Моделирование пластовых месторождений при помощи ГГИС Micromine
А.С. Бесперстов, горный инженер, консультант ООО «Майкромайн Рус»
В настоящее время практически не осталось горнодобывающих компаний, не знакомых с возможностями специализированного горно-геологического программного обеспечения. Различными компаниями предлагаются разнообразные программные решения для геологов, горняков, маркшейдеров и других специалистов, значительно оптимизирующие трудозатраты и время, требующееся специалистам на решение тех или иных задач.
Компания Micromine (Австралия) работает в России с начала 1990-х, и за этот период стала одним из лидеров рынка IT, ориентированного на горную промышленность. Наши решения используют крупнейшие горнодобывающие компании страны, и мы гордимся этим. Большинство из них занимаются добычей ТВПИ, в связи с чем, за нашей компаний закрепился некий штамп, что ПО Micromine не предназначено для моделирования пластовых месторождений. В данной статье хотелось бы развеять этот миф и осветить некоторые методики, применяемые при оценке пластовых месторождений компьютерными методами.
Рис. 1 Вывод данных в программе
Исходными данными для моделирования служат табличные данные по выработкам, их съемке и опробованию. Эти данные импортируются в программу и, используя встроенные алгоритмы проверки, проверяются на различные несоответствия. При проверке выявляются различные ошибки, которые в большинстве случаев сводятся к опечаткам при вводе данных. Весь процесс проверки исходной информации занимает в среднем не более 1–2 дней. После стадий импорта, проверки и исправления ошибок создается база данных предприятия, которая используется для последующего моделирования и оценки месторождения.
Создание базы данных позволяет программному процессору интерпретировать эти табличные данные в графическом окне и работать с ними, как с 3D-объектами, выводя их в просмотр в виде траекторий выработок и данных опробования вдоль этих траекторий. Отображать данные вдоль траекторий можно в различном виде – в виде текста, штриховок или графиков.
За процессом создания базы данных следует стадия подготовки информации к интерпретации. Она заключается в выводе необходимой информации, ее оформлении, создании разрезов. Подготовительные работы также включают в себя импорт всевозможной векторной информации из различных CAD приложений: ситуационные планы, разрезы и другая графика.
Помимо векторных данных в Micromine можно использовать и сканированную графику, которая привязывается в 3D-среде и используется при интерпретации.
В процесс подготовки данных входит и стадия статистической обработки информации, выделения присутствующих трендов, самородных значений, расчет мощностей кондиционных пересечений с учетом допусков включения пустых пород. Вся эта информация выводится в 3D-просмотр и используется при интерпретации.
Рис. 2 Привязка растров в 3D-пространстве
В зависимости от параметров залегания пластов и выбранного метода моделирования выделяют следующие способы интерпретации угольных пластов:
1. Классическое оконтуривание.
2. Интерпретацию кровли/подошвы.
3. Интерпретацию по центральной линии.
Классическое оконтуривание пластов в большинстве случаев используется при крутопадающем залегании. Данный способ идентичен интерпретации рудных тел при моделировании твердых полезных ископаемых: производится оконтуривание пластов по разрезам, далее производится соединение этих контуров в триангуляционные модели объемов.
Интерпретация кровли/подошвы пласта – наиболее часто встречающийся метод интерпретации угольных месторождений. В большинстве случаев он используется для полого падающего и наклонного залегания и может быть реализован двумя способами:
1) Непосредственной интерпретацией кровли и подошвы каждого пласта по разрезам при помощи линий с последующим объединением этих линий в триангуляционные либо сеточные поверхности.
2) Расчетом 3D-координат кровли/подошвы пересечения пласта из журнала опробования, выборки этих точек в отдельный файл и создания триангуляционных либо сеточных моделей из выбранных точек.
В итоге полученные поверхности кровли и подошвы объединяются, образуя общую объемную триангуляционную модель пласта.
Рис. 3 Пример каркасной модели свиты пластов
Интерпретация по центральной линии пласта – используется исключительно при пологом залегании и слабой гипсометрии. Данное ограничение вытекает из инструментов, которые используются для данного типа моделирования – сетей (гридов). Порядок его проведения следующий:
1. Производится выборка пересечений соответствующего пласта из журнала опробования.
2. Рассчитываются координаты центральной точки пересечения для каждой выработки.
