EA011597B1

EA011597B1 - Проектирование геофизической разведки с использованием электромагнитных полей с управляемым источником

Info

Publication number: EA011597B1
Application number: EA200702328A
Authority: EA
Inventors: Ричард Т. Хоук; Дмитрий Павлов
Original assignee: Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2006-03-20
Publication date: 2009-04-28
Also published as: EA200702328A1; CA2603296C; EP1875406A4; CA2603296A1; MA29479B1; NO20074250L; WO2006115622A1; US7792766B2; MX2007011622A; AU2006240486B2; CN101156160B; EP1875406A1; AU2006240486A1; US20080189228A1; CN101156160A; BRPI0607706A2

Abstract

Способ определения прогнозируемой ценности предложенной рекогносцировочной электромагнитной разведки (или геофизической разведки любого иного типа) с использованием источника, управляемого пользователем. Способ требует всего лишь наличия геологической и экономической информации об области разведки. Выполняют моделирование последовательности калибровочных разведок с наличием набора резистивных объектов разведки, соответствующих известной информации. Результаты калибровочных разведок используют для обучения программы распознавания образов производить оценку экономического потенциала по картам аномального удельного сопротивления. Затем откалиброванный классификатор используют для дальнейших смоделированных вариантов разведки в этой области для генерации значений вероятности, которые могут быть использованы в теории ценности информации для прогнозирования ожидаемой ценности разведки, производимой согласно той же самой модели, как и смоделированные варианты разведки. Способ на основе откалиброванного классификатора также может быть использован для интерпретации результатов реальной разведки методом ЭМРУУ для оценки экономического потенциала.

Description

Это изобретение относится, в общем случае, к области техники геофизической разведки и, в частности, к области техники, связанной с проведением электромагнитной разведки с управляемым источником, ЭМРУУ (С8ЕМ). В частности, в настоящем изобретении предложен способ проектирования рекогносцировочной съемки для поисково-разведочных работ методом ЭМРУУ в подземном пространстве и интерпретации результатов.

Предпосылки создания изобретения

Поскольку проектирование рекогносцировочных съемок методом ЭМРУУ должно производиться при отсутствии какой-либо информации о конкретных объектах разведки, что обозначают термином рекогносцировочный, способы, используемые для проектирования традиционной разведки методом ЭМРУУ, ориентированной на объект разведки, являются непригодными. Кроме того, поскольку цели интерпретации и априорная информация отличаются от целей интерпретации и априорной информации при разведке методом ЭМРУУ, ориентированной на объект разведки, то необходим иной подход к интерпретации.

В настоящее время разведка методом ЭМРУУ, ориентированная на объект разведки, направлена на исследование одного или большего количества конкретных объектов разведки, которые были идентифицированы и охарактеризованы с использованием априорной информации, например, трехмерных данных сейсморазведки. Эта априорная информация является управляющим фактором для проектирования разведки и интерпретации результатов такой разведки (см. публикацию: Коид и др., 8еаЬей 1оддшд: А рокк1Ь1е ййес1 йуйтосагЬои тйюа1ог Гот йееркеа ртокресй икшд ЕМ епегду, ΟΪ1 аий Сак 1оигпа1, стр. 30-38 (13 мая 2002 г.)). При рекогносцировочной съемке методом ЭМРУУ конкретные параметры объектов разведки могут быть недоступными, и обычно известной является только лишь общая геологическая информация. Было предпринято несколько попыток проектирования рекогносцировочных съемок методом ЭМРУУ, в которых основное внимание было сконцентрировано на повышении разрешающей способности и точности. См. публикации Маигег и др., ОрШшхей аий гоЬик! ехрептеп1а1 йеыди: а иои-1теат арр11сайои !о ЕМ коиийшд, Сеорй. 1. 1и!. 132, 458-468 (1998); и 8шдй и др., ЕГГесйуе ккт йер111 \νί11ι а 1оса1 коигсе аий Нк аррйсайои !о китуеу йеыди аий йа!а ш1етрге1а1юи, 72ий Аии. 1и1егиаЕ М!д: 8ос. оГ Ехр1. Сеорйук., 684-687 (2002). Поставщики оборудования предлагают более дешевые инструментальные средства, охватывающие большие зоны (обычно на регулярной масштабной сетке), по сниженным ценам. См. публикацию: Еа1ои и др., ЫЕ^ТЕМ - А иоуе1 Ете-йотат ПеПсор1ег е1ес1готадиейс кук1ет Гог гек1кЦуйу тарршд, 72ий Аии. 1и1егиа1 М!д: 8ос. оГ Ехр1. Сеорйук., 1-4 (2002). Другими авторами был предложен подход к проектированию геофизической разведки, основанный на глобальной минимизации, в которых целевая функция содержит меру оптимальной разрешающей способности и уменьшает стоимость разведки за счет количества требуемых измерений (см. публикацию: Маигег и др, Сеорйукюа1 китуеу йеыди: Се! 1Пе ток! Гог 111е 1еак(! 68(П Аии. 1и1егиа1 М!д: 8ос. оГ Ехр1. Сеорйук., 78-81 (1998)). Существует потребность в создании способа, который может обеспечивать оценку конкретной предложенной модели рекогносцировочной съемки и обеспечивать возможность сравнения различных моделей разведки на основании ожидаемой ценности. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность.

Сущность изобретения

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ оценки предложенной модели геофизической разведки подземной области, содержащий следующие операции: (а) получают существующую геологическую и экономическую информацию о подземной области и о находящихся в ней пластах, являющихся потенциальными объектами разведки; (Ь) выполняют моделирование множества калибровочных разведок подземной области с использованием существующей геологической информации и предложенной модели разведки, причем в каждом моделируемом варианте разведки предполагают, что свойства объекта разведки соответствуют существующей информации, но, тем не менее, являются произвольными; (с) используют результаты моделирования калибровочных разведок и существующую экономическую информацию для обучения выбранного алгоритма классификатора выполнению преобразования результатов разведки в указатель наличия объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам; (й) выполняют моделирование множества вариантов разведки подземной области, на основании которых принимают решение, с использованием существующей геологической информации и предложенного проекта разведки, причем в каждом моделируемом варианте разведки предполагают, что свойства объекта разведки соответствуют существующей информации, но, тем не менее, являются произвольными; (е) применяют обученный классификатор для результатов каждого из множества смоделированных вариантов разведки, на основании которых принимают решение, осуществляя формирование указателя правдоподобия того, что эти результаты разведки содержат по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки; (Г) производят выбор порогового значения для указателя наличия объекта разведки на основании подсчета правильных указаний наличия по меньшей мере одного экономически рентабельного объекта разведки и подсчета неправильных указаний наличия по меньшей мере одного экономически рентабельного объекта разведки из упомянуто

- 1 011597 го множества смоделированных вариантов разведки, на основании которых принимают решение; и (д) вычисляют ожидаемое значение ценности геофизической разведки на основании предложенного проекта разведки с использованием значений вероятности, полученных из упомянутого подсчета правильных указаний и упомянутого подсчета неправильных указаний в соответствии с выбранным пороговым значением указателя.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения геофизической разведкой является электромагнитная разведка с управляемым источником, а операции моделирования содержат следующие операции:

(a) осуществляют преобразование упомянутой существующей геологической информации в набор распределений вероятности свойств объекта разведки, включающий в себя распределение количества объектов разведки в подземной области;

