Цифровая революция добралась до недр

Нефтегазовая отрасль переживает период глубокой технологической трансформации. Если раньше поиск месторождений во многом зависел от интуиции опытных геологов и кропотливого ручного анализа данных, то сегодня на помощь специалистам приходят алгоритмы машинного обучения. Российские ученые из Новосибирска сделали важный шаг в этом направлении, усовершенствовав методы интерпретации сейсмических данных.

Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН разработали улучшенный алгоритм, который существенно повышает достоверность прогнозов при поиске залежей углеводородов. Разработка уже прошла практическую проверку на реальном месторождении и показала впечатляющие результаты.

Как устроен сейсмофациальный анализ

Прежде чем говорить о новшествах, стоит разобраться в сути метода. Сейсмофациальный анализ представляет собой способ изучения подземных структур без проведения дорогостоящего бурения. Принцип работы основан на использовании сейсмических волн, которые по-разному отражаются от горных пород с различными свойствами.

Представьте, что вы бросаете камень в воду и наблюдаете за расходящимися кругами. Примерно так же работают сейсмические волны, только они распространяются в толще земной коры. Анализируя характер отражений, специалисты могут судить о строении недр и выявлять потенциально перспективные участки.

Однако традиционные методы такого анализа имеют существенные ограничения. Главная проблема заключается в необходимости обрабатывать огромные массивы данных вручную. Геолог-интерпретатор вынужден самостоятельно оценивать сейсмические образы, что требует колоссальных временных затрат и не исключает субъективных ошибок.

Байесовский классификатор на службе геологов

Для преодоления этих ограничений новосибирские ученые обратились к методам машинного обучения. В основу усовершенствованного алгоритма положен Байесовский классификатор, математический инструмент, который определяет принадлежность объекта к тому или иному классу на основе вероятностных расчетов.

Формула Байеса позволяет уточнять вероятность какого-либо события при появлении новой информации. Применительно к геологоразведке это означает, что система способна «обучаться» на имеющихся данных и постоянно совершенствовать свои прогнозы.

«В новом варианте алгоритм использует не только сейсмические и скважинные материалы, но и имеющуюся геологическую информацию с представлениями о развитии коллекторов на участке исследования», сообщили в пресс-службе института.

Именно в этом заключается принципиальное отличие от предыдущих версий. Алгоритм научился комплексно учитывать разнородные источники информации, что существенно повысило достоверность получаемых прогнозов.

Проверка боем на оренбургском месторождении

Любая научная разработка требует практической проверки. Новосибирские ученые провели испытания усовершенствованного алгоритма на участке нефтегазоконденсатного месторождения в Оренбургской области.

Результаты превзошли ожидания. На основе анализа было проведено успешное повторное перфорирование имеющихся скважин. Для неспециалистов поясним, что перфорация представляет собой пробивание отверстий в обсадной колонне и цементном кольце на уровне продуктивного пласта. Через эти отверстия нефть, газ или вода поступают в скважину.

Последующее бурение полностью подтвердило предположения ученых о расположении перспективных зон.

«Применение усовершенствованного алгоритма на стадии разведки и разработки месторождений углеводородов может существенно уточнить интерпретацию сейсмических данных», отмечают исследователи.

Экономический эффект и снижение рисков

Значимость разработки выходит далеко за рамки чисто научного интереса. Бурение разведочных и эксплуатационных скважин представляет собой крайне затратный процесс. Стоимость одной скважины может достигать десятков и сотен миллионов рублей в зависимости от глубины и сложности геологических условий.

Каждая «пустая» скважина, не давшая ожидаемого притока углеводородов, означает прямые финансовые потери для недропользователя. Повышение точности прогнозов даже на несколько процентов способно сэкономить отрасли миллиарды рублей ежегодно.

Кроме того, более точное определение перспективных зон позволяет оптимизировать схему разработки месторождений. Это ведет к рациональному использованию недр и минимизации экологического воздействия.

Что дальше ждет технологию

Разработка новосибирских ученых открывает новые возможности для геологоразведочной отрасли. Алгоритм позволяет выделять перспективные объекты и прогнозировать зоны распространения коллекторов для постановки поисково-разведочного и эксплуатационного бурения.

Исследователи не планируют останавливаться на достигнутом. В ближайших планах, дальнейшее развитие разработки для повышения точности прогнозов. Предполагается расширение базы обучающих данных и адаптация алгоритма к различным геологическим условиям.

Особенно актуальной технология может оказаться для работы в сложных условиях Восточной Сибири и арктического шельфа, где традиционные методы геологоразведки сталкиваются с серьезными ограничениями.

Россия в контексте мировых трендов

Разработка ИНГГ СО РАН вписывается в глобальный тренд цифровизации нефтегазовой отрасли. Ведущие мировые компании активно внедряют технологии искусственного интеллекта на всех этапах производственного цикла, от разведки до добычи и транспортировки.

Российские ученые и инженеры вносят весомый вклад в это направление. Отечественные разработки в области геофизики традиционно высоко ценятся на международном уровне. Новый алгоритм укрепляет позиции страны в сфере высокотехнологичных решений для ресурсодобывающих отраслей.

При этом важно понимать, что машинное обучение не заменяет квалифицированных специалистов, а служит инструментом повышения эффективности их работы. Финальные решения по-прежнему принимают люди, опираясь на свой опыт и профессиональное чутье.

Таким образом, усовершенствованный алгоритм поиска углеводородов, разработанный новосибирскими учеными, представляет собой значимый шаг в развитии геологоразведочных технологий. Интеграция машинного обучения с традиционными методами сейсмофациального анализа позволяет существенно повысить достоверность прогнозов и снизить риски при освоении месторождений. Успешная апробация на нефтегазоконденсатном месторождении в Оренбургской области подтверждает практическую ценность разработки. По мере дальнейшего совершенствования алгоритм может стать стандартным инструментом в арсенале отечественных геологов, способствуя более эффективному освоению минерально-сырьевой базы страны.