Библиотека Дамирджана - Геология нефти и газа №07

К оглавлению журнала
УДК 55:553.98.003.1.01	© A.H. Дмитриевский, И.А. Володин, 1990

Итоги и задачи системных исследований в геологии

А.Н. ДМИТРИЕВСКИЙ, И.А. ВОЛОДИН(ИПНГ АН СССР)

С 5 по 7 сентября 1989 г. научным советом АН СССР по проблемам геологии и геохимии нефти и газа, МИНГом и ИПНГ была проведена III Всесоюзная конференция “Системный подход в геологии” (теоретические и прикладные аспекты).

В работе конференции приняли участие около 600 человек, в том числе 80 представителей АН СССР, 160 – Гособразования, 105 – Миннефтепрома, 65 – Мингазпрома, 110 – Мингео и других министерств, 60 – из АН и Гособразования союзных республик, а также преподаватели, научные сотрудники, аспиранты, стажеры и студенты МИНГа и ИПНГ.

На конференции было проведено три пленарных заседания, в течение двух дней работали восемь секций. Были организованы две дискуссии “за круглым столом” и демонстрация стендовых докладов.

Основные задачи конференции:

подведение итогов выполнения решений II конференции “Системный подход в геологии” (1986 г.), развития системных исследований в геологии, работы постоянных семинаров, развивающих системные идеи в литологии, рудной геологии, в гидрогеологии и т. п.;

обсуждение актуальных фундаментально-теоретических, методологических и методических аспектов использования системного подхода в различных областях науки и, в частности, в геологии нефти и газа.

Пленарные заседания были открыты вступительным словом акад. А.Л. Яншина, в котором говорилось о роли системного подхода на современном этапе развития науки, техники, экономики, экологии. Отмечено, что уже начальные примеры использования его в геологии привели к качественно новым идеям.

Доклад “Системное движение материи” (А.Н. Дмитриевский, И.А. Володин, Г.И. Шипов) посвящен разрабатываемой в ИПНГ новой концепции, связанной с фундаментальными представлениями о материи и формах ее движения, включая геологическую. В основу концепции положены новые представления о вакууме и ступенях его проявления, названные системным движением материи, в результате которого рождаются природные системы.

Проведенная в конце первого дня заседаний дискуссия “за круглым столом” по этому докладу (руководитель А.Н. Дмитриевский) показала, что предлагаемая концепция служит основой для дальнейшего развития фундаментальных исследований в геологии. Были обсуждены принципиальные вопросы структуры вакуума и пространства – времени, методологические аспекты формирования природных систем из вакуума, энергетические основы прогнозирования месторождений нефти и газа.

В докладе О.Л. Кузнецова “Геоинформатика и интегрированный системный анализ многоуровневой информации” обосновано создание научной базы и современных компьютерных технологий новой области знаний, пограничной между геономией и информатикой. Геоинформатика призвана обеспечить в общенаучном плане единый подход к изучению строения Земли и геологических процессов, а в практическом плане принятие оптимальных решений в области геопользования.

Формулировка теоретико-методологических основ предложена в докладе М.Т. Абасова, Л.А. Буряковского и др. “Методологические принципы и технология моделирования систем нефтегазовой геологии”. Основные принципы были получены в результате обобщения опыта ряда исследований по выделению, изучению, моделированию и прогнозированию поведения систем нефтегазовой геологии. Авторы представили блок-схему структурно-информационных отношений между принципами.

Ю.Н. Батурин, Н.А. Крылов в докладе “Системный подход к планированию эффективного освоения ресурсов нефти и газа на геолого-экономической основе” выделяют элементы, которыми определяется функционирование процесса освоения ресурсов. Авторы указывают на целесообразность в качестве итогового для ГРР показателя принять денежную оценку ресурсов нефти и газа, причем определить ее по замыкающим затратам.

Ю.А. Урманцев изложил основы эволюционики – общественной теории, разработанной в виде особого раздела авторской общей теории систем в докладе “Эволюционика и проблемы развития в геологии”. Наряду с теоретическими положениями дан вывод ряда неизвестных ранее законов эволюционных системных преобразований, сформулированы новые категории и понятия.

Проведенная в конце второго дня заседаний дискуссия “за круглым столом” по тематике этого доклада (руководитель Ю.А. Урманцев), позволила участникам воспринять эволюционику как методологическую основу для широкого круга исследований. Была продолжена дискуссия по созданию системно-вакуумных основ геологии и приложения их к структуре физических полей Земли, геобиосистемы, ландшафта, геодинамическим основам геологии нефти и газа.

