research, Geophysical Prospecting, Near Surface Geophysics и Petroleum Geoscience направляются на индексацию в системы Scopus и Web of Science.