3. По высотным отметкам рассчитанных 3D-точек строится гипсометрическая сеть (грид).
4. Дополнительно по данным мощности рассчитанных 3D-точек (пересечений) строится сеть (грид) мощности пласта.
5. Заключительным шагом данной интерпретации является конвертация полученных гридов гипсометрии и мощности в единую блочную модель с размерами блоков по X, Y равными расстоянию между точками грида, а по Z равными значению грида мощности.
Используя данный метод моделирования при наличии структурных нарушений в массиве лучше пользоваться ограничительными контурами, которые позволяют учитывать эти изменения при построении поверхностей.
При данном методе интерпретации процесс построения каркасных моделей не используется, и исполнитель сразу переходит к блочному моделированию и процессу ее оценки.
Полученные каркасные модели заполняются элементарными блоками, так называемой, блочной модели, которая предназначена для более подробного описания качества в пределах данных объемов. Размер элементарных блоков блочной модели выбирается специалистом методом подбора, исходя из логических соображений о мощности продуктивного пласта и ресурсов своего компьютера. Т.е. чем больше элементарный блок модели – тем более грубой будет оценка, и чем он меньше – тем более громоздкая модель получится на выходе, что сделает работу с ней невозможной.
Рис. 4 Пример блочной модели
Методик интерполяции фактических данных опробования в элементарные блоки блочной модели не так уж много:
1. Полигональный метод.
2. Метод обратных расстояний.
3. Метод кригинга.
Методы обратных расстояний и различные варианты кригинга относятся к компьютерным методикам подсчета, полигональный метод – больше ручной, но также находит свое применение при компьютерной обработке данных.
Перед началом интерполяции создается, так называемый, эллипс поиска, если проводить аналогии с ручным счетом, то этот элементарный инструмент можно назвать 3D-палеткой. Эллипс поиска разделен на сектора для более равномерной выборки, и в зависимости от фактических проб, вошедших в эти сектора, процессором рассчитывается среднее содержание в элементарном блоке блочной модели, куда он устанавливается. При помощи данного инструмента происходит независимая оценка каждого элементарного блока блочной модели, и все блоки получают соответствующую качественную характеристику. Размеры эллипса могут быть рассчитаны путем исследования теоретических полувариограмм, либо указаны процессору напрямую в соответствии с плотностью геологоразведочной сети и рекомендациями ГКЗ для данной группы сложности месторождения.
Дополнительно, при помощи эллипса поиска можно рассчитывать и категорию разведанности элементарного блока, т.е. если, к примеру, в указанный нами размер эллипса вошло 2–3 выработки – то блоку присваивается высокая категория достоверности оценки, в противном случае – более низкая.
Методик категоризации также довольно много, самые распространенные из них:
1. По количеству выработок, вошедших в эллипс поиска.
2. По заданному расстоянию вокруг выработок.
3. По стандартному отклонению интерполированных качественных характеристик.
Рис. 5 Общий вид отчета по ресурсам
На выходе данного процесса получается блочная модель, в которой каждый элементарный блок имеет свою количественную и качественную характеристику. Вся эта информация естественно выводится в рабочее 3D-пространство и проверяется на предмет ошибок визуально – по разрезам и планам. Информацию можно представить в виде карт изолиний, либо заданием разных цветов ячейкам блочной модели, которые имеют различные качественные характеристики. Используя встроенные процессы Micromine и ГОСТ 25543$88 «Классификации по генетическим и технологическим параметрам», довольно просто настроить программу на автоматический переход от качественных характеристик угля к его марочному составу.
Заключительные отчеты оценки представляются в табличном режиме и могут создаваться как по всему месторождению, так и по локальным его участкам (рис. 5).
В заключение хотелось бы отметить, что горно-геологических систем на Российском рынке представлено довольно много, функционал их приблизительно одинаков, и в данном случае на первый план выходит не продукт, которым пользуется ваша компания, а квалификация специалиста, который занимается данной работой. Компания Micromine проводит обучения работе со своим продуктом, как для новичков, так и для опытных пользователей. Дополнительно клиенты Micromine пользуются технической поддержкой, которая включает в себя постоянные обновления продукта, консультации по телефону и электронной почте. Наши офисы расположены во всех часовых поясах РФ, и, где бы вы ни находились, вы можете оперативно получить ответ на интересующий вас вопрос.
ООО "Майкромайн Рус"
