Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Программное обеспечение регистрации и обработки данных геофизических исследований скважин на основе объектно-ориентированной технологии

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Программное обеспечение регистрации и обработки данных геофизических исследований скважин на основе объектно-ориентированной технологии"

РТ& Ой

На правах рукописи

1 2 пВТ ^

Комлев Николай Юрьевич

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕГИСТРАЦИИ И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН НА ОСНОВЕ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОЙ ТЕХНОЛОГИИ

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации иа соискание ученой степени кандидата технических наук

Тверь - 1996

Работа выполнена в научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин

(ВНИГИК)

Научный руководитель - доктор технических наук

Лукьянов З.Е.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Афанасьев B.C. кандидат технических наук Мнтюшнн Е.М. Ведущая организация - ВНИИГеофнзнка

Зашита состоится 2&<¡^996 г. в "^.^часов на заседании диссертационного совета Л 169.13.01 в акционерном обществе открытого типа по геофизическим работам, строительству ы заканчиванию скважин (АООТ НПП ГЕРС) по адресу: 170034,

г.Тверь, пр.Чайковского, 28/2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИГИК АООТ НПП ГЕРС.

Автореферат разослан /1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

д.ф.-м.н., доцент

Глуздовский В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Быстро растущие требования со стороны потребителей геолого-геофизической информации к существующим регистрирующим и обрабатывающим системам для проведения геофизических исследований делают в настоящий момент единственно перспективной технологию цифровой регистрации и обработки данных на ЭВМ. Сложившаяся ситуация приводит ц необходимости обеспечения конкурентоспособности отечественных систем при необходимости совместных работ с зарубежными фирмами, производителями геофизической информации, особенно в части оперативности представления и выдачи материалов заказчику.

Критическим этапом в создании регистрирующе-обрабатывающих компьютеризированных систем является разработка программного обеспечения (ПО). Опережающее развитие аппаратной базы средств вычислительной техники ведет к быстрому моральному износу - уже созданных и даже разрабатываемых систем специализированного ПО. С другой стороны, быстро растущий парк ЭВМ и рост компьютерной грамотности и культуры программирования среди заказчиков регистрирующе-обрабагывающих комплексов выдвигает с их стороны требования дать им возможность надстраивать и модифицировать поставленное ПО самостоятельно, обеспечив при этом высокую надежность и полное сохранение свойств и возможностей базового ПО. Существующие технологии программирования, применяющиеся в разработке геофизических систем, в слабой степени удовлетворяют перечисленным

требованиям. В связи с этим является актуальным создание технологии оперативной разработки и модификации программного обеспечения систем регистрации и о6ра»ютки геолого-геофизической информации.

Цель диссертационной работы: адаптация объектно-ориентированного подхода к созданию технологии проектирования и разработки высоконадежного модифицируемого и наращиваемого программного обеспечения регистрации и обработки геофизической информации.

Основные задачи исследований;

- анализ существующих технологий и методов разработки программного обеспечения;

- анализ возможности применения объектно-ориентированного подхода к разработке геофизического программного обеспечения;

- исследование принципов построения иерархии объектов, ориентированных на применение при разработке геофизического программного обеспечения;

- разработка новой технологии проектирования и создания программного обеспечения регистрации и предварительной обработки данных ГИС на основе объектно-ориентированного подхода;

- опробование и внедрение разработанной технологии и программного обеспечения.

Методы исследований. Исследования проводились:

- при построении иерархии объектов с помощью метода объектно-ориентированного проектирования;

- при разработке программного обеспечения с помощью метода объектно-ориентированного программирования.

Научпая новизна проведенных исследований состоит в следукчцем:

- разработана новая технология проектирования и создания программного обеспечения регистрирующих и обрабатывающих геофизических комплексов, заключающаяся в построении иерархий объектов доступа к геофизическим данным, объектов обработки и сервисных объектов и создании на их основе модифицируемого, расширяемого и адаптируемого к аппаратным средствам программного обеспечения;

- на основе разработанной технологии созданы комплексы регистрации и обработки данных ГИС.

Практическая значимость работы. Адаптированная автором объектно-ориентированная технология к разработке геофизического программного обеспечения позволяет создать комплексы регистрации и обработки геолого-геофизической информации, обеспечив возможности их модификации и расширения.