В докладе Л.И. Красного “Тектоническая систематика (современные проблемы)” рассматривается вопрос о взаимодействии геодинамических концепций. Обращается внимание на необходимость их избирательного использования в зависимости от этапности геологического развития Земли. В докладе Р.И. Гришкяна “Литосфера – резонансная система с пространственно распределенными модами” предлагается новая волновая модель строения литосферы как самоорганизующаяся автоволновая система со стоячими поверхностными акустическими волнами. Эта модель позволяет эффективно прогнозировать регулятивные системы зон трещиноватости в земной коре. В.И. Мизеев в докладе “Принципы изучения геолого-геофизических систем” описал методологию системного подхода к изучению географических систем, являющуюся развитием работ акад. М.Т. Сочавы. В докладе В.И. Гридина “Системный подход к организации исследований по доизучению и экологически безопасному освоению нефтегазоносных территорий” приведены интересные примеры использования результатов системно-аэрокосмических исследований для решения экологических проблем.

В докладе А.А. Арбатова “Прогноз уровня добычи нефти в СССР – альтернативный подход” определено изменение структуры топливно-энергетического баланса, обоснована необходимость выделения значительных средств для реализации предложенных программ. М.М. Судо в докладе “Экология и экономика (геологический и минерально-сырьевой аспекты)” подчеркнул вероятность дальнейшего обострения проблемы экологического риска и актуальность рационального, комплексного подхода к использованию минерально-сырьевых ресурсов, показал, что к числу важнейших побудительных экономических мер относится ценообразование.

В докладе А.Д. Петровского “Суперсистемномия – новое миропонимание” развиты идеи, впервые изложенные автором на II Всесоюзной конференции. Суперсистемномия рассматривается как всеобъемлющая практико-научная суперсистема познания и деятельности.

Был зачитан доклад Ю.В. Буркина “Рефлексия – основа системного мышления”, посвященный анализу системного подхода в мышлении, введено новое понятие “экология мышления”, основанное на системности мышления, определены процедуры наращивания и трансляции знаний.

Доклады секции 1 “Многочисленные основы системного подхода в геологии” (руководители В.А. Соловьев, Ю.А. Урманцев) можно сгруппировать в несколько направлений. К одному из них относятся сообщения, отражающие представления и развитие проблем системного подхода и лишь условно связанные с геологической средой (Л.Ф. Дементьев, Ю.П. Смирнов, Ю.В. Шурубор, Б.А. Шмагин и др.). Другое направление объединяет методы и методологию системного подхода и анализа их применения в геологической науке и практике, в основном включающие вопросы типологизации (Э.Л. Хакимов, Л.М. Филенский, Б.И. Смирнов, В.Ю. Забродин, В.К. Иванов, Г.И. Пешкевич, В.Ф. Лузин и др.). Еще одна группа сообщений связана с развитием системного подхода и формированием новых представлений в геологии. К таким докладам, отмеченным принципиально системным содержанием, относятся сообщения В.М. Воробьева, А.Ф. Бугаева, И.П. Шарапова, С.А. Мороза, Е.П. Ларченкова, С.М. Островского.

На секции 2 “Фундаментальные принципы системно-геологических исследований литосферы” (руководители В.В. Висков, И.А. Володин) рассматривались существенно новые идеи, касающиеся широкого круга процессов в недрах Земли и Космоса. Интересны подходы к фильтрации флюидов в земной коре на основе новых представлений о дилатансии, диффузионного массопереноса, нелинейных деформаций солитонного тела (Г.Ф. Бобров, В.И. Белкин, А.А. Васильченко, Б.П. Середин), что позволяет прогнозировать зоны накопления нефти и газа по статическому и динамическому полю напряжений, подходы к резонансным явлениям в волновых полях земной коры и образованию регулярных геодинамических структур (В.А. Бригиневич, В.М. Сбоев, Р.И. Гришкян, Ф.С. Ульмасвай, В.В. Висков, М.В. Родкин), к изучению самоорганизации вещества Земли и тектогенеза (Г.Г. Бунин, О.В. Эстерле, Б.В. Сенин). В докладе А.А. Шешукова (руководители А. Н. Дмитриевский, И.А. Володин) сформулированы концептуальные основы направления, названного нелинейной геодинамикой.

Секция 3 “Системные исследования в нефтегазовой геологии” состояла из двух подсекций. На заседаниях подсекции 3.1. (руководитель Б.А. Соколов) были рассмотрены вопросы использования системного подхода при изучении нефтегазоносности недр, анализа нефтегазопоисковых работ.