(b) по произвольному закону извлекают набор свойств объекта разведки из упомянутых распределений свойств объекта разведки;

(c) помещают объект разведки в произвольное местоположение в подземной области;

(б) повторяют операции (Ь)-(с) до тех пор, пока извлеченное количество объектов разведки не будет помещено в соответствующие местоположения;

(е) решают уравнения Максвелла для электромагнитного поля для создания базы данных карт чувствительности, причем каждая карта дает аномальный отклик электромагнитного поля в месте расположения центрального приемника для типичной матрицы соседних положений объекта разведки, показывая, тем самым, чувствительность приемника к относительному положению объекта разведки, а упомянутая база данных содержит карту для каждого типичного набора свойств объекта разведки и для свойств источника, в том числе по меньшей мере для одной частоты источника из предложенной модели разведки;

(I) производят выбор по меньшей мере одной карты чувствительности, соответствующей свойствам объекта разведки, которая соответствует одному объекту разведки, размещенному в подземной области при предыдущей операции;

(д) для множества мест расположения объекта разведки относительно приемников извлекают сведения об отклике электромагнитного поля из выбранной карты чувствительности или получают их из двух карт путем интерполяции; и (II) повторяют операции (Г)-(д) для каждого дополнительного объекта разведки, помещенного в подземное местоположение, осуществляя, тем самым, формирование базы данных карты смоделированных аномальных откликов электромагнитного поля, наблюдаемых в каждом приемнике, которые обусловлены наличием всех размещенных объектов разведки.

Обученный классификатор из настоящего изобретения также может быть использован для оценки результатов реальной разведки.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение и его преимущества станут лучше понятными со ссылкой на приведенное ниже подробное описание и на приложенные чертежи, на которых изображено следующее:

на фиг. 1 изображено дерево решений для анализа ценности информации в моделях разведки;

на фиг. 2 изображена блок-схема последовательности основных операций, выполняемых в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 изображена блок-схема последовательности операций, на которой показаны основные операции, выполняемые при моделировании разведки;

на чертежах фиг. 4А-4В проиллюстрировано моделирование электромагнитного поля для карт чувствительности; на фиг. 4А показано смоделированное поле с наличием объекта разведки, на фиг. 4Б показано аномальное поле, а на фиг. 4В показано аномальное поле, выраженное как дробное значение от максимального поля;

на чертежах фиг. 5А-5В показаны карты чувствительности для частот источника, равных 0,0625 Гц (фиг. 5А), 0,125 Гц (фиг. 5Б) и 0,25 Гц (фиг. 5В);

на фиг. 6 изображена схема последовательности операций, на которой показаны операции обнаружения объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам;

на чертежах фиг. 7 А и фиг. 7Б показаны карты расположения объектов, на которых проиллюстрированы два этапа смоделированных объектов разведки;

на чертежах фиг. 8А и фиг. 8Б изображены карты аномальных откликов для смоделированных вариантов разведки с местами расположения объектов разведки, показанными, соответственно, на чертежах фиг. 7А и фиг. 7Б;

на фиг. 9 проиллюстрированы отклики от набора калибровочных данных, свидетельствующие о наличии экономически рентабельных и экономически нерентабельных объектов разведки;

на чертежах фиг. 10А и фиг. 10Б изображены карты, на которых показаны значения вероятности наличия экономически рентабельных объектов разведки, полученные путем оценки из откликов, показанных, соответственно, на фиг. 8А и фиг. 8Б; и на фиг. 11 показаны кривые выходной характеристики приемника, ВХП (ВОС), для двух моделей

- 2 011597 разведки.

Ниже приведено описание настоящего изобретения применительно к предпочтительным вариантам его осуществления. Однако, поскольку приведенное ниже подробное описание специально относится к конкретному варианту осуществления изобретения или конкретному использованию настоящего изобретения, то подразумевают, что оно приведено исключительно в иллюстративных целях, и его не следует истолковывать как ограничивающее объем притязаний настоящего изобретения. Наоборот, подразумевают, что оно охватывает собой все альтернативные варианты, модификации и эквиваленты, которые могут содержаться в пределах сущности и объема настоящего изобретения, определяемых прилагаемой формулой изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

В настоящем изобретении применен способ, именуемый анализом ценности информации, ЦИ (УО1), (см. главу 10 в книге №\\'спбогр. Оссыоп ЛпаБъЬ ίοτ Ре1го1еит Ехр1огайоп, Рспп\Ус11 РиЫщЫид (1975)) для проектирования разведки методом ЭМРУУ. Входными данными являются набор потенциально возможных проектов (моделей) разведки и общая геологическая информация об электромагнитных объектах разведки, которые могут находиться в районе разведки. Некоторые из этих объектов разведки могут представлять собой экономически рентабельные месторождения углеводородов, в то время как другие объекты разведки являются слишком малыми для того, чтобы они были экономически рентабельными, даже в том случае, если они содержат углеводороды. Основными выходными данными является экономическая ценность каждого проекта (модели) разведки, которая зависит от его способности проводить различия между экономически рентабельными и экономически нерентабельными объектами разведки. Проектом разведки, который следует использовать, является тот проект разведки, который обеспечивает наиболее высокую ценность после учета затрат на разведку.

Цель рекогносцировочной съемки методом ЭМРУУ состоит в принятии решения о том, следует ли продолжать в районе разведки дополнительные поисково-разведочные работы с более высокими затратами, например, сбор трехмерных сейсмических данных. Если результат рекогносцировочной съемки является достаточно благоприятным относительно наличия экономически рентабельного месторождения углеводородов, то дополнительный сбор данных и их анализ является оправданным. Согласно принципам ценности информации, ЦИ (УО1), выбор проекта разведки должен производиться на основании его способности уменьшать неуверенность при принятии этого решения.

На фиг. 1 показано дерево решений ЦИ для задачи моделирования разведки. Прямоугольники, изображенные на фиг. 1, отображают решения. Процесс начинают с левой стороны дерева, предпринимая попытку выбора между конкурирующими проектами (моделями) Ό1 и Ό2 разведки. (Ветвь для проекта Ό2 имеет тот же самый вид, что и ветвь Ό1, поэтому на чертеже она не показана). Для простоты на дереве показано только два проекта, но анализ применим для любого количества возможных проектов. Как правило, имеется всего лишь ограниченное количество проектов, пригодных для оперативного практического применения, которые подлежат рассмотрению.

На основании общей геологической информации, которая является доступной в текущий момент времени, району разведки присваивают вероятность Ресок (Р экономически-:е- _: .··.../) того, что он содержит объект разведки, являющийся экономически рентабельным по своим размерам. Факт того, что рассматривается рекогносцировочная съемка, означает, что величина Р_есок является низкой, поэтому решение о том, следует ли продолжать поисково-разведочные работы в районе разведки, является рискованным.

Результаты разведки могут уменьшить риск либо путем увеличения Р_есок, что увеличивает вероятность того, что в последующей информации будет найдено экономически рентабельное месторождение углеводородов, либо путем уменьшения Р_есок, что уменьшает вероятность отказа от рентабельного разведываемого участка.

