«ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕШЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ»
Содержание учебной дисциплины.
Введение.
Раздел 1. Цель, задачи и значение курса.
Тема 1.1. Общее содержание курса и основные разделы курса.
Тема 1.2. Предмет и методы исследования. Понятие о нефтегеологических параметрах (плотность нефти, пористость, газовый фактор и т.п.), оценка точности определения значений параметров при их измерениях. Роль теории вероятностей и математической статистики при анализе данных нефтяной геологии. Обзор программ реализующих анализ пространственных данных (MapInfo, ArcView, ArcInfo), а также реализующих моделирование нефтегазоносных бассейнов и резервуаров – Temis2D, Temis3D, Roxar. Возможность их применения и использования для решения задач нефтяной геологии.
Раздел 2. Основные положения теории вероятностей и математической статистики.
Тема 2.1. Основные понятия теории вероятностей. Определение вероятности. Способы расчета вероятности реализации события. События: невозможные, достоверные, совместные, несовместные, зависимые.
Тема 2.2. Случайные величины и законы их распределения. Функция распределения. Вероятность попадания случайной величины на заданный участок. Плотность распределения. Числовые характеристики случайных величин: математическое ожидание, мода, медиана. Дисперсия, среднее квадратичное отклонение. Коэффициенты асимметрии и эксцесса. Закон равномерной плотности. Вероятность попадания случайной величины на заданный участок. Нормальная функция распределения. Свойства нормального распределения. Числовые значения коэффициентов асимметрии и эксцесса случайной величины подчиняющейся нормальному закону.
Тема 2.3. Основные понятия теории математической статистики: генеральная и выборочная совокупности. Гистограмма и правила ее построения. Числовые характеристики статистического распределения. Число степеней свободы. Оценки математического ожидания и дисперсии. Доверительный интервал оценки математического ожидания.
Тема 2.4. Критерии согласия теоретических распределений с эмпирическими. Использование свойств шкал измерения для оценки нормальности распределения. Проверка нормальности по асимметрии и эксцессу. Критерий Пирсона.
Тема 2.5. Корреляционный анализ. Парный коэффициент корреляции. Проверка значимости выборочных коэффициентов корреляции. Оценка степени близости выявленной связи к линейной.
Тема 2.6. Регрессионный анализ. Установление формы зависимости между случайными величинами, определение вида регрессии, прогнозирование значений переменных. Оценка значимости значений параметров линейной регрессии.
Тема 2.7. Метод главных компонент. Сжатие матрицы исходных данных. Установление корреляционных связей в матрице исходных данных.
Тема 2.8. Кластерный анализ. Объединение исходных данных в однородные группы. Оценка мер сходства геологических объектов (эталонные и расчетные выборки).
Раздел 3. Географические информационные системы (ГИС).
Тема 3.1. Сферы применения ГИС. ГИС в нефтяной геологии: построение тематических карт, выборка пространственно ориентированных данных, планирование инфраструктуры и т.д. Компоненты ГИС.
Тема 3.2. Базовые понятия ГИС. Понятие о географических базах данных, их сравнение с СУБД. Основные структуры компьютерных файлов. Структура баз данных: иерархическая, сетевая, реляционная. Управление базами данных.
Тема 3.3. Графическое представление объектов и атрибутов: растровые и векторные модели.
Тема 3.4. Многослойные модели данных в ГИС.
Тема 3.5. Принципы построения поверхностей в ГИС (интерполяция, аппроксимация, статистические поверхности).
Тема 3.6. Ввод данных в ГИС.
Тема 3.7. Хранение и редактирование данных (ошибки данных, их типы и исправление ошибок).
Тема 3.8. Пространственный анализ: поиск объектов на карте, измерения, классификация объектов, принципы классификации, статистические поверхности, выборка статистических поверхностей.
Тема 3.9. Картографическое моделирование: типы географических моделей (описательные и предписательные модели).
Тема 3.10. Вывод результатов в ГИС.
Раздел 4. Технология бассейнового моделирования.
Тема 4.1. Основные принципы и методы, лежащие в основе бассейнового моделирования.
Тема 4.2. Основные производители программного обеспечения реализующего бассейновое моделирование, сравнительная характеристика программных продуктов различных производителей.
Тема 4.3. Принципиальная схема реализации бассейнового моделирования Temis.
Тема 4.4. Построение электронной геологической модели в Temis.
Тема 4.5. Моделирование геологических процессов в Temis (моделирование уплотнения осадочных толщ, палеореконструкции, моделирование термического режима и зрелости РОВ, оценка реализации нефтегазоматеринского потенциала, моделирование генерации, эмиграции, миграции, аккумуляции и переформирования УВ скоплений).
Тема 4.6. Оценка перспектив нефтегазоносности на основе программного комплекса Temis.
Раздел 5. Технология моделирования резервуаров.
Тема 5.1. Основные принципы и методы, лежащие в основе технологии моделирования резервуаров.