В процессе разработки методологии системного подхода к прогнозированию нефтегазоносности недр выделяются иерархические уровни изучения этой проблемы (Б.А. Соколов), наименее изученными из которых является макроуровень, т. е. глобальные закономерности нефтегазоносности Земли и критерии, контролирующие распространение, направленность развития и превращения осадочных бассейнов Земли в нефтегазоносные. В региональном же масштабе на мезоуровне нефтегазообразование представляет собой саморазвивающийся автоколебательный процесс.

Рассмотрены (Г.А. Байбакова) системные взаимосвязи процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления с динамикой литосферы и других геосфер. Динамика УВ-систем определяется такими факторами, как литогенез, тектогенез, биогенез, которые в свою очередь тесным и закономерным образом связаны с динамикой литосферы, цикличностью и общей направленностью ее эволюции.

Развивающиеся альтернативные концепции генезиса УВ предопределяют еще большее разнообразие типов залежей и условий их размещения по разрезу и площади осадочного чехла (А.Н. Шарданов). В настоящее время для конкретных палеогеографических условий, структурно-формационных комплексов возможно прогнозировать характерные ассоциации разнородных ловушек и залежей УВ (первичного и вторичного осадочного генезиса), составлять карты размещения таких ассоциаций и целенаправленно планировать методику поисков, повышать их эффективность. Представлена (В.П. Царев, В.Г. Хельквист) новая концептуальная модель поисков, разведки и освоения скоплений УВ в домеловых отложениях Западно-Сибирской НГП. В докладе И.И. Кожевникова показано, что сам геологоразведочный процесс на нефть и газ является системой, обладающей автономностью и иерархичностью, специфическим составом компонентов, образующих ее устойчивую целостность, жесткую структуру, интегративную способность и т. д. А.А. Абидов предлагает в качестве нефтегазогеологических систем как объектов поисков рассматривать ассоциации нефтегазоносных формаций, выделенные на основе изучения однотипных или сходных формаций в совокупности, т. е. групп формаций – карбонатной, обломочной и т. д. Г.Е. Рябухин в докладе “Нефтегазоносные формации континентогенеза” указал на явную недооценку потенциала этих формаций, имевших широкое распространение на Земле, особенно в мезозое и кайнозое.

В докладе В.Г. Кузнецова показано, что понятие “фация”, которое введено более 150 лет, с использованием системного подхода приобретает новое значение: многозначность, определяющую внутреннюю структуру объекта, иерархичность, внешние связи и взаимодействия, проявляющиеся в характере обмена веществом (осадочным материалом) и энергией между обстановками – фациями. В.И. Никишин показал, что ритмопаузо-фациальный анализ является эффективным инструментом в решении ряда важнейших задач нефтегазовой геологии: детальное стратиграфическое расчленение, дробная корреляция разрезов, структурные и палеотектонические построения и др.

На подсекции 3.2. (руководители В.Г. Кузнецов, М.П. Юрова) выступили С.А, Афанасьев, В.И. Еременко, Т.А. Ботнева, А.Н. Гусева, Ю.В. Щепеткин, Н.В. Попова, И.Е. Постникова, Г.Ю. Багаров, Э.В. Велиева и другие, рассмотревшие литологические, геохимические, гидрогеологические и другие аспекты нефтегазовой геологии, получившие в связи с развитием системных исследований новое осмысление. Современный подход к системам унаследованных палеозойских и мезозойских бассейнов осадконакопления позволил В.И. Еременко создать новую сейсмостратиграфическую модель Тимано-Печорской НГП.

С.А. Афанасьев по спектрам нанноциклитов (слойки определенного геологического цикла) уточняет возраст отложений венда Восточных Саян, юры и мела Западной Сибири.

В выступлениях Т.А. Ботневой, А.Н. Гусевой, Ю.В. Щепеткина использован системный подход при геохимических исследованиях нефтей. Выделенные Т.А. Ботневой четыре уровневые системы позволили обобщить геолого-геохимическую информацию в подсистему “прогноз”, обозначить каждую разновидность нефти (в виде формулы) и найти ее место в рассматриваемой иерархии. А.Н. Гусева представила нефть как систему УВ-раствора с газовой, жидкой и твердой фазами. Многоуровненность системы природного УВ-раствора определяет некорректность переноса данных о свойствах и поведении индивидуальных соединений на моделирование УВ-систем. На примере системы порода – вода – УВ Ю.В. Щепеткиным показаны особенности образования, сохранения и запечатки залежей УВ, приведены примеры использования системного подхода для оценки условий формирования и переформирования залежей, прогноза их фазового состояния и оценки продуктивности объектов для районов с различными геологическими условиями (Западно-Сибирская впадина, Сибирская платформа, Прикаспийская впадина).