Реализация результатов работы. Полученные в ходе исследований результаты были использованы при создании программного обеспечения регистрирующе-обрабагывающих комплексов. В настоящее время эксплуатируется свыше 30 комплексов в производственных ор! анизациях России, Казахстана, Туркменистана, Кубы.

Автором защищается:

технология проектирования и разработки многофункционального программного обеспечения регистрирующих и обрабатывающих информационных систем для проведения геофизических исследований скважин, основанная на построении и

нсиользоваиии иерархий объектов достуиа к геофизическим данным и объектов обработки и позволяющая ускорить создание ПО ГИС и обеспечил» возможность его модификации и расширения.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на научно-практической конференции НПО "Союзпромгеофизнка" (г.Калинин, 1987 г.), совещании руководителей геофизических организаций Казахстана (г.Акгау, 1992 г.), научно-практической конференции во ВНИИГеоинформснстем (г.Москва, 1994 г.).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано 8 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Объем работы - 119 страниц текста, 26 рисунков, 3 таблицы, список литературы содержит 79 наименований.

Диссертация включает материалы исследований, выполненных автором во Всесоюзном научно-исследовательском и проектио-конструкторском институте геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (ВНИГИК) в 1986-1995 гг. и в научи »-производственном центре "Тверьгеофизика" в 1995-96гг.

Автор глубоко признателен своему научному руководителю доктору технических наук Э.ЕЛукьянову за постоянное внимание и помощь.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность д.т.н. А.И.Фионову, д.т.н. Е.В.Чаадаеву за помощь и научные консультации и к.т.н. Ю.В.Белостоку за поддержку на всех этапах выполнения работы.

Автор признателен инженеру Т.А.Косоруковой за помощь в оформлении материалов диссертации, а также всем коллегам по работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность работы, сформулированы цель, основные задачи исследований, защищаемые научные положения, а также изложены научная новизна и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе проведен анализ технологий и методов разработки программного обеспечения систем регистрации и обработки геофизической информации.

Средства вычислительной техники (СВТ) начали применяться в нашей стране для обработки данных ГИС в начале 60-х годов (ВНИИГеофизика). В 70-80-е годы для этого в основном использовались ЭВМ серии ЕС (ВНИГИК, ВНИИГИС, ВНИИГеофизика, ЦГЭ МНП и др.). Однако для развития цифровой регистрации требовались другие технические решения, которыми стали мини- и микро-ЭВМ.

Были разработаны вычислительные комплексы на базе микроЭВМ "Электроника" и СМ ЭВМ (ВК ГИС СМ). На базе микроЭВМ "Электроника" были построены регистраторы "Пласт-5" , "Лоза-ОГ, ИВК ЛКС-10УУ1-41, КИУ и другие.

Использовавшиеся технические средства накладывали серьезные ограничения на функциональность программного обеспечения, тем не менее, даже с учетом этого, программное

обеспечение этих систем нельзя было признать полностью соответствующим современным требованиям.

Имевшиеся графические возможности использовались не полностью, организация интерфейса была жесткой, модификация и адаптация к меняющимся техническим средствам была медленной и трудоемкой, вопрос о расширении и наращивании программного обеспечения пользователем или не стоял вообще или был практически нереализуемым для обычного пользователя.

В НПГП "ГЕРС" проводились работы по созданию каротажных регистраторов на базе IBM PC совместимых компьютеров (В.А.Пантюхин, А.Ю.Юматов) и компьютеров фирмы DEC (Н.Д.Парфеньев).

В качестве примера современного зарубежного каротажного комплекса рассматриваются MAXIS фирмы Schlumberger и компьютерная система акустического каротажа (Computer Sonic System - CSS). Компьютерный блок CSS построен на базе IBM PC совместимого компьютера в промышленном исполнении. ПО включает регистрацию, формирование сводного планшета, получение твердой копии и программные средства для обработки акустической информации. Однако ПО не полиостью использует возможности применяемого высокопроизводительного компьютера. Практически все программы работают в текстовом режиме, эргономические требования реализованы на низком уровне, интерфейс сложен и запутан. Пользователь не располагает средствами для расширения функциональных возможностей комплекса.