Результаты рекогносцировочной съемки методом ЭМРУУ зависят от проекта разведки и от неизвестного распределения объектов разведки в районе разведки. Для простоты диапазон возможных результатов представлен на фиг. 1 в виде двух ветвей - благоприятный результат, который приводит к более высокой вероятности Р_ВЕТТЕЕ (Р л_Учшая) наличия экономически рентабельного объекта разведки, и неблагоприятный результат, который приводит к более низкой вероятности Р,,_о|,,_е (Р _ХУд_ШАЯ). Поскольку реальный результат является неизвестным, то нужно учитывать обе возможности. Если результат является благоприятным результатом, то пользователь способа принимает решение о том, следует ли продолжать ли поисково-разведочные работы, на основании новой, более высокой вероятности Р _ЛУЧШАЯ. Если вероятность Р _ЛУЧШАЯ является достаточно высокой, то пользователь примет решение о продолжении поисково-разведочных работ, и ожидаемая экономическая ценность района разведки будет равна Р _ЛУЧШАЯ* $ЕУ - $С, где $ЕУ - ожидаемая чистая приведенная стоимость (ПРУ) объема успешных поисково-разведочных работ, а $С - затраты на следующий этап процесса поисково-разведочных работ. Если пользователь получает неблагоприятный результат, то вероятность Р _ХУд_ШАЯ может быть достаточно низкой, вызывая принятие им решения об отказе от поисково-разведочных работ в этой области, поэтому их стоимость равна нулю. В любом случае пользователь понес затраты на выполнение проекта Ό1 разведки на сумму, равную $Ό1. Ценность проекта Ό1 равно сумме значений, показанных на фиг. 1 в концах двух ветвей результат разведки (ответвление да в конце каждой ветви), умноженной на весовой коэффи

- 3 011597 циент, равный вероятности получения этого результата. В настоящем изобретении предложен способ прогнозирования этих двух значений вероятности, ниже именуемых Рр_ауогаь_1е (Р _{благоприятного}_р_{езультата}) и 1РтауогаЫе (1- Р бл_агопр_ИЯ1Ного_результата). Аналогичный способ дает величину ценности для проекта Ό2.

Применение анализа ЦИ, показанного на фиг. 1, не может быть реализовано непосредственно, поскольку пользователь настоящего изобретения редко знает значения вероятности, необходимые для оценки дерева. Обычно имеется возможность произвести геологическую оценку Ρεοον, но непонятно, каким образом можно произвести оценку значений Р_ЛУЧШАЯ и Р _ХУд_ШАЯ вероятности после разведки. В других областях, расположенных выше по потоку нефти, общепринятой практикой является оценка необходимых значений вероятности на основании экспертных заключений. См. публикацию: Соорегатйй и др., А ргасПса1 арргоасй 1о еуа1иайпд 1йе уа1ие οί ίηίοηηαΐίοη апб геа1 орйоп бесыощ ίη 1йе ирЧгеат рейЫеит шбийту, 8ос1е1у о! Ре1го1еит Епдтеега (8РЕ) Рарег 77582 (2002). Однако, поскольку рекогносцировочная съемка методом ЭМРУУ является новой технологией, то практический опыт является недостаточным для осуществления этого подхода. В настоящем изобретении эта проблема обойдена путем замены ветвей дерева решений для каждого проекта (модели) разведки с процедурой вероятностного моделирования, которая обеспечивает непосредственное вычисление ценности после разведки на основании имеющейся геологической и экономической информации. Затем может быть выбран наилучший проект разведки с использованием стандартного критерия ЦИ, а именно, тот проект, который обеспечивает самое высокое ожидаемое значение ценности (Уа1) для района разведки.

На фиг. 2 показаны основные операции, используемые при оценке экономической ценности проекта разведки. Подробности этих операций изложены ниже с пониманием того, что эти подробности могут иметь отношение только к конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения, а конкретные примеры являются полезными для иллюстративных целей. Входными данными 20 являются общая информация о районе разведки и параметры 29 проекта разведки. Выходными данными является результат операции 26, а именно, ценность, связанная с проектом разведки.

При операции 21 осуществляют формирование набора смоделированных результатов разведки, в котором свойства объекта разведки соответствуют ожидаемым свойствам (на основании входной информации 20) для района разведки, но, тем не менее, являются произвольными. Результаты разведки, формирование которых осуществлено при операции 21, используют при выполнении операции 22 в качестве набора тренировочных данных для алгоритма распознавания образов, который осуществляет преобразование данных наблюдений, произведенных при разведке, в указатели наличия объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам. При операции 24 классификатор, обученный при выполнении операции 22, применяют для второго набора смоделированных результатов разведки, формирование которых осуществлено при операции 23, в результате чего получают набор карт, указывающих вероятность наличия экономически рентабельного объекта разведки в пределах каждого смоделированного района разведки. При операции 25 определяют пороговое значение указателя наличия объекта разведки, который оптимизирует выполнение разведки по набору смоделированных результатов. Результатом операции 25 является пара значений вероятности, вероятность обнаружения и вероятность ложного положительного результата, которые используют при выполнении операции 26 для вычисления ценности разведки.

На фиг. 3 показаны операции, используемые при формировании смоделированных результатов разведки методом ЭМРУУ. Процедуру, показанную на фиг. 3, используют для формирования двух наборов результатов разведки при операциях 21 и 22 из фиг. 2. При операции 31, показанной на фиг. 3, из набора распределений 30 вероятности, который был создан из априорной геологической информации 21, не связанной с конкретным объектом разведки, извлекают произвольную реализацию параметров объекта разведки. Параметрами объекта разведки являются, в том числе, размеры объекта разведки, ориентация, глубина залегания и удельное сопротивление. При операции 32 каждый объект разведки помещают в произвольное местоположение в районе разведки. В том случае, когда объект разведки имеет координаты (х, у), то распределение вероятности, выбранное в результате выборки произвольным образом, обычно представляет собой равномерное распределение. Операции 31 и 32 повторяют до тех пор, пока район разведки не будет полностью заполнен объектами разведки (на основании произвольной выборки распределения вероятности для нескольких объектов разведки). В зависимости от входных распределений моделируемые районы разведки могут содержать или могут не содержать экономически рентабельные объекты разведки, и могут содержать или могут не содержать одинаковое количество объектов разведки.

При операции 33 определяют аномальные отклики электромагнитного (ЭМ) поля, которые наблюдались бы в каждом приемнике, используемом при разведке, для набора моделируемых объектов разведки. Для реалистичных проектов (моделей) разведки в каждом приемнике выполнялось бы множество измерений. Отдельные результаты измерений являлись бы следствием различных частот передатчика, различных ориентации линий и расстояний выноса. Поскольку для получения статистически значимых оценок вероятности должно быть выполнено моделирование большого количества вариантов разведки, то полное электромагнитное моделирование откликов является нецелесообразным. Вместо этого, для получения аномальных откликов для каждой предложенной модели 35 разведки используют базу 36 данных, состоящую из предварительно вычисленных карт чувствительности. Поскольку база данных со

- 4 011597 держит карты для конечного количества дискретных моделей, то никакая их этих карт не будет точно соответствовать параметрам объекта разведки, формирование которого осуществлено произвольным образом. Следовательно, при операции 33 либо выбирают наиболее точно соответствующую карту (на основании соответствующей меры расстояния в пространстве параметра), либо выполняют интерполяцию карты для требуемых параметров объекта разведки из набора близких карт. Кроме того, при операции 33 из карты чувствительности, только что выбранной для этого приемника, берут аномальный отклик в каждом приемнике для заданного местоположения объекта разведки, и это значение сохраняют на карте 37 мест расположения приемника, именуемой картой аномальных откликов.

