Description:

"Структурные модели: анализ оптимизации риска при исследовании концептуальной неопределенности. Structural models: optimizing risk analysis by understanding conceptual uncertainty Clare E. Bond12, Zoe K. Shipton1, Alan D. Gibbs2 и Serena Jones2 Абстракт Введение Наука о земле может рассматриваться как недостоверная наука, так как она часто базируется на интерпретации данных, допускающих двоякое толкование. Анализ разных вариантов интерпретации одного и того же массива данных показал, что концептуальная неопределенность может привести к широкому диапазону результатов интерпретации. Различными исследователями для одного и того же массива данных разработано много геологических моделей, основанных на большом разнообразии концепций. В этой статье мы предлагаем методы повышения эффективности интерпретации, основываясь на рассмотрении того, как исследователи применяют концепции к массивам нечетких данных, на обработке, которую они используют, влиянии их прежнего опыта и использовании ими более обширной сопутствующей информации. Мы доказываем, что исследование влияния концептуальной неопределенности данных, допускающих двоякое толкование, и усовершенствование на практике текущей последовательности действий может улучшить учёт факторов риска. Геология: знания, базирующиеся на интерпретации. Неопределенность в настоящее время является навязчивой темой в нашей отрасли. Повышенное внимание к этой проблеме вызвано дорогостоящими неудачами и проведением поисково-разведочных работ главным образом в геологически и технически интересных районах. Прогресс в технологии и высокий уровень цен на нефть приводят к поискам новых ресурсов в таких регионах, как сверх глубинные водные бассейны, некогда бывшие вне технического и финансового диапазона деятельности нашей отрасли. В этих обстоятельствах "ошибки" разведки являются дорогостоящими, и приводят к желанию уменьшить неопределенности в наших геологических моделях. Даже в хорошо изученных областях, таких как Северо-Атлантическая окраина Великобритании, только одна из пяти скважин имеет успех (Loizou, 2002), где успех означает то, что скважина фонтанирует со значительной интенсивностью более 1000 б д нефти или 15 миллионов футов кубических в день. Материальный стимул является ведущим в любой отрасли, и с ростом цен на поиск и добычу лучшее понимание неопределенностей в геологических моделях обеспечивает возможность высокой экономической отдачи. Интерпретация Frodeman (1995) дает определение геологии как науке, основанной на интерпретации. Он доказывает, что геология разработала свою собственную аргументацию, которая отличается от применяемой в физике логической мотивации. Мы полагаем, что естествоиспытатели более традиционных направлений науки на основании лабораторных исследований, таких как физика, численный эксперимент, проверяют гипотезы при контролируемых условиях. Качество полученных данных и выводы зависят от разрешающей способности методов измерения, но ограничение числа переменных параметров и контролируемые условия обеспечивают взаимосвязь между выбранными переменными, которые исследуются; фактически научное знание может быть получено аналитически. Наоборот, геология базируется на наблюдении и интерпретации ограниченных массивов данных, результатов "естественных" экспериментов, происходивших при неизвестных условиях и переменных. Рис. 1 (а) Упрощенная последовательность операций в нефтяной индустрии, в которой одна концептуальная модель выбрана по отдельному массиву данных. (б) В начале интерпретации данных много возможных концепций могло потенциально соответствовать массиву данных. Интерпретация данных является обычно процессом удаления альтернативных концепций до тех пор, пока останется одна концептуальная модель, которая передается на дальнейший анализ, здесь представленная вершиной треугольника. (с) Блок-схема показывает теоретический риск фокусирования на одноконцептуальной модели. 1 Department of Geographical and Earth Science, University of Glasgow, Glasgow G12 8QQ, UK. Corresponding author, E-mail: clare@mve.com. 1 Midland Valley Exploration, 144 West George Street, Glasgow G2 2HG, UK. 2008 EAGE www.firstbreak.org 65 Техническая статья First Break том 26, Июнь 2008 Геологическая карта, основанная на полевых наблюдениях, создается по ограниченным выходам пород на поверхность и является моделью воспроизведенной в двумерном варианте геометрии существующей литологии. Модель должна работать не только в ее настоящем представлении, но быть сопоставимой с эволюцией этого представления в течение геологического времени. Геологическая карта, построенная таким способом, является маловероятной, чтобы быть окончательным решением: тем не менее, использование ограниченной информации, чтобы дать достоверную интерпретацию, основанную на данных, и обоснование является большим искусством в науке о Земле. Рис. 2 (а) Диаграмма изогнутой разломами модели Suppe (1983). Suppe создал геометрическую модель складки над взбросом, чтобы определить геометрию и параметры изгиба, созданного таким способом. (б) Цифровая модель ящика с песком из работы, представленной Sassi et al. (2008), показывающая экспериментальную модель обратной структуры грабена. (с) Один из авторов, производящий непосредственные наблюдения изогнутых турбидитов в полевой обстановке. Frodeman (1995) утверждает, что геологическое обоснование является таким типом обоснования, которое требуется для того, чтобы способствовать прогнозированию, и влияет на решение многих проблем 21-го века, таких как прогноз изменения климата, стихийные бедствия и оценка ресурсов. Как он утверждает, геологическое обоснование является важным