В выступлении Н.В. Поповой отмечена важность естественно-целевого системного подхода для решения проблемы межпластовых флюидных перетоков. Интересны и значимы результаты применения системного подхода при выявлении закономерностей размещения карбонатных коллекторов, покрышек и природных резервуаров, позволяющих провести структурно-фациальное районирование территорий (И.Е. Постникова). Вопросы оценки запасов УВ нефтяных залежей с позиций систематизации и обобщения мирового опыта рассмотрены Ю.Ю. Багаровым, Э.В. Велиевой и др.

На секции 4 “Системный подход к изучению биосферно-геосферных взаимодействий” (руководители И.Н. Степанов, Р.И. Гришкян), в основном представлены доклады Л.Д. Кисловского, Р.И. Гришкяна, Э.Н. Чиркова, Л.С. Катукова, М.В. Родкина, А.Э. Шемьи-Заде и др. по динамике и структурным связям разноранговых звеньев биосферно-геосферной системы. Была выявлена универсальность колебательных процессов в системе и повсеместный характер связей ее звеньев на резонансной основе. На примерах изучения молекулярных связей водных систем капилляров было показано, что это один из наиболее эффективных каналов обмена информацией между живой и косной материей. Информационная емкость воды обусловлена образованиями нестабильных структур вблизи критических точек бифуркации, связанных с образованием клатратов в воде. Перспективным является изучение связи этих структур с флюидодинамикой и генерацией нефти и газа.

На заседаниях секции 5 “Экономико-экологические проблемы рационального природопользования (руководители А.А. Арбатов, М.М. Судо) с сообщениями выступили Л.Л. Прозоров, 3.М. Шуленина, Л.М. Сургучев, В.Н. Селезнев, К.В. Киева, Б.Н. Робинсон, А.М. Надежный, В.К. Попова и др.

В ряде докладов (С.Д. Фатьянов, Н.П. Григорьев, И.А. Пономарева, Л.М. Сургучев, К.В. Кивва) впервые была обоснована возможность не только выделения, но и учета экологических факторов при разведке недр, экономической оценке нефтегазовых ресурсов, разработке нефтяных месторождений. В сообщениях и прениях обсуждался широкий круг теоретических и практических вопросов по глобальным и региональным эколого-экономическим проблемам природопользования, рационального использования минеральных ресурсов, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых.

На заседаниях секции 6 “Системный подход при аэрокосмических исследованиях недр” (руководитель В.И. Гридин) выступили В.В. Козин, А.А. Романов, Г.М. Лисовцева, Л.В. Милосердова, В.В. Кравцов, О.К. Кадетов и др.

В докладах были рассмотрены основы системного подхода к анализу и интерпретации аэрокосмической информации для целей системно-геологических исследований, вопросы использования системного подхода при аэрокосмическом изучении в рамках нефтегазовой геологии, геотехнологии, а также в целях решения экологических проблем. В докладах нашли отражение представления авторов о системной организации, проведении и обработке результатов аэрокосмических работ, картографическом и формализованном моделировании на основе аэрокосмической информации, ранжирования геологических объектов по данным дешифрирования материалов дистанционных съемок. Изложены системные принципы изучения линеаментной сети и кольцевых дислокаций, приведены результаты использования системно-аэрокосмических исследований в различных регионах Советского Союза и за рубежом.

Общие вопросы применения системного подхода в геологии рассматривались на секции 7 “Прикладные системно-геологические исследования” (руководитель Г.Б. Бокий). Выступления Е.Т. Боброва, Э.Г. Викса, М.А. Садикова, Ю.П. Смирнова и других были посвящены таким актуальным объектам и проблемам нефтегазовой геологии как системы УВ-образований Земли, рифтогенез и нефтегазоносность, тектономагматические системы, геоформация как система и т. д. А.Н. Истомин в своем докладе изложил разработанный с позиции системного анализа оригинальный методический подход для создания историко-геодинамических моделей формирования внутриконтинентальных рифтогенов. Опыт использования системного подхода для реконструирования условий образования и состава труднодиагностируемых геологических объектов, а именно – остаточных пород коры выветривания был предложен Б.Т. Бобровым и И.Г. Щипахиным. В докладе Э.Г. Викса содержится интересный пример решения задач практической геологии с применением системного подхода. Сообщение о классификации силикатов с одноэтажным тетраэдрическим слоем (Г.Б. Бокий, 3.В. Врублевская) является завершением полной систематики подкласса одноэтажных слоистых силикатов.

