Новосибирские ученые привлекли искусственный интеллект для исследований недр
Специалисты Новосибирского государственного университета (НГУ) разработали платформу LithoQB – «Литокуб», которая объединяет нейросетевые алгоритмы и традиционные методы анализа сейсмических данных, чтобы ускорить геологическую разведку и создание цифровых моделей месторождений. Одно из самых обсуждаемых направлений применения – поиск лития в подземных рассолах.
Для сейсморазведки на поверхности или в скважине нужно произвести небольшой взрыв или вибрацию, запустив тем самым звуковую волну. По тому, как быстро и с какими искажениями она вернулась наверх, геологи понимают, где проходит граница между слоями, где разлом, где пустота, а где плотная порода. Эти данные сложные, и расшифровывают их специалисты долго, но новое ИТ-решение упростит задачу.
Одна платформа – несколько инструментов
На платформе собрано несколько «умных» инструментов, которые работают вместе в одном окне и автоматизируют часть трудоемких операций геолога. Так, компьютерное зрение узнает на сейсмических «картинках» геологические структуры: разломы, границы пластов, характерные тела пород. Но программа не просто «видит» контуры, а пытается «вырезать» из общего массива данных отдельные геологические объекты – например, линзы или пласты, которые могут оказаться коллекторами, то есть породами, где может залегать вода, нефть или газ.
Под силу нейросети и сейсмическая инверсия. По тому, как отразилась волна, она восстанавливает физические свойства самой породы – насколько она плотная, пористая, что в ней может быть. Проводит «Литокуб» и спектральный анализ. Одни геологические объекты «звучат» на низких частотах, другие – на высоких. Разложив сигнал по частотам, можно заметить тонкие особенности строения недр.
Платформа помогает выявлять геологические структуры, в которых могут находиться перспективные рассолы, – разломы, границы пластов и другие элементы, важные для построения геологической модели. Наличие же лития по-прежнему необходимо подтверждать дополнительными исследованиями, анализом проб и бурением. Изначально система ориентирована прежде всего на нефтегазовую геологоразведку, а литий рассматривается как одно из направлений расширения ее применения. Отдельные алгоритмы уже проверены на реальных данных. Команда выполняла сервисные работы для участка в Южном Оренбуржье по договору с компанией группы «Газпром нефть».
Пласты данных
Помимо «Литокуба», в России для геологоразведки разработано несколько схожих программных продуктов, которые объединяют разные методы анализа данных и пытаются заменить ушедшие западные аналоги. Тот же НГУ в партнерстве с нефтесервисной компанией «БурСервис» запустили ПО Arkaim для интерпретации сейсмических и скважинных данных. Оно уже применяется при решении производственных задач. «Роснефть» для поиска и идентификации пород в пластах использует «РН-СЕЙСМ». Процесс интерпретации данных, на который раньше у геологов уходили недели вычислений, теперь занимает в 8 раз меньше времени.
В Институте нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН создали программный комплекс W-SEIS для интерпретации данных 2D/3D-сейсморазведки и бурения. Позже W-SEIS и другие модули интегрировали в открытую платформу «КРАТОН», которую разрабатывает консорциум с участием НГУ. Это делается для того, чтобы разные программы могли «перекликаться» друг с другом через слой совместимости, а сторонние разработчики имели возможность подключать свои модули.
Перспективный проект
Российская геологоразведка долго зависела от зарубежных программных комплексов. В прошлом году глава Роснедр Олег Казанов называл программное обеспечение одним из наиболее сложных направлений импортозамещения, особо выделяя системы обработки 2D- и 3D-сейсмики и трехмерного геологического моделирования. «Литокуб» как раз будет инструментом интеллектуальной интерпретации геоданных. В течение примерно пяти лет молодые исследователи НГУ занимались разработкой алгоритмов сейсмической интерпретации и опубликовали более десяти научных работ. Проект победил в конкурсе «Студенческий стартап» и проходит акселерацию в программе INDUSTRIX «Газпром нефти».
Литий – стратегическое сырье для аккумуляторной промышленности и электротранспорта. По данным Минприроды, балансовые запасы в России оцениваются примерно в 3,5 миллиона тонн оксида лития. По данным Роснедр, на изучение, разведку и добычу литийсодержащих подземных вод действует 26 лицензий. Перспективными считаются Восточная Сибирь, Северный Кавказ и некоторые нефтегазодобывающие регионы Поволжья и Урала. Инструменты цифровой геологоразведки могут помочь компаниям точнее оценивать такие участки.