Формирование карты 36 чувствительности осуществляют с использованием следующей процедуры. Сначала строят упрощенную числовую модель распределения значений удельного сопротивления внутри среды без объектов разведки. Выполняют моделирование объектов разведки для различных размеров (как экономически рентабельных, так и экономически нерентабельных), значений удельного сопротивления и глубин залегания. Также выполняют моделирование для различных местоположений передатчика и приемника. На фиг. 4 показан результат моделирования, выполненного для каждого объекта разведки. Моделирование электромагнитного поля в приемнике осуществляют с использованием компьютерной программы трехмерного моделирования при наличии резистивного объекта разведки и без него. На фиг. 4А показано смоделированное поле с наличием объекта разведки. На фиг. 4Б показано аномальное поле - разность между смоделированным полем при наличии объекта разведки и без него. На фиг. 4В показано аномальное поле, выраженное как дробное значение от максимального поля. Моделирование, показанное на фиг. 4, повторяют для всех возможных относительных местоположений объекта разведки и передатчика до того расстояния, на котором аномальный отклик становится пренебрежимо малым. На чертежах фиг. 4А-4В показаны результаты моделирования для частоты источника, равной 1/4 Гц, но на практике подобные картины создают для всех существенных частот в спектре частот источника. Максимальное значение нормированного аномального отклика (из фиг. 4В) для каждого смоделированного расстояния между передатчиком и объектом разведки отмечают на карте, в результате чего получают карту чувствительности, подобную той, которая показана на фиг. 5. Карты чувствительности представляют собой карты для конкретного объекта разведки и конкретного передатчика; различная карта должна быть смоделирована для каждой частоты передатчика и для каждого возможного смещения между группой передатчиков (в примере на фиг. 5 она изображена линией) и объектом разведки. Для заполнения базы данных, которая охватывает собой интервал характеристик объекта разведки и передатчика, необходимый для оценки возможных вариантов разведки, должно быть создано достаточное количество карт чувствительности.

В более подробном изложении на фиг. 4А показана (с использованием изображенной на чертеже шкалы уровней серого для указания степени, в которую возведено число десять) компонента электрического поля вдоль линии наблюдения (в этом случае ей являлся выбранный параметр электромагнитного поля), измеренная в приемнике, расположенном в точке с координатами (0, 0, 0), где ζ=0 - водяная подушка на дне нефтяных резервуаров. Шкала уровней серого является логарифмической в интервале от 1 х 10^-18 до 1 х 10^-10, и, аналогичным образом, она является такой же и для чертежей фиг. 4Б и фиг. 5А-фиг. 5В. На практике для большинства пользователей цветовая шкала являлась бы более предпочтительной, чем шкала уровней серого, используемая в этом патентном документе, и, следовательно, ниже в этом описании будет использован термин цветовая шкала. Оси на чертежах фиг. 4А-4В отображают положение источника по горизонтали (х, у), выраженное в десятках километров. На чертежах фиг. 4А-4В показаны результаты моделирования с наличием объекта разведки, расположенного в точке с координатами (0, 0, 1250), то есть на 1250 м (метров) ниже водяной подушки на дне нефтяного резервуара, но остальные чертежи фиг. 4А-4В должны быть созданы для всех возможных положений объекта разведки в дискретном трехмерном пространстве, или в таком количестве, из которого пользователь желает произвести выборку. Пользователь выбирает размер ячейки в дискретном трехмерном пространстве, обеспечивая баланс между необходимой точностью и необходимой производительностью вычислений. Предполагают, что источником в этих вычислениях для моделирования является электрический биполь длиной 100 м, расположенный вдоль линии наблюдения, имеющей направление (х). На фиг. 4Б показана абсолютная величина разности между значением поля из фиг. 4А и значением фонового поля (на чертежах не показано) для различных местоположений, то есть значение компоненты Е электрического поля вдоль линии наблюдения без объекта разведки, расположенного в точке (0, 0, 1250) или в каком-либо ином месте в модели. Для объекта разведки, такого как, например, тот объект разведки, наличие которого предполагают в чертежах фиг. 4А-4В, для невооруженного глаза диаграмма фонового поля была бы фактически неотличимой от диаграммы, показанной на фиг. 4А. (Конечно же, настоящее изобретение обычно будет реализовано на практике при помощи цифрового компьютера, и такие изображения, как, например, изображение из фиг. 4А, несмотря на то, что оно является полезным для понимания изобретения, не используют для вынесения на основании цвета суждений для вычитания, для получения изображения, показанного на фиг. 4Б). Таким образом, относительное значение аномального поля, представленного на фиг. 4Б, является очень малым, что можно увидеть по различным цифрам на цветовой шкале, по сравнению с фиг. 4А. (По определению любой отклик, отличающийся от ожидаемого отклика при

- 5 011597 отсутствии объектов разведки, то есть фонового, считают аномальным.) На фиг. 4В показано нормированное аномальное поле, то есть, отношение, равное значению (на цветовой шкале) из фиг. 4Б, деленному на значение фонового поля (на чертежах не показано) для различных местоположений. Все значения на фиг. 4В являются дробными значениями <1, как указано на цветовой шкале, которая, в отличие от шкалы из фиг. 4А или фиг. 4Б, является линейной шкалой. (Ни одно из дробных значений не является отрицательным; отрицательные значения на цветовой шкале для самых темных синих цветов просто предназначены для смещения цветов, изображенных на диаграмме, в более легко воспринимаемую по контрасту часть цветной полосы.) Что касается конкретных параметров из фиг. 4В, то на большей части чертежа показаны значения, равные нулю или немного меньшие, что указывает на наличие очень небольшого воздействия объекта разведки на значение Е_1п11пе (компонента электрического поля Е _вдоль__линии_на_блюдения) для всех положений источника, кроме положения вблизи точки с координатами (0, 0). Следует понимать, что для различных объектов разведки в различных местоположениях, например, для объектов разведки большего размера, большее количество резистивных объектов разведки, расположенных ближе к приемнику, изображение из фиг. 4В может иметь совершенно иной вид.

Там, где на чертежах фиг. 4А-4В показана чувствительность конкретного приемника к местоположению источника, на чертежах фиг. 5А-5В показана чувствительность к местоположению объекта разведки. И вновь, приемник установлен в фиксированной точке с координатами (0, 0, 0) и частота источника, размер объекта разведки, удельное сопротивление объекта разведки и глубина залегания объекта разведки являются теми же самыми, что и для чертежей фиг. 4А-4В. Местоположение на чертежах фиг. 5А5В означает положение не источника, а объекта разведки по горизонтали. Для получения значения для отображения его на диаграмме (фактически, для запоминания в компьютерной базе данных) в определенном местоположении на фиг. 5В (которое соответствует той же самой частоте, равной 0,25 Гц, как и на фиг. 4В), просматривают (в этом конкретном варианте осуществления настоящего изобретения) конкретный чертеж фиг. 4В, соответствующий объекту разведки, расположенному в определенном выше месте, и выбирают максимальное значение (на цветовой шкале) в любом месте на этой диаграмме из фиг. 4В, то есть, вне зависимости от местоположения источника. Причина этого состоит в том, чтобы в максимально возможной степени подчеркнуть тот эффект, который, вероятно, является малым. Воздействие объекта разведки на то, что зарегистрировано приемником, обычно является малым, и максимальное воздействие не будет происходить при одинаковом относительном местоположении источника для различных относительных положений приемника и объекта разведки. Таким образом, предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения считают выбор максимального значения нормированного аномального поля вне зависимости от местоположения источника, но очевидно, что этот способ не является единственно возможным способом выполнения этой операции из настоящего изобретения. Все значения, показанные на чертежах фиг. 5А-5В, находятся в пределах интервала от 0 до 1, но для обеспечения большего контраста в нижнем конце этого интервала, цифрами на цветовой шкале являются экспоненциальные значения, то есть, шкала охватывает собой значения от 0,01 до 1. Размер объекта разведки (размеры по горизонтали) показаны прямоугольником в правой верхней части каждого чертежа (произвольное положение, так как предполагают, что на чертежах фиг. 5А-5В объект разведки расположен в любом месте).

