Ученые Сколтеха и СПбГУ создали доступный метод определения минерального состава пород в нетрадиционных коллекторах (например, в Баженовской свите в Западной Сибири). Методика основана на машинном обучении и использует данные каротажа и информацию о тепловых свойствах пород. Она дает точные минералогические данные по всей длине скважины и служит экономичной альтернативой дорогим лабораторным исследованиям керна или скважинной спектроскопии. Исследование опубликовано в журнале Advances in Geo-Energy Research.
Коллекторы в нефтегазовой геологии — это породы, содержащие и отдающие нефть и газ при разработке месторождения. Нетрадиционные коллекторы (например, Баженовская свита в Западной Сибири) сложнее по структуре: они неоднородны, богаты органикой и требуют особых методов изучения. Минеральный состав породы влияет на ее пористость, проницаемость и другие свойства, важные для добычи углеводородов. Традиционные методы — анализ керна и скважинная спектроскопия — либо точечны, либо слишком дороги.
Ученые предложили методику на основе машинного обучения: она дает детальный минералогический профиль по всей длине скважины, используя стандартные данные каротажа и тепловых измерений. Метод сочетает точность, непрерывность и экономическую доступность. Разработанный метод с высокой точностью прогнозирует содержание ключевых минералов (глины, кальцита, доломита, пирита, кварц‑полевошпатовой группы, слюды, сидерита) и органического углерода.
В основе метода лежит алгоритм градиентного бустинга, встроенный в цепочку регрессоров. Такая структура учитывает взаимосвязи между минералами. Точность модели сопоставима с показаниями дорогостоящих специализированных приборов. Для проверки результатов предсказанные доли минералов использовали в теоретической модели расчета теплопроводности породы. Расчетные значения хорошо совпали с экспериментальными данными.
Ключевой вызов при работе с нетрадиционными коллекторами, такими как Баженовская свита, — это их высокая неоднородность и сложный минеральный состав. Наша модель, обученная на стандартных каротажных данных, обогащенных тепловыми измерениями, показала, что даже без дорогостоящих специализированных исследований можно с хорошей точностью восстановить минералогический профиль по стволу скважины. Мы смогли количественно показать вклад тепловых данных: их добавление снизило ошибку прогноза объемных долей минералов.
Разработанный нами комплексный подход — от предобработки данных и выбора модели до физической валидации через расчет теплопроводности — создает основу для практического применения. Эта методика может быть использована для оперативной интерпретации данных в процессе бурения, выделения перспективных интервалов в сложных коллекторах и оптимизации методов увеличения нефтеотдачи, что в конечном итоге способствует снижению экономических затрат на разведку и разработку месторождений.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что томские геологи нашли новый признак залежей нефти.
