Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка алгоритмов и программ интерпретации данных электрического и индукционного каротажа с учетом эквивалентности решений (интерпритационная модель одиночного пласта)

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка алгоритмов и программ интерпретации данных электрического и индукционного каротажа с учетом эквивалентности решений (интерпритационная модель одиночного пласта)"



0« Я"И

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РО«СР 03 ДЕЛАМ НАУКИ И ВЫСПЕЙ ШКОШ

Мэсковскяй ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочной институт иы. Серго Ордяэникидве

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ И ПРОГРАММ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО И ИНДУКЦИОННОГО КАРОТАЖА С УЧЕТОМ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ РЕШЕНИЯ (ИНТЕРПРЕТАЦИОННАЯ ЮДВЛЬ ОДИНОЧНОГО ПЛАСТА)

Специальность 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1991

На правах рукописи

ШЕИН КРИЙ ЛЬВОВИЧ

Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском ипроектно-конструкторском институте геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (ВНИГИК), НПО "Союзпроыгеофизика" Министерства геологии СССР.

Научные руководители:

доктор технических наук, профессор

Шшснин М. И.

- кандидат технических наук Чаадаев Е. К

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

профессор Кулинкович А. Е.;

- кандидат технических наук Кнеллер Л. Е.

Ведущая организация

- Институт геофизики СО АН СССР