На фиг. 6 показан способ, используемый в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения для прогнозирования наличия объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам, по смоделированным картам аномальных откликов. На фиг. 6 более подробно показаны операции 23 и 24 из фиг. 2. При операции 61 показания группы счетчиков устанавливают в исходное состояние для их использования для подсчета количества успешных обнаружений экономически рентабельных объектов разведки и ложных распознаваний объектов разведки, не являющихся экономически рентабельными, как экономически рентабельных, для интервала предполагаемых пороговых значений обнаружения. В конце способа (операция 66) содержимое этих двух групп счетчиков используют для вычисления набора значений вероятности, характеризующих эффективность этого проекта разведки.

При операции 62 из фиг. 6 начинают цикл для формирования каждой карты из набора, на основании которого принимают решение, созданного при операции 23, показанной на фиг. 2. Процедуру, показанную на фиг. 3, используют при выполнении операции 62 для формирования карты аномальных откликов для каждой моделируемой разведки. При операции 63 используют алгоритм 60 распознавания образов, обученный по предварительно сформированному набору результатов калибровочных разведок (операции 21 и 22 на фиг. 2), для преобразования данных множества наблюдений, выполненных в каждом приемнике на карте, смоделированной при операции 62, в число, значение которого является указателем наличия или отсутствия объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, вблизи приемника. В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения в качестве алгоритма обнаружения используют вероятностную нейронную сеть (см. публикацию: 8ресй1, РтоЬаЬШШс пеига1 пе1\\'огкз. №ша1 №1\\'огкз 3, 109-118 (1990)), но может быть использован любой другой подходящий алгоритм распознавания образов (см., например, публикацию: Той и др., Райетп Кесодпйюп Ргтс1р1е8, АйШзоп-ХУеЕеу (1974)). Выходными данными операции 63 является карта вероятности наличия объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, в опре- 6 011597 деленной пользователем области вокруг каждого приемника, именуемой областью обнаружения. В приведенном ниже обсуждении термин вероятность используют с пониманием того, что если использован иной алгоритм распознавания образов, то этот термин может относиться к некоторому иному указателю наличия объекта разведки.

Поскольку отображенные на карте значения вероятности обычно не равны нулю или единице, то наличие объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, по-прежнему является недостоверным. Для принятия решения о том, был ли зарегистрирован экономически рентабельный объект разведки, необходимо установить пороговое значение вероятности, при превышении которого пользователь заявляет о наличии объекта разведки. Вследствие имеющейся неопределенности любое выбранное пороговое значение приведет к некоторым ошибкам. Либо будет невозможно обнаружить все имеющиеся объекты разведки, являющиеся экономически рентабельными по своим размерам, либо некоторые экономически нерентабельные объекты разведки будут ложно классифицированы как экономически рентабельные. Цикл, показанный на фиг. 6, в котором повторяют операции 64 и 65, определяет количество ошибок этих двух типов для интервала предполагаемых пороговых значений обнаружения.

При операции 64 устанавливают пороговое значение обнаружения. Если на выходе классификатора 60 получают значения вероятности, то пороговые значения находятся в интервале от нуля до единицы, обычно имея равные пошаговые приращения. При операции 65 используют известные местоположения объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам, для определения того, привело ли предполагаемое пороговое значение к правильному обнаружению или к ложному положительному результату. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, критерий обнаружения основан на всем районе разведки. Если какой-либо приемник имеет значение вероятности, превышающее пороговое значение, и в каком-либо месте в районе разведки присутствует объект разведки, являющийся экономически рентабельным по своим размерам, то факт правильного обнаружения отсчитывают путем приращения показания того элемента из группы счетчиков обнаружения, который соответствует текущему пороговому значению. Если же какой-либо приемник имеет значение вероятности, превышающее пороговое значение, и в любых местах в районе разведки отсутствуют какие-либо объекты разведки, являющиеся экономически рентабельными по своим размерам, то факт ложного положи тельного результата отчитывают путем приращения соответствующего элемента из группы счетчиков ложных положительных результатов. В зависимости от конкретного применения, предпочтительно можно использовать более локализованный критерий обнаружения, в котором учитывают относительные местоположения объектов разведки и приемников, показания которых превышают пороговое значение.

После того, как была произведена оценка всех пороговых значений, операции 62-65 повторяют до тех пор, пока не будет подсчитано количество фактов обнаружения и ложных положительных результатов для всех карт из набора, на основании которого принимают решение. При операции 66 осуществляют преобразование двух наборов результатов подсчета в значения вероятности обнаружения и в значения вероятности ложного положительного результата путем деления подсчитанного количества обнаружений на общее количество смоделированных вариантов разведки, которые содержат объекты разведки, являющиеся экономически рентабельными по своим размерам, Νεοον (Ν _эк_{оноиичес}к_и_р_ен_таб_ельны_й) , и путем деления подсчитанного количества ложных положительных результатов на общее количество моделируемых разведок, которые не содержат объекты разведки, являющиеся экономически рентабельными по своим размерам, Νοί. ·. (Ν экономически_не_Г>ентабельн^1й). Кривая, которая получена в результате отображения на диаграмме вероятности обнаружения как функции вероятности ложного положительного результата для различных пороговых значений, может именоваться кривой выходной характеристики приемника, ВХП (ВОС). Она полностью характеризует способность проекта разведки отличать объекты разведки, являющиеся экономически рентабельными по своим размерам, от экономически нерентабельных объектов разведки при смоделированных геологических условиях (см. публикацию: УаиТгеек, Эс1се1юп. Екбтабои, апб Моби1а!юи ТЬеогу, XVПсу (1968)). Для каждой пары значений вероятности может быть использовано правило Байеса (Вауек) (см. публикацию УаиТгеек) для вычисления значений вероятности, необходимых для оценки дерева решений, показанного на фиг. 1, и для вычисления экономической ценности района разведки:

Рблагоприя^,тного_результата^=:РЕСОМ*Робнаружения (порог) + (1 Ρε6ΟΝ) *ложное (ПОрОг) (1 )

Р.ЛУЧ111АЯ⁼РеСОМ*Робнаружения (ПОрОг) /Рблагоприятного_результата

Ценно стьлуущдл=$ЕУ* Рлучшая-$ С

Рхудшля РеСОМ* (1 Ровнаружения (порог) ) / (1- -?^,благюлрил’тногю_результа та)

Ц&ННО С ТЬ ХУДШАЯ = $ ЕУ* РХУДШАЯ - $ С ί[&.Η.ΗΟСТЬ — Рблагоприятного результата (0 _г + (7 ~ Рблагоприятного^результата) (0 _г Ц^Н.Н.ОС'ГЬхудшАЯ) (3) (4)

- 7 011597 где Ρεοον, $ЕУ и $С являются теми же самыми значениями, которые были определены для фиг. 1. Пороговое значение Ттах, которое приводит к созданию максимальной ценности (уравнение 6), представляет собой пороговое значение обнаружения, которое должно использоваться при желании получить максимальную ценность района разведки (но в приведенном ниже примере показано, что пользователь не обязательно может захотеть использовать это конкретное пороговое значение). Экономическая ценность, вычисленная для Ттах, представляет собой ценность, связанную с проектом (моделью) разведки, и является эквивалентной взвешенной по вероятности сумме значений ветвей дерева решений, показанного на фиг. 1. Следует отметить, что операция 63 из фиг. 6 также может использоваться для получения карты вероятности наличия объекта разведки по результатам наблюдений, зарегистрированным при реальной разведке. Совместно с пороговым значением обнаружения, определенным из смоделированных вариантов разведки, на основании которых принимают решение, это представляет собой быстрый способ получения предварительной интерпретации реальных данных.

