Возможные представления и типы систем в геологии

Возможные представления системы. Любой объект в зависимости от решаемой задачи может быть представлен несколькими видами систем. Покажем это на примере линзы терригенного коллектора, сложенной пес­чаниками и алевролитами (рис. 1).

Одно из важных представлений системы — множествен­ное, когда система рассматривается как некоторое множест­во объектов. Линзу в целом можно рассматривать как мно­жество минеральных зерен, связанных цементом. Последний

Рис. 1. Линза терригенного коллектора как система:

1 — кровля пласта; 2 — подошва пласта; 3 — минеральное зерно; образцы: 4 — песчаника, 5 — алевролита; 6 — порода-неколлектор

обусловливает существование совокупности зерен как едино­го целого. Эмерджентными свойствами такой системы будут, например, ее открытая пористость и проницаемость. Очевидно, что минеральные зерна такими свойствами не обладают.

Чтобы изучить эти эмерджентные свойства, линзу следует рассматривать как множество некоторых более крупных, чем минеральные зерна, объектов. В качестве таких объек­тов выступают образцы горных пород, и вся система-линза теперь рассматривается как множество образцов. Эмерджентным свойством такой системы будет литологическая ха­рактеристика пород. Чтобы изучить это эмерджентное свой­ство, нужно представить систему в виде множества объектов, сложенных породами разных литологических типов. В на­шем примере линза представляет собой множество, состоя­щее из двух объектов, один из которых сложен песчаником, а другой — алевролитом.

Таким образом, множественное представление системы может быть построено разными способами в зависимости от относительных размеров объектов, составляющих изучаемое множество.

Возможность расчленения системы на части разных раз­меров позволяет получить другое весьма важное представле­ние системы как некоторой иерархической упорядоченности. Это представление называется иерархическим. Иерархичес­кое представление позволяет выделить уровни строения сис­темы.

Совокупность элементов, принадлежащих одному гори­зонтальному ряду (уровню), называется иерархическим или структурным уровнем.

В нашей линзе можно выделить следующие уровни строе­ния:

1) уровень минерального зерна — на этом уровне вся система-линза выступает как множество элементов — мине­ральных зерен;

2) уровень образца породы как некоторой совокупности минеральных зерен — на этом уровне вся сис­тема-линза может быть мысленно представлена как множе­ство образцов;

3) уровень двух различающихся по литологической характеристике частей линзы (песчаники и алевроли­ты);

4) уровень линзы в целом, на котором ее можно рассма­тривать как нечто целостное, не расчленяющееся на состав­ные части, характеризующееся своими свойствами: формой, размером, ориентировкой в пространстве и т.п.

На каждом иерархическом уровне элементы системы ха­рактеризуются каким-то набором свойств. Список этих свойств устанавливается в соответствии с целями, для кото­рых объект рассматривается как система (например, для це­лей подсчета запасов изучаются свойства из одного списка, для целей проектирования разработки — из другого, причем разные списки могут перекрываться). Свойства элементов любого уровня иерархии можно разделить на три группы: свойства I порядка - те, которые способствуют достижению основной цели системы; свойства II порядка — нежелатель­ные, вредные, привносимые в систему; свойства III поряд­ка - нейтральные по отношению к основной цели системы, они могут быть использованы, например, для определения свойств I и II порядков через различные корреляции.

Так, если рассматривать линзу как объект, из которого нужно извлечь нефть, то к свойствам I порядка можно отне­сти пористость и проницаемость пород. К свойствам II порядка может быть отнесено высокое содержание глинистого цемента в случае, когда глины обладают способностью раз­бухать в воде, закачиваемой в линзу для вытеснения нефти, что существенно понизит эффективность этого мероприятия. Геофизические характеристики, которые измеряются в сква­жинах и в дальнейшем используются для определения порис­тости, нефтенасыщенности, толщины пород и т.п., должны быть отнесены к свойствам III порядка, когда система начи­нает действовать, свойства элементов проявляются по-разному. Специфическое проявление элементов называют функцией элемента. В этом случае говорят о функциониро­вании системы. Рассматривая систему как некоторое множество функций для достижения определенной цели, мы получаем ее функциональное представление.

Систему молено представить также как совокупность не­которых состояний объекта, сменяющих друг друга во вре­мени. Это будет процессуальным представлением системы. Так, рассматривая линзу как объект разработки, в качестве состояний можно рассматривать различные периоды разра­ботки.

Нефтегазопромысловая геология имеет дело со статичес­кими и динамическими системами, в качестве которых вы­ступают залежи нефти и газа, подготавливаемые к разработке и разрабатываемые.