Рассматривается ПО обработки данных каротажа фирмы РЕТСОМ, особенностью которого является возможность подключения пользователем своих интерпретационных моделей.

Можно заметить определенное отставание развития ПО от роста производительности и увеличения функциональных возможностей аппаратных средств, что объясняется во многом несоответствием современным требованиям используемых технологий разработки программного обеспечения.

На начальном этапе развития технологий разработки ПО предлагаемые решения нисили в основном технический характер (создание языков программирования). По мере исчерпания этого этапа к началу семидесятых годов внимание сместилось на формы организации труда программистов ("группа главного программиста" ).

Революция в технологии и методологии программирования произошла с появлением работ Дейкстры, приведших к появлению технологии структурного программирования (ограничение используемых управляющих конструкций, метод пошаговой детализации, стандартизация оформления программ). Ограниченность технологии структурного программирования выявилась в начале восьмидесятых годов с появлением персональных компьютеров, приведшей к индустриализации производства программ и превращению ПО из программного средства в программный продукт.

Технология объектно-ориентированного программирования разрешает большую часть возникших проблем. Ради создания этой технологии программирования пришлось критически подойти к концепциям фон Неймана, лежащим в основе современного программирования. Главная из них - разделение данных и программ.

Основное положение объектного подхода заключается в том, что коды и данные не рассматриваются больше отдельно, а объединяются в единое целое, называемое объектом.

В настоящий момент технология объектно-ориентированного программирования является наиболее перспективной и эффективной для применения в промышленных разработках программных средств.

Вопросы организации геофизических программных комплексов, расширяемости и модифицируемости ПО рассматривали Н.Н.Сохранов, С.М.Аксельрод, С.М.Зунделевич и др.

Разработке геофизического ПО посвящена диссертационная работа Ю.В.Белостока, предложившего технологию проектирования и разработки информационных систем каротажных регистраторов, основанную на понятии модуля как аппаратно-программной составляющей регистрирующей системы. Технология уделяет основное внимание этапу проектирования системы, разработку каждой автономной программы предполагается производить традиционными методами. Предложенная технология значительно облегчает адаптируемость ПО к изменениям технических средств, в то же время она не предлагает решений, приводящих к повышению надежности ПО, не рассматривается вопрос о наращиваемости ПО, в особенности производимой пользователем.

При анализе применения СВТ в геофизике, в особенности при регистрации данных ГИС, выявляется определенное отставание разработки ПО от совершенствования аппаратной части. Технические возможности СВТ используются только частично. Причина этому лежит в несоответствии используемых технологий программирования выдвигаемым требованиям. Существует

нсобходимость не только ускорить разработку ПО, но и дать возможность разработчику в полной мере использовать созданное ранее, не начиная разработку каждого проекта с нуля. Модификация программного обеспечения оказывается трудоемкой. Адаптация к изменениям технических" средств производится медленно. Вопрос о расширяемости программных комплексов, особенно о возможности расширения их не разработчиком, а пользователем, обычно вообще не ставится. И, наконец, чрезвычайно важным является вопрос о надежности ПО.

На данном этапе актуальным является переход к технологии разработки программного обеспечения, способной удовлетворить современным требованиям. Проведенный анализ приводит к выводу, что такой технологией является объектно-ориентированный подход к проектированию к разработке программ.

Во второй главе представлена объектно-ориентированная технология разработки геофизического программного обеспечения.

Концепция объектно-ориентированного программирования (ООП) включает три основные составляющие: инкапсуляцию кодов и данных, наследование и полиморфизм.

Инкапсуляция подразумевает, ':то коды программ и обрабатываемые ими данные не рассматриваются отдельно, а объединяются в единое целое, называемое объектом (классом). Доступ к данным, включенным в объект, осуществляется через методы объекта, описывающие все его функциональные свойства.

I¡»следование допускает создание объекта, порожденного от данного. Такой объект наследует все данные и методы объекта, от' которого он порожден, и в дополнение к ним может иметь свои

собственные данные и методы. Совокупность порожденных друг от друга объектов называется иерархией.

Наиболее мощной составляющей ООП является

полиморфизм. Объект может обращаться к методам объекта, порожденного от него, то есть к методам, еще не существующим в момент1 разработки объекта, стоящего выше в иерархии. Определение того, к какому методу необходимо обратиться, происходит только в момент выполнения программы. Такие методы называются виртуальными. Одним из преимуществ использования виртуальных методов является возможность для ранее созданного объекта работать с данными неопределенной на момент реализации объекта структуры с сохранением его функциональности.