Пример

В этом разделе приведен пример применения процедуры проектирования разведки. В табл. 1 приведен перечень параметров объекта разведки, используемых в этом примере. Они содержат информацию о свойствах объектов разведки, ожидаемых в районе разведки, но не содержат информацию о каком-либо конкретном объекте разведки. В реальном случае эти параметры получают из общей геологической информации о районе разведки. Для этого примера вероятность того, что в районе разведки имеется по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки, равна 1/4. Если набором объектов разведки является один из 25%, имеющих по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки, то количество имеющихся в нем экономически рентабельных объектов разведки равно либо 1, либо 2, при этом вероятность каждого из этих случаев является равновероятной. Общее количество объектов разведки в районе разведки должно быть равным либо 3, либо 4, либо 5 (вне зависимости от того, является ли любой из них экономически рентабельным), причем каждому из этих возможных вариантов присвоена одинаковая вероятность. Предполагают, что в этом примере перечисленные в табл. 1 распределения параметра объекта разведки, выраженные через минимальную ценность, максимальную ценность и наиболее вероятную ценность, имеют треугольную форму. В табл. 2 перечислены свойства объектов разведки, содержащиеся в базе 36 данных карт чувствительности (фиг. 3), которая была использована для этого примера.

Таблица 1. Значения вероятности свойства объекта разведки для примера моделирования


₽(экономически рентабельный)=0,25	Минимальное	Максимальное
Количество объектов разведки	3	5
Количество экономически рентабельных объектов разведки	1	2

	Минимальное	Наиболее вероятное	Максимальное
Площадь (км²)	5	15	25
Отношение длины к ширине	1	3	7
Простирание (в градусах)	0	90	180
Толщина (м)	25	50	110
Глубина залегания (м)	500	1500	2500
Удельное сопротивление (Ом/м)	20	70	120

- 8 011597

Таблица 2. База данных карт чувствительности

Длина (м)	Ширина (м)	Толщина (м)	Глубина залегания (м)	Ориентация (в градусах)	Удельное сопротивление (Ом/м)
7000	1400	100	1000	0	100
7000	1400	100	1250	0	100
7000	1400	100	1500	0	100
7000	1400	100	1750	0	100
7000	1400	100	1000	45	100
7 000	1400	100	1250	45	100
7000	1400	100	1500	45	100
7000	1400	100	1750	45	100
7000	1400	50	1000	0	40
7000	1400	50	1250	0	40
7000	1400	50	1500	0	40
7000	1400	50	1750	0	40
7000	1400	50	1000	45	40
7000	1400	50	1250	45	40
7000	1400	50	1500	45	40
7000	1400	50	1750	45	40
6000	3400	100	2000	0	100
6000	3400	100	2000	45	100
6000	3400	50	2000	0	40
6000	3400	50	2000	45	40

После выполнения операций из фиг. 3 из распределений вероятности, показанных в табл. 1, произвольным образом извлекают набор свойств объекта разведки. Это извлечение, выполненное произвольным образом, может быть представлено в виде игры в рулетку с вертушкой в центре секторной диаграммы, где размер каждого сегмента секторной диаграммы пропорционален соответствующей ему вероятности из табл. 1. Затем, из базы данных, показанной в табл. 2, извлекают объект разведки с самыми близкими свойствами (операция 33 из фиг. 3).

На чертежах фиг. 7А и 7Б показаны примеры двух районов разведки, которые были смоделированы на основании табл. 1 и 2 согласно процедуре, показанной на фиг. 3. Смоделированный вариант разведки из фиг. 7Б содержит один объект разведки, являющийся экономически рентабельным по своим размерам, (прямоугольник большего размера), а все остальные объекты разведки являются экономически нерентабельными. Соотношение геометрических размеров, то есть, отношение длины каждого объекта разведки к его ширине, при этом, предполагают, что он является прямоугольным в поперечном сечении по горизонтали. Простирание (Чоке) представляет собой азимутальный угол относительно направления на север. Символы + на двух картах указывают местоположения тридцати двух (32) приемников в первой возможной модели разведки, подлежащей рассмотрению. Линии от передатчиков (на картах не показаны) идут в направлении восток-запад (Е-\У). проходя непосредственно через приемные линии; в этом проекте имеется 9 линий от передатчиков. В этой модели приемные линии расположены слишком далеко друг от друга, чтобы передатчик создавал отклик, проходящий через соседнюю приемную линию, поэтому каждый приемник регистрирует только ту линию от передатчика, которая проходит через него. Передатчик излучает на двух частотах: 0,065 и 0,25 Гц. Следовательно, проект разведки приведет к регистрации двух данных наблюдений в каждом приемнике.

На чертежах фиг. 8А и 8Б показаны аномальные отклики, которые были бы зарегистрированы в каждом местоположении приемников для двух смоделированных вариантов разведки. Эти карты представляют собой выходные данные, полученные при операции 62 из фиг. 6 с использованием процедуры, про

- 9 011597 иллюстрированной на фиг. 3. Двумя значениями, отмеченными около каждого приемника, являются аномальные отклики, наблюдаемые на двух частотах передатчика, и они получены (операция 33) из базы данных (36) карты чувствительности, для которой в этом конкретном примере указателем является табл.

2. Например, предполагая, что в местоположении приемника, показанном на фиг. 8А или на фиг. 8Б, имеется объект разведки, центр которого расположен в 500 м на запад и в 200 м на север от приемника. Смотрят на соответствующую карту типа той, которая проиллюстрирована на фиг. 5В (частота 0,25 Гц), находят местоположение (-0,5, 0,2) и замечают, что это место находится в желтом ореоле, который отображает значение, равное приблизительно 10^-0,75»0,18, которое было бы выражено на чертежах фиг. 8А или фиг. 8Б в процентах. Таким образом, меньшее число (соответствующее частоте 0,25 Гц), отмеченное в этом местоположении приемника, равно 18. Если в данном местоположении приемника отклик создает большее количество объектов разведки, чем один объект разведки, то на карте зарегистрирован наибольший отклик. Большинство приемников находятся слишком далеко от объектов разведки, чтобы зарегистрировать аномальный отклик. Затем осуществляют преобразование этих пар данных наблюдений (операция 63 из фиг. 6) в однозначные указатели наличия объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, используя классификатор образов, обученный с использованием калибровочного набора смоделированных вариантов разведки (операция 21 из фиг. 2).