На секции 8 “Геофизика и геоинформатика” (руководитель О.Л. Кузнецов) выступили А.А. Бардин, Л.А. Буряковский, М.М. Элланский, Г.М. Демин, А.М. Виноградов и др. Обсуждались проблемы создания информативных систем в геологии и геофизике, их моделирования, организации банков данных и базы знаний. Большая часть сообщений объединяется целью создания и совершенствования компьютерных технологий нефтегазовой геологоразведки. В этих докладах решаются задачи из области разработки методов интерпретирования результатов анализа информации разных уровней и подсистем; совершенствования методов имитационного моделирования геологических и производственных нефтегазоразведочных процессов; построения базы геологических знаний. Так, в докладе А.А. Бардина в качестве систематизирующего ядра предлагается имитационная планово-производственная модель. Оригинальные варианты решения проблемы организации геологического знания в конкретной предметной области изложены в докладах Б.Н. Еникеева, М.М. Элланского и Н.А. Даниловой. В связи со слабой структурированностью и низкой формализованностью системы знаний в такой предметной области как геология нефти и газа большое значение имеют работы, направленные на унификацию языка геологических представлений и разработку формальных моделей (доклады Л.А. Буряковского, А.М. Виноградова, А.И. Галимова, В.Ф. Семенова, Н.С. Горшенина).

Организация стендовых докладов позволила обсудить множество новых идей и связей информационной структуры и базы знаний в биосфере (Ю.В. Буркин, И.А. Загайнова), эффекта Широкова в квантовой теории и переменных гравитационных аномалий с флюидодинамикой земной коры (В.Д. Эрекаев), палеомагнетизма с экологическими катастрофами (М.И. Дорошин), гипотезы существования гравитационного автоволнового поля в солнечной системе с геодинамикой (А.И. Новикова), а также проблемы системного проектирования экологических технологий (Ю.А. Арутюнова), резонансные свойства биосистем – от генных до организменных резонансов (Э.Н. Чиркова) и др.

В целом конференция показала возросший интерес к системному подходу во многих сферах деятельности, особенно в фундаментальных исследованиях, связанных с науками о Земле.

На ocновании дискуссии, организованной в последний день конференции на пленарном заседании, были подведены итоги и приняты рекомендации. 1. Сконцентрировать дальнейшие исследования по применению системного подхода в геологии на следующих направлениях:

разработка фундаментальных принципов системного подхода, основанных на современных естественно-научных представлениях;

системная организация геологического знания и геологической информации в условиях широкого применения компьютерной технологии получения, хранения и обработки данных;

системная организация сопряженных геолого-геофизических, геохимических и аэрокосмических работ по изучению геологического строения, прогнозирования и освоения ресурсов нефти и газа;

изучение геосферно-биосферных взаимодействий на основе системного подхода;

системный подход при решении экономико-экологических вопросов и проблем создания экологически чистых технологий.

2. Расширить кооперацию в проведении системных исследований предприятиями и организациями различных министерств и ведомств. Особенно перспективен комплексный подход по изучению и экологически безопасному освоению нефтегазовых ресурсов.

3. Увеличить комплексные сопряженные системные исследования применительно к задачам изучения и освоения ресурсов нефти и газа в МИНГе, ИПНГ и ЦМИПКе.

4. Рекомендовать отраслевым министерствам и ведомствам обратить внимание на быстрорасширяющуюся сферу применения системного подхода при изучении и экологически безопасном освоении природных ресурсов. Особенно важным является использование системного подхода к организации экологического обеспечения комплекса работ по освоению природных ресурсов, а также созданию экологически чистых технологий.

5. Провести рабочее совещание в 1991 г. по системным принципам геологического моделирования.

6. Провести IV Всесоюзную конференцию “Системный подход в науках о Земле” в 1992 г., включив в программу конференции обзорные доклады о состоянии системного подхода по всем основным направлениям его применения, коллективные доклады от Всесоюзных палеонтологического, тектонического, минералогического обществ о состоянии исследования системного подхода в этих науках, доклады “Интеграция наук при изучении Земли”, “Системный подход в технике и технологии”, “Системная организация экологически безопасного освоения природных ресурсов”, “Системное информационное обеспечение освоения природных ресурсов”.

Abstract

On September, 1989, the Scientific Council erf the USSR Academy of Sciences, MING and IPNG convened the 3d All-Union Conference entitled "A System Approach in Geology". The papers cover the theoretical and applied aspects of the use of the system approach in various fields of science and particularly in petroleum geology.