Понятием близким объектно-ориентированному

программированию, но не совпадающим с ним, является объектно-ориентированный интерфейс (среда) пользователя предполагающий, что пользователь общается с системой через графический интерфейс, каждая часть которого является объектом (не обязательно в смысле ООП) со своим набором функций и свойств. Таким образом, пользователь работает с системой не в терминах ему навязанных (программа, файл, директория), а 9 терминах своей специальности (скважина, измерение, планшет).

Преимущества использования концепции объектно-ориентированного подхода заключаются в следующем:

- для разработчиков - в повышении эффективности создания и модификации программного обеспечения, а также в значительном улучшении его надежности, особенно для больших программных комплексов, разрабатываемых коллективом программистов;

- для пользователей - в применении интуитивно понятной и не требующей специального обучения объектно-ориентированной среды;

для квалифицированного пользователя, обладающего элементарным опытом программирования, в возможности, используя готовые библиотеки объектов, легко создавать высокоэффективное и высоконадежное ПО с гибким графическим интерфейсом.

Специфика применяемого в геофизике ПО - ограниченные типы данных иерархической структуры в сочетании с

многообразием процессов их обработки и высокие требования к графическому интерфейсу - делают объектно-с4.иентированный подход мощным средством разрешения проблем, стоящих перед разработчиками геофизического ПО.

Автором обоснованы основные требования к построению иерархии объектов, направленных на поддержку разработки геолого-геофизических программных систем были:

- возможность работы с различными форматами геофизических данных (как стандартных, так и оригинальных) при обеспечении высокой эффективности файловой системы;

- поддержка операций с агрегатами данных, организованных иерархическим образом и упорядоченных по различным критериям;

- поддержка основных операций с исходными и обработанными данными на уровне отдельных измерений;

- поддержка базовых функций просмотра с возможностью настройки на особенности экранного представления конкретных данных путем переопределения виртуальных методов;

- предоставление возможности получения твердой копии на печатающих устройствах с разными форматами, разрешающими способностями и технологиями вывода;

- создание базового объекта обработки геофизических данных;

- поддержка сервисных функций, связанных с графическим интерфейсом;

- предоставление сервисных функций неграфического типа (например, объект - формульный интерпретатор);

сохранение функциональности в случае изменения конкретной реализации структур данных, алгоритмов и аппаратных средств;

- предоставление доступа ко всем возможностям иерархии объектов для разработчиков;

- возможность для пользователей работать с объектами при разработке своих программ без необходимости изучения всей иерархии объектов и с минимальной настройкой;

- поддержка операционных систем MS DOS (PC DOS) и Windows;

- достаточно эффективная работа на аппаратном обеспечении невысокой мощности при использовании возможностей высокопроизводительных аппаратных средств.

Первая группа созданных объектов обеспечивает основные функции работы с данными. Строятся две альтернативные иерархии объектов: первая, ориентированная на файл, как единицу хранения данных, и вторая, рассматривающая в качестве такой единицы кривую (как набор отсчетов, организованных по глубине или времени). Второй вариант является более естественным для построения геофизической системы, но вступает в противоречие с

необходнмостъю работы на компьютерах младших моделей, так как требует существенно большей производительности процессора и больших объемов памяти для хранения данных. В обоих вариантах па микроуровне поддерживаются такие функции как буферизация доступа к файлам для ускорения работы, контроль нарушения логической структуры данных, разделение уровней доступа. На макроуровне в иерархию входит объект, обеспечивающий контроль я управление всей базой данных как единым целым.

Если эти объекты можно рассматривать как статические элементы данных, то объекты второй группы следует рассматривать как динамические процессы обработки геолого-геофизическйх данных. Наследуемые методы базового полиморфного объекта обработки обеспечивают считывание геофизических данных с возможностью настройки и сохранения параметров обработки, просмотра входных и выходных данных в графической и цифровой форме и сохране1ше обработанной информации* с использованием иерархии объектов, поддерживающих работу с геофизическими данными.