На фиг. 9 проиллюстрировано то, каким образом производят обучение классификатора образов в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и каким образом он функционирует. На фиг. 9 показан график взаимной зависимости откликов для частот 0,25 Гц и 0,0625 Гц из калибровочного набора (выходные данные операции 21 из фиг. 2) для экономически рентабельных (символы +) и для экономически нерентабельных (символы в виде кружков) объектов разведки. Для любой наблюдаемой пары откликов из фиг. 8А или фиг. 8Б откалиброванный классификатор (полученный из операции 22, показанной на фиг. 2, и из операции 60, показанной на фиг. 6) вычисляет вероятность наличия объекта разведки (однозначный указатель экономической рентабельности) на основании того, где находится пара откликов относительно двух классов калибровочных объектов разведки. На фиг. 9 показано следующее: несмотря на наличие тенденции того, что экономически рентабельные объекты разведки создают более высокие аномальные отклики, чем экономически нерентабельные объекты разведки, имеется значительное перекрытие между этими двумя классами. Для проекта разведки и для объектов разведки, моделирование которых производилось в этом примере, обычно отсутствует возможность однозначного распознавания экономически рентабельных объектов разведки.

На чертежах фиг. 10А и фиг. 10Б показаны карты вероятности для объектов разведки, полученные из откликов, показанных, соответственно, на фиг. 8А и на фиг. 8Б, с использованием классификатора, обученного посредством калибровочного набора данных из фиг. 9. Карты, показанные на чертежах фиг. 10А и фиг. 10Б, представляют собой выходные данные, полученные при операции 63 из фиг. 6. Числа на картах вероятности для объектов разведки представляют собой выраженную в процентах вероятность наличия объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, в пределах прямоугольника 26 км х 8 км с центром в каждом приемнике (+). Приемникам, в которых не был зарегистрирован какой-либо аномальный отклик, (на фиг. 8А или на фиг. 8Б) было присвоено малое значение (равное 2%) вероятность того, что они находятся вблизи от экономически рентабельного объекта разведки. Это было сделано потому, что, исходя из калибровочного набора данных, было замечено, что небольшое количество объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам, в калибровочном наборе смоделированных вариантов разведки было расположено таким образом, что они не создавали аномального отклика. Путем оценки было определено, что 2% приемников, в пределах дальности обнаружения которых находился экономически рентабельный объект разведки, создавали нулевой отклик. Значение, равное 2%, будет изменяться в зависимости от проекта (модели) разведки и от характеристик объекта разведки. Итак, производимое таким образом распознавание может быть выполнено так, что не только сам способ неспособен обеспечить однозначное распознавание всех экономически рентабельных объектов разведки, но также неспособен устранить возможность наличия отклика от экономически рентабельного объекта даже в том случае, когда на карте аномальных откликов отмечено нулевое значение.

Поскольку невозможно полностью устранить неопределенность при классификации объектов разведки на основании наблюдаемых откликов, предложенный в настоящем изобретении способ находит оптимальный компромисс между обнаружением объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам, и неправильной классификацией экономически нерентабельных объектов разведки как экономически рентабельных. Это является задачей операции 25 из фиг. 2, которую (наряду с операцией 24) выполняют с использованием результатов операций 64-66 из фиг. 6. При этой последовательности операций задают последовательность предполагаемых пороговых значений обнаружения и, для каждого предполагаемого порогового значения подсчитывают количество правильных и неправильных классификаций для всех смоделированных результатов разведки из набора, на основании которого принимают решение, созданного при операции 23. Результатом является кривая выходной характеристики приемника, ВХП (ВОС), показанная на фиг. 11. Каждая точка на этой кривой получена из предпо

- 10 011597 лагаемого порогового значения; низкие пороговые значения находятся в правой верхней части графика, а высокие пороговые значения находятся в его левой нижней части. Точки показывают вероятность того, что экономически рентабельный объект разведки будет зарегистрирован при заданном пороговом значении, в зависимости от вероятности того, что экономически нерентабельный объект разведки будет неправильно классифицирован как экономически рентабельный (ложный положительный результат). Модель разведки, обозначенная на фиг. 11 ромбами, представляет собой схему с тридцатью двумя (32) приемниками, показанными на чертежах фиг. 7 А и фиг. 7Б.

Кривая ВХП количественно определяет то, каким образом различные предполагаемые пороговые значения оказывают воздействие на компромисс между обнаружениями и ложными положительными результатами. Этот компромисс, наряду с экономической информацией о решении, на которое оказывают воздействие данные, определяет ценность информации, связанной с моделью разведки. Пороговым значением, создающим наиболее высокую ценность информации, является пороговое значение, наиболее отдаленное от линии 110, которая на фиг. 11 может быть названа линией Νοίηίο (отсутствие_информации). Оно указано большим ромбом 111 на кривой для схемы с тридцатью двумя (32) приемниками. (Линия Νοίηίο представляет собой набор данных, не обеспечивающий способность различения экономически рентабельных и экономически нерентабельных объектов разведки). Точка 111 оптимального порогового значения для схемы с тридцатью двумя (32) приемниками дает вероятность обнаружения, равную приблизительно 50%, и вероятность ложного положительного результата, равную приблизительно 5%. Если предполагают, что ожидаемая ценность объекта разведки, являющегося экономически рентабельным по своим размерам, равна 40 миллионам долларов США ($40М), а стоимость проведения поисково-разведочных работ равна 15 миллионам долларов США ($15М), то уравнения (1-6) дают ценность информации для схемы с тридцатью двумя (32) приемниками, равную 5,3 миллионам долларов США ($5,3М).

Вторая кривая ВХП, показанная на фиг. 11, соответствует модифицированному варианту этой модели, в которой любая другая линия между приемником и передатчиком отброшена, в результате чего остается 20 приемников и 5 линий от передатчика. Затраты на эту модель разведки будут меньшими, чем на более трудоемкую модель с тридцатью двумя (32) приемниками. Однако его эффективность также будет более низкой, что показано на фиг. 11 кривой ВХП 20 приемников, на которой каждое отображенное на графике значение обозначено символом в виде квадрата. Этот проект (модель) будет всегда приводить к меньшей ценности информации, чем проект с тридцатью двумя (32) приемниками, поскольку его кривая ВХП всегда расположена ближе к линии Νοίηίο. Точка 112 (большой квадрат) оптимального порогового значения дает вероятность обнаружения, равную, приблизительно, 40%, и вероятность ложного положительного результата, равную приблизительно 20%. Используя те же самые параметры экономической рентабельности, которые были указаны выше, этот вариант дает ценность информации, равную 2,1 миллионам долларов США ($2,1М). Таким образом, несмотря на то, что проект с двадцатью (20) приемниками более чем на 3,2 миллиона долларов США ($3,2М) дешевле, чем проект с тридцатью двумя (32) приемниками, проект с тридцатью двумя (32) приемниками является предпочтительным.

В предыдущем примере выбор проекта (модели) разведки производят с использованием порогового значения обнаружения, создающего оптимальную ценность, но это не является обязательным. Часто имеется большое множество различных пороговых значений обнаружения, все из которых создают одинаковую ценность информации. То, что это справедливо для проекта с тридцатью двумя (32) приемниками, можно увидеть путем поворота чертежа фиг. 11 до тех пор, пока линия Νοίηίο не будет горизонтальной. Это показывает, что имеется множество точек, расположенных справа от оптимальной точки, которые соответствуют более низким пороговым значениям обнаружения, все из которых расположены приблизительно на одинаковом расстоянии от линии Νοίηίο. Эти точки имеют различные значения вероятности обнаружения и вероятности ложного положительного результата, но все они приводят к аналогичной ценности информации. Например, точка 113 с вероятностью обнаружения, равной приблизительно 80%, и с вероятностью ложного положительного результата, равной приблизительно 40%, дает немного более низкую ценность информации (4,6 миллиона долларов США ($4,6М)), но в зависимости от коммерческих целей, может быть выражено желание отказаться от некоторой ценности для сокращения количества упущенных возможностей.

Приведенное выше описание ориентировано на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения для их пояснения. Однако для специалиста в данной области техники очевидна возможность существования множества модификаций и изменений описанных здесь вариантов осуществления изобретения. Подразумевают, что все такие модификации и изменения не выходят за пределы объема патентных притязаний настоящего изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ оценки предложенной модели геофизической разведки подземной области, содержащий следующие операции:

(а) получают существующую геологическую и экономическую информацию о подземной области и

- 11 011597 о находящихся в ней пластах, являющихся потенциальными объектами разведки;

(b) выполняют моделирование множества калибровочных разведок подземной области с использованием существующей геологической информации и предложенной модели разведки, причем в каждом моделируемом варианте разведки предполагают, что свойства объекта разведки соответствуют существующей информации, но, тем не менее, являются произвольными;

(c) используют результаты моделирования калибровочных разведок и существующую экономическую информацию для обучения выбранного алгоритма классификатора для преобразования результатов разведки в указатель наличия объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам;

(й) выполняют моделирование множества вариантов разведки подземной области, на основании которых принимают решение, с использованием существующей геологической информации и предложенной модели разведки, причем в каждом моделируемом варианте разведки предполагают, что свойства объекта разведки соответствуют существующей информации, но, тем не менее, являются произвольными;

(е) применяют обученный классификатор для результатов каждого из множества смоделированных вариантов разведки, на основании которых принимают решение, осуществляя генерацию указателя правдоподобия того, что эти результаты разведки содержат по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки;

(1) производят выбор порогового значения для указателя наличия объекта разведки на основании подсчета правильных указаний наличия по меньшей мере одного экономически рентабельного объекта разведки и подсчета неправильных указаний наличия по меньшей мере одного экономически рентабельного объекта разведки из упомянутого множества смоделированных вариантов разведки, на основании которых принимают решение; и (д) вычисляют ожидаемое значение ценности геофизической разведки на основании предложенной модели разведки с использованием значений вероятности, полученных из упомянутого подсчета правильных указаний и упомянутого подсчета неправильных указаний в соответствии с выбранным пороговым значением указателя.
2. Способ по п.1, в котором упомянутой геофизической разведкой является электромагнитная разведка с управляемым источником.
3. Способ по п.2, в котором упомянутые операции моделирования содержат следующие операции:

(a) осуществляют преобразование упомянутой существующей геологической информации в набор распределений вероятности свойств объекта разведки, включающий в себя распределение количества объектов разведки в подземной области;

(b) по произвольному закону извлекают набор свойств объекта разведки из упомянутых распределений свойств объекта разведки;

(c) помещают объект разведки в произвольное место в подземной области;

(й) повторяют операции (Ь)-(с) до тех пор, пока извлеченное количество объектов разведки не будет помещено в соответствующие места;

(е) решают уравнения Максвелла для электромагнитного поля для создания базы данных карт чувствительности, причем каждая карта дает аномальный отклик электромагнитного поля в месте расположения центрального приемника для типичной матрицы соседних положений объекта разведки, показывая, тем самым, чувствительность приемника к относительному положению объекта разведки, а упомянутая база данных содержит карту для каждого типичного набора свойств объекта разведки и для свойств источника, в том числе по меньшей мере для одной частоты источника из предложенной модели разведки;

(I) производят выбор по меньшей мере одной карты чувствительности, соответствующей свойствам объекта разведки, которая соответствует одному объекту разведки, размещенному в подземной области при предыдущей операции;

(д) для множества мест расположения объекта разведки относительно приемников извлекают сведения об отклике электромагнитного поля из выбранной карты чувствительности или получают их из двух карт путем интерполяции; и (II) повторяют операции (Г)-(д) для каждого дополнительного объекта разведки, помещенного в подземное место расположения, осуществляя, тем самым, генерацию базы данных карты смоделированных аномальных откликов электромагнитного поля, наблюдаемых в каждом приемнике, которые обусловлены наличием всех размещенных объектов разведки.
4. Способ по п.3, в котором аномальным откликом электромагнитного поля, хранящимся в каждом местоположении на карте чувствительности, является наибольший аномальный отклик, созданный источником, расположенным в любом месте.
5. Способ по п.2, в котором упомянутые свойства объекта разведки содержат размеры объекта разведки, его ориентацию, глубину залегания и удельное сопротивление.
6. Способ по п.2, в котором упомянутым алгоритмом классификатора является программное обеспечение для распознавания образов.

- 12 011597
7. Способ по п.6, в котором программным обеспечением для распознавания образов является вероятностная нейронная сеть.
8. Способ по п.2, в котором результаты моделирования каждой разведки содержат базу данных карты аномальных откликов.
9. Способ по п.8, в котором аномальным откликом является мера удельного электрического сопротивления пласта, являющегося объектом разведки, относительно фонового удельного сопротивления в упомянутой подземной области.
10. Способ по п.1, в котором при упомянутой операции вычисления ожидаемого значения ценности используют теорию ценности информации.
11. Способ по п.10, в котором двумя значениями вероятности, полученными при последней операции, являются следующие: вероятность того, что при использовании заданного порогового значения указателя наличия объекта разведки смоделированный результат разведки, содержащий по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки, будет правильно идентифицирован как экономически рентабельный, и вероятность того, что смоделированный результат разведки, не содержащий экономически рентабельных объектов разведки, будет неправильно идентифицирован как экономически рентабельный.
12. Способ по п.11, в котором для преобразования упомянутых двух значений вероятности в значения вероятности, необходимые для вычисления ожидаемой ценности разведки на основании теории ценности информации, используют правило Байеса (Вауез).
13. Способ по п.1, в котором упомянутым указателем экономической рентабельности является одно число.
14. Способ оценки результатов геофизической разведки подземной области, содержащий следующие операции:

(a) получают существующую геологическую и экономическую информацию о подземной области и о находящихся в ней пластах, являющихся потенциальными объектами разведки;

(b) выполняют моделирование множества калибровочных разведок подземной области с использованием существующей геологической информации и параметров модели реальной разведки, причем в каждом моделируемом варианте разведки предполагают, что свойства объекта разведки соответствуют существующей информации, но, тем не менее, являются произвольными;

(c) используют результаты моделирования калибровочных разведок и существующую экономическую информацию для обучения выбранного алгоритма классификатора для преобразования результатов разведки в указатель наличия объектов разведки, являющихся экономически рентабельными по своим размерам;

(б) применяют обученный классификатор для результатов реальной разведки, осуществляя формирование указателя правдоподобия того, что эти результаты разведки содержат по меньшей мере один экономически рентабельный объект разведки.
15. Способ по п.14, в котором упомянутым алгоритмом классификатора является программное обеспечение для распознавания образов.
16. Способ по п.15, в котором программным обеспечением для распознавания образов является вероятностная нейронная сеть.