Тема 5.2. Основные производители программного обеспечения реализующего технологию моделирования резервуаров.
Тема 5.3. Подготовка исходных данных для моделирования Roxar.
Тема 5.4. Построение геологической модели месторождения: виды интерполяции, экстраполяции и сглаживания данных, форматы данных, использование сейсморазведочных данных 2D и 3D, скважинных данных для создания структурных поверхностей, использование сейсморазведочной и скважинной информации для создания предварительной геологической модели, представление разломов для ввода в геологическую модель, создание модели разломов, расчет трехмерной сети, насыщение объемной сети геологическими параметрами, разделение пластов на коллекторы и неколлекторы, построение водонефтяного контакта.
Тема 5.5. Подсчет запасов месторождения (геометрического, порового объемов, объема нефти и газа). Построение карт насыщенности и эффективной насыщенной мощности. Детерминистское и стохастическое моделирование.
Тема 5.6. Моделирование разработки месторождения. Фильтрационные модели, основные требования к ним. Выбор типа модели. Моделирование участков месторождений. Моделирование скважин.
Тема 5.7. Анализ рисков. Многовариантное моделирование.
Заключение.
Перечень основной и дополнительной литературы.
Основная:
1. Арабаджи М.С., Бакиров Э.А., Мильничук В.С. и др. Математические методы и ЭВМ в поисково-разведочных работах: учебное пособие для вузов. - М.: Недра. – 1984.
2. Булыгин Д.В., Медведев Н.Я., Кипоть В.Л. Моделирование геологического строения и разработки залежей нефти Сургутского свода. – М.: Недра. – 2002 г.
3. Вендельштейн Б.Ю., Козяра В.Ф., Яценко Г.Г. Методические рекомендации по определению подсчетных параметров залежей нефти и газа по материалам ГИС. – Калинин. – 1990 г.
4. Венцель Е.С. Теория вероятностей. – М.: Наука. - 1969.
5. Галушкин Ю.И., Яковлев Г.Е. Построение эволюционных моделей формирования месторождений нефти и газа при поисково-разведочных работах. – Геленджик. – 2004.
6. Родионов Д.А., Коган Р.И., Голубева В.А. и др. Справочник по математическим методам в геологии. - М.: Недра. – 1987.
7. Руководство пользователя по моделированию нефтегазовых резервуаров компании Roxar.
8. Тюрин Ю.Н., Макаров А.А. Анализ данных на компьютере. М.: Финансы и статистика, 1995.
9. Temis2D. Documentations. – Beicip-Franlab. – Ruel-Malmeison. – 2004.
10. Temis3D. Documentations. – Beicip-Franlab. – Ruel-Malmeison. – 2004.
Дополнительная:
1. Буррус Дж., Рудкевич Дж. Моделирование бассейна и разведка нефти и газа./ Геология нефти и газа. – 1994. - №1. – с.32-39.
2. Девис Дж. Статистический анализ в геологии. - М.: Недра. – 1990.
3. Коган Р.И. Интервальные оценка в геологических исследованиях: справочное пособие. - М.: Недра. - 1986.
4. Коган Р.И., Белов Ю.П., Родионов Д.А. Статистические ранговые критерии в геологии. – М.: Недра. – 1983.
5. Родионов Д.А. Статистические решения в геологии. - М.: Недра. – 1981.
Эспиталье Дж., Дроуед С., Маркуис Ф. Оценка нефтеносности с помощью прибора Rock-Eval с компьютером./ Геология нефти и газа. – 1994. - №1. – с.23-32.
Вопросы к курсу.
1. Введение. Общие сведения.
1.1. Роль теории вероятностей и математической статистики при анализе данных нефтяной геологии.
1.2. Основные производители программных продуктов, реализующих ГИС.
1.3. Основные производители программных продуктов, реализующих технологию бассейнового моделирования и моделирования резервуаров.
1.4. Основные задачи компьютерного моделирования в нефтяной геологии.
2. Основные положения теории вероятностей и математической статистики.
2.1. Основные понятия теории вероятностей: случайное явление, событие, вероятность события, частота события, достоверное событие.
2.2. Непосредственный подсчет вероятностей.
2.3. Частота или статистическая вероятность события.
2.4. Случайная величина. Непрерывные и дискретные случайные величины.
2.5. Законы распределения случайных величин.
2.6. Функция распределения.
2.7. Вероятность попадания случайной величины на заданный участок.
2.8. Функция плотности вероятности.
2.9. Числовые характеристики случайных величин. Их роль и значение.
2.10. Математическое ожидание случайной величины.
2.11. Характеристики положения: математическое ожидание, мода, медиана.
2.12. Моменты случайных величин.
2.13. Дисперсия, среднеквадратическое отклонение.
2.14. Начальные и центральные моменты.
2.15. Коэффициенты асимметрии и эксцесса.
2.16. Нормальный закон распределения. Его параметры.
2.17. Закон равномерной плотности вероятности.