Поскольку базовый объект работает с виртуальными методами иерархии объектов данных, порожденные объекты иерархии обработки обеспечивают наследование заложенных свойств базового объекта. С помощью предложенного автором подхода пользователь может, переписав абстрактные методы, создать ПО, настроенное на специфические методы обработки и/или отображения данных, и при этом обладающее всеми возможностями базового ПО и его надежностью.

К третьей группе объектов относятся: иерархия графических объектов(поддержка окон, индикаторов, выдачи сообщений и т.д.);

- t%-

объекты аппаратной ориентации, обеспечивающие связь с телеметрической системой скважннного прибора; иерархия объектов обеспечения работы с примитивами файловой структуры и организации данных в памяти; объекты, не входящие в иерархию, например, формульный интерпретатор. Объекты третьей группы активно используются объектами, принадлежащими к первой и второй группам.

Конкретное построение иерархии и особенно детали ее реализации зависят от операционной системы, на которую ориентирован конечный программный продукт. Базовой платформой в данном случае была выбрана Intel (IBM PC совместимые компьютеры) с необходимостью работы в DOS н Windows. Версия для DOS была ориентирована на работу с версиями MS DOS (PC DOS и аналоги) от 3.30 и выше (в настоящий момент MS DOS 6.22 и неграфический режим Windows 95). Версия для Windows ориентировалась * на Windows 3.1, но при этом изначально учитывалась необходимость перехода в дальнейшем на Windows 95 .

Для обеспечения преемственности на разных этапах разработки для DOS и для Windows применялось программное обеспечение фирмы Borland (Turbo Pascal, Borland Pascal with Objects, Delphi).

Результаты проведенных автором исследований показали эффективность применения объектно-ориентированного подхода при создании геофизически-ориентнрова1..1ых программных средств.

Построенная автором иерархия, объектов была использована при создании программного обеспечения регистрации и обработки данных ГИС.

В третьей главе рассмотрена разработка программного обеспечения систем регистрации и обработай геофизической информации с применением разработанной автором технологии.

На основе построенной иерархии объектов было создано ПО регистриругоше-обрабагывагощсй системы на базе IBM PC совместимого компьютера, позволяющей проводить работы приборами стандартного комплекса ГИС и приборами, реализующими спецметоды. Разработка первой версии ПО производилась под руководством Ю.В.Белостока и при непосредственном участии автора, последующие версии разрабатывались под руководством автора.

Основными требованиями, сформулированными на этапе проектирования системы были: работа под управлением MS DOS; обеспечение высокопроизводительного функционирования системы на аппаратных средствах минимальной конфигурации; ориентация системы а первую очередь на задачи регистрации; организация отдельных программ в глубоко интегрированную систему; предоставление оператору гибкого интуитивно-понятного интерфейса; необходимость сопряжения с большим набором нестандартных внешних устройств; возможность расширения системы.

Связующим звеном между отдельными компонентами ПО является общий монитор системы. Кроме общего монитора существует также монитор подсистемы регистрации и монитор подсистемы обработки. Монитор предоставляет в распоряжение оператора среду, которая в основном является объектно-ориентированной .

Монитор работает с базой данных, единицей хранения информации в которой является спуско-иодъем. Над каждым измерением или агрегатом данных может быть выполнен определяемый его типом набор операций : редактирование, печать и т.д. При этом соответствующая программа вызывается автоматически в зависимости от типа данных, для которого она активирована.

Через монитор системы загружаются программы, реализующие следующие задачи: визуализация данных ГИС; печать данных ГИС в различных форматах; печать каталога измерений; редактирование глубины; редактирование текстовой сопроводительной информации в представлении API и в собственном формате системы; редактирование данных в графическом интерактивном и цифровом режимах; формирование и редактирование сводного планшета; технический контроль качества; импорт и экспорт данных в формате LAS и в оригинальном формате системы.

Монитор регистрации координирует выполнение задач описания и выбора прибора, калибровки, установки начальной глубины, задание сопроводительной информации и начальных параметров визуализации и собственно регистрации (записи измерительных данных) в узком смысле .

В функции монитора обработки входит вызов программ обработки в соответствии с типом обрабатываемых данных или по запросу пользователя. В настоящее время к монитору стандартно подключены следующие задачи, построенные на базе стандартного объекта обработки: кавернометрия (построение объемограммы, расчет объема затрубного пространства, построение профиля и псевдообъемного изображения скважины); двойной нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (расчет пористости по

нейтронному каротажу); спектрометрический гамма-каротаж (расчет исправленной интегральной кривой с учетом обсадки и плотности промывочной жидкости: интегральной кривой за вычетом вклада в нее урана и определяющей объемное содержание глинистости в разрезе; содержания калия, урана, тория; отношения содержания уран/калий, торнй/уран, торий/калий); акустика (вычисление Т1, Т2 и ДТ); ИННК (расчет скорости счета по ближнему и дальнему зонду, декремента затухания тепловых нейтронов, коэффициента пористости). Ограничение задач обработки вышеприведенными методами ГИС обусловлено целевыми заданиями, полученными автором.

В целом объектно-ориентированный подход не только ускорил разработку системы, но и упростил процесс ее расширения и модификации.

С применением объектно-ориентированной технологии под руководством и при непосредственном участии автора было разработано программное обеспечение верхнего уровня цифрового инклинометра непрерывного действия и забойной телеметрической системы (ЗТС-42).

Выбор используемых объектов, построение новых и адаптация существующих определяются спецификой данного ПО: ориентация системы на предварительную обработку данных инклинометрии с возможностью расширения комплекса в сторону регистрирующего; разнообразные формы представления зарегистрированных данных как на экране, так и на печати; необходимость адаптации к широкому кругу внешних устройств, включая возможность-интерфейса с системой сбора и поддержку различных печатающих устройств.

Учитывая, что функциональные требования к проектируемой системе отчасти совпадали с возможностями разработанной ранее регистрирующей системы, возникла возможность использования в значительной степени ранее построенных объектов. Иерархия объектов печати была расширена для обеспечения работы с ранее не поддерживаемыми устройствами. Был достроен ряд новых графических сервисных объектов для реализации некоторых специальных функций.

Собственно регистрирующие функции возложены на программное обеспечение сбора данных <Егоров М.М.), работающее в режиме реального в^ гмени. Рассматриваемая система предоставляет развитые возможности импорта данных на разных уровнях, как через файловую систему, так и на аппаратном уровне. Для этого используются модифицированные объекты регистрации и буферизации. Программа визуализации позволяет просматривать как исходные (зарегистрированные), так и расчетные параметры. К расчетным параметрам относятся: вертикальная глубина; зенитный * угол; азимут; положение отклонителя; отклонение от вертикали; отклонение в направлении север-юг, запад-восток.

Твердая копия моасет быть получена на принтерах черно-белой и цветной печати, поддерживающих страничный и/или рулонный вывод данных и состоит из следующих разделов: исходные параметры в цифровой форме; расчетные параметры в цифровой форме; расчетные параметры в виде кривых; нлан скважины (горизонтальная проекция); траектория всей скважины или ее вертикального/ горизонтального участка (сечение "устье-забой"); проекции положения отклонителя; заголовок, включающий общую информацию, относящуюся к скважине и используемому прибору;

результата калибровки, проведенной до каротажа; результаты калибровки, проведенной после каротажа; схематический рисунок прибора. Вывод проекций и сечений скважины производится совместно с такими же данными по плановой скважине с оценкой отклонения реального положения скважины относительно допустимых границ.

Другие операции, выполняемые системой: задание плановой скважины; копирование данных; склейка файлов (измерений); редактирование.

В настоящее время наиболее распространенной операционной системой для персональных компьютеров и фактическим стандартом, на который необходимо ориентироваться при разработке ПО, является Windows 95. Обеспечить конкурентоспособность ПО (и программно-аппаратных комплексов с его применением) возможно сейчас, только разрабатывая программные продукты, ориентированные на эту операционную систему.

Результаты работ были использованы для создания под руководством и при непосредственном участии автора наращиваемого ядра Windows-ориентированной системы обработка геофизических данных.

Ядро обеспечивает: хранение геофизической информации разных типов и доступ к ней; импорт и экспорт данных в различных геофизических форматах (LAS, LIS/DLIS); визуализацию; получение твердой копни; редактирование па уровне одною измерения (сжатие/растяжение кривой, ручное в графическом интерактивпом или цифровом режимах и т.д.); редактировшше на уровне нескольких измерений ( склейка кривых, формирование сводного планшета).