практическим опытом для оценки ресурсов в нефтяной геологии, так как оно позволяет интерпретировать данные, допускающие двоякое толкование, и делать прогноз имеющихся ресурсов. Эти прогнозы сфокусированы в направлении принятия эффективного решения на практике где бурить, как глубоко бурить и балансовые запасы нефти. Борьба с неопределенностью Данные, использованные для того, чтобы обеспечить информацию для принятия решения по проведению нефтепоисковых исследований, часто ограничены в объеме и разрешающей способности и объединяются геологами в группы по типу данных и источников (например, сейсмические данные, буровой керн, скважинный каротаж, информация о давлении). Различные типы данных объединяются в массивы данных, которые имеют области с низкими связями и низкой достоверностью. Геологическое обоснование, базирующееся на анализе существующих данных и научных концепций, используется для того, чтобы провести интерпретацию, создать трехмерную модель геологической среды. Эта статья выясняет, как отдельные исследователи применяют концепции к геологическим массивам данных, допускающих двоякое толкование, для того, чтобы создать модели на основании интерпретации. В частности, статья фокусируется на процессе создания первичной геологической модели, определяющей основные структурные элементы. Рис. 1а суммирует сильно упрощенную последовательность операций в нефтяной отрасли. Фокусируясь на первичной "геологической" стадии работ (сбор данных, обработка и интерпретация), качество собранной и обработанной информации представлено шириной треугольника (рис. 1б). По мере того, как интерпретируются данные, информация в виде концепций, которые могут быть применены к массиву данных, фактически исчезает и удаляется. Эта потеря информации представлена сужением треугольника (рис. 1б), вершина которого определяет единственную геологическую модель, определенную для массива данных. Такая фокусировка на единственной геологической модели имеет высокую степень неопределенности, содержит "точку зажима" информации и требует анализа неопределенности (рис. 1с). Традиционный анализ неопределенности сфокусирован на стадии разработки месторождений. Однако, моделирование неопределенности на стадии разработки месторождения может быть основано на ошибочной концептуальной модели, и вложение времени и ресурсов на этой стадии имеет высокую степень экономического риска, если не оценены неопределенность выбранной модели и возможные варианты. Мы сконцентрировались на трех моментах процесса интерпретации и рассмотрели их возможное воздействие на начальные стадии рабочего процесса. Это: • применение концепций к данным, допускающим двоякое толкование (нечетким данным) • фиксация ряда возможных концепций, пригодных для массива данных • методы оценивания концепций, улучшения и снижения степени неопределенности моделей. В конечном счете, мы в общих чертах обрисовываем риск создания единственной одноконцептуальной модели и обсуждаем изменения в рабочем процессе, которые могли бы минимизировать экономический риск, обусловленный созданием единственной геологической модели по массиву данных. Использование в статье термина "геологический" включает интерпретаторов сейсмиков и геофизиков, которые интерпретируют нечеткие данные в этой обстановке. Применение концепций для нечетких данных Геологическое обоснование принимает во внимание концепции, которые были созданы и затем используются для интерпретации данных. Концепции часто базируются на теориях и или аналогиях, а также на наблюдениях. Они включают численные и экспериментальные модели и основанные на полевых материалах аналоги. 66 www.firstbreak.org (c) 2008 EAGE" Ключевые слова: экономический риск, знание, выбор, применять, ряд, единственный, созданный, доказывать, показать, butler, curtis, геологический модель, eage, поиск, eds, геологический, региональный тектонический, вариант интерпретация, влиять, представление, yin, structural, метод, процесс, оценка ресурс, устойчивость, фон, mitchell, clare, тектонический, использовать, обоснование, отдельный, усовершенствование, специалист, оценка, подтверждение, дать, firstbreak, отрасль, rankey, связанный, основание интерпретация, воздействовать, степень, geological, группа, petroleum, тип, sciences, интерпретация, jones, должный, shipton, ряд концепция, последовательность операция, представить, behaviour, стадия, способ, руководство, результат, исследование, предлагать, обстановка, контролируемый, рабочий, model, основать, концептуальный модель, конечный счет, firstbreak org, влияние, bond, априорный знание, погрешность, массив дать, интерпретационный, эксперимент rankey, наблюдение, org, последовательность, рабочий процесс, вариант, региональный, экономический, разведка, предполагать, геология, удаленный, множество, создание, интерпретация массив, gibbs, концепция, применить, базироваться, journal, операция, worthington, статья, изменение, эволюция, exploration, массив, неопределенность, информация, основанный, рассмотреть, аналогичный метод, провести, интерпретация дать, моделирование, обработка, действие, априорный, использование, использованный, частый, мера, chamberlin, society, технический статья, geoscience, informing science, krueger, science, неопределённость, эксперимент, break июнь, сейсмический, геолог, решение, интерпретация геологический, примененный, июнь, высокий, интерпретатор, риск, технический, показывать, единственный концепция, break, результат интерпретация, burns, структурный, анализ, легкий, получить, фокусироваться, funder, исследователь, создать, возможный, определённый, psychology, structural evolution, wood, analysis, опыт, концептуальный, ресурс, модель