Ядро организует объектно-ориентированный интерфейс как с программами, входящими в его состав, так и с теми, которые будут добавлены'в процессе развития.

Построенное ядро предназначенной для Windows геофизической системы может наращиваться, как в направлении регистрирующего комплекса путем разработки и подключения драйверов требуемых внешних устройств, так и в направлении создания мощной обрабатывающей системы подключением программ обработки, ориентированных на конкретные методы.

В Четвертой главе приведены результаты опробования и внедрения.

Разработка программного обеспечения первой версии регистрирующей системы КарАТ-ГРИС проводилась в 1991-92 годах.

Испытания проходили в 1992 году на бурящихся и контрольно-поверочных скважинах (пл.Жолдыбай скв.4, пл.Королевская скв.22, цл.Тенгиз скв.320, контрольно-поверочные скважины г.Актау и * г.Атырау (Казахстан)). Регистрирующая система была передана в промышленную эксплуатацию в 1992 году в АО "Гео-ИгЫк-Сервис'Ч г.Атырау).

Сразу после этого началась разработка второй версии ПО. Ее отличия: расширение функций интерфейса с модулем сбора и круга задач предварительной обработан данных ГИС; вывод геофизических данных в международных форматах API и LAS; интеграция с обрабатывающей системой LOGTOOLS (Б.К.Журавлев, В.А.Велижанин, В.А.Пантюхин, А.Ю.Юматов и др.) и добавление задач оперативной интерпретации.

В 1993-94 г.г. на Кубе (пл.Pino, пл.Varadero, пл.Воса-Joruca) прошли полевые испытания и внедрение в промышленную эксплуатацию регистрирующей системы КарАТ-ГРИС версии 2.0. Заказчиком работ выступала канадская фирма Canada Northwest Energy (CNW). ПО входило в состав цифрового регистратора "Карат" (Н.В.Беляков, Е.М.Митюшин).

Проводились работы в ранее пробуренных эксплуатационных скважинах. В комплекс ГИС входил гамма-каротаж, спектрометрический гамма-каротаж и нейтрон-нейтронный каротаж. Использовалась аппаратура СГК, модуль нейтронного каротажа (2ННК-Т), модуль ГК-П. Сдача результатов исследований осуществлялась непосредственно на скважине в течение одного часа после окончания каротажа. Обработка геофизической информации проводилась во время подъема скважинного прибора. Результаты исследований заказчику передавались в виде диаграмм н формате API и на дискетах в формате LAS.

Качество получаемых материалов оценивалось по повторяемости основного и контрольного измерений и путем сравнения с результатами, полученными ранее фирмой Schlumberger.

По результатам эксплуатации ПО была проведена разработка версии 3.0 системы КарАТ-ГРИС. Она отличалась стандартизацией программ обработки, возможностью задания шаблонов планшетов, расширением возможностей печати, улучшенным графическим интерфейсом.

Полевые испытания проводились в Мангистэ' сской ЭГИС (г.Актау) и в Ноябрьской ЭГИС в 1995 году.

Разработанное в 19% году программное обеспечение КарАТ-ГРИС версии 4.0 передано в опытную эксплуатацию в Ноябрьскую ЭГИС.

Разработка программного обеспечения инклинометра непрерывного действия проводилась в 1994-1996 гг. Испытания проходили в 1995 году в г.Нижневартовске. Производственные испытания производились в 1996 году на горизонтальной скнажине М? 534-НГ ОГКМ (г.Оренбург).

Разработанное ПО системы регистрации и предварительной обработки данных ГИС эксплуатируется в составе регистрирующего

О

комплекса КарАТ-ГРИС, выпуск которого производится в СКТБ СПТ АО НПП "ГЕРС" (г.Тверь).

В 1992 году 5 комплексов КарАТ-ГРИС были внедрены в геофизических организациях Казахстана Тео-Иплж-Сераис" (г.Ашрау) и Мангистаусской ЭГИС (г.Актау). В настоящее время 14 комплексов эксплуатируются в 5 организациях Казахстана. В Западной Сибири внедрение комплексов началось в 1993 году в Ноябрьской ЭГИС и сейчас они эксплуатируются в экспедициях Ноябрьска, Когалыма и Мегиона. В Туркменистане комплекс был внедрен в 1993 году в Управлении промысловых геофизических работ. На Кубе внедрение регистраторов КарАТ-ГРИС происходило в 1993-94 годах в совместном российско-кубинском предприятии СиЬа^. С 1994 года комплекс эксплуатируется в организации "Оренбурггеофизика". В 1995 году в Печорской ОМП был внедрен апнарагно-ирофаммный комплекс на основе регистратора КарАТ-ГРИС для исследований углеразведочных скважин.

В настоящее время в промышленном или опытном режиме эксплуатируются свыше 30 комплексов КарАТ-ГРИС в 12 организациях России, Казахстана, Туркменистана и Кубы.

Дальнейшими направлениями исследований могут быть: наращивание иерархии объектов, как в направлении роста их функциональности, так и для увеличения круга решаемых задач; расширение ядра, ориентированного на операционную систему Windows программного комплекса за счет подключения программ обработки геофизической информации; разработка Windows-ориенгированной регистрирующей информационной системы.

ЗАКЛЮЧЕНИ Е

В итоге проведенных автором исследований разработано программное обеспечение регистрации и обработки данных ГИС.

В ходе выполнения данной работы получены следующие результаты:

- проведен анализ технологий и методов разработки программного обеспечения;

обоснована возможность применения объектно-ориентированного подхода к проектированию и созданию программного обеспечения регистрирующе-обрабатывающих геофизических комплексов;

- проведен анализ требований и выделены основные группы объектов, ориентированных на применение при разработке геофизического ПО;

- исследованы принципы построения иерархии объектов, ориентированных на применение при разработке геофизического

программного обеспечения и построены иерархии объектов доступа к данным, обработки и сервисной поддержки;

- разработана новая технология проектирования н создания программного обеспечения регистрации и предварительной обработки данных ГИС на основе объектно-ориентированного подхода;

- на основе разработанной технологии создано программное обеспечение регистрации н предварительной обработки данных ГИС, программное обеспечение цифрового инклинометра непрерывного действия и разработано наращиваемое ядро программного комплекса обработки данных ГИС;

- проведено опробование созданных программных средств на контрольно-поверочных, бурящихся и эксплуатационных скважинах;

созданное программное обеспечение в составе регистрирующих комплексов внедрено в производственных организациях, работающих на месторождениях России, Казахстана, Туркменистана и Кубы.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Система тестового обеспечения информационно-вычислительного комплекса каротажной лаборатории (Комлев Н.Ю., Кушнир Г.А., Пухальская Г.И.) Тезисы докладов научно-практической конференции НПО "Союзпромгеофизика", г.Калинин, 1987.

2. Обучающая программа формирования имитационных моделей для статистических исследований (Комлев Н.Ю., Авербух Г.А., Комиссаров А.О.) , Тезисы докладов конференции "Использование ЭВМ в учебном процессе", г.Калинин, 1987, с.5.

3. Опыт применения лаборатории ЛКС-ЮУУ1-01 в ПГО "Оренбурггеология" и "Тюменьпромгеофизика" (Комлев Н.Ю., Допис A.B., Княшко Г.А., Белосток Ю.В.) Методика и техника геофизических и теолого-технологических исследований скважин: Сб.статей - НПГП "ГЕРС", Тверь, 1994, с.75-78.

4. ГРИС - система регистрации нового поколения (Комлев Н.Ю., Белосток Ю.В.) Компьютеризированные и микропроцессорные системы для геофизических и геолого-технологнческих исследований скважин: Сб.статей - АО НПП -ГЕРС", Тверь, 1994. с. 154-157.

5. Объектно-ориентированный подход к созданию систем регистрации и обработки данных ГИС//Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1995. - №4. - с.21-22.

6. Объектно-ориентированная технология создания геофизических программных приложений. Построение иерархии объектов обработки//Геолог»я, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1995. - №6. - с.36-37.

7. Объектная реализация программного обеспечения каротажного регистрирукице-обрабатывающего комплекса// Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1995. - №7. - с.29-30.

8. Интегральная методика регистрации и обработки данных импульсного нейтронного каротажа (Урманов Э.Г., Комлев Н.Ю.,. Белосток Ю.В., Горбачев В.К.)//Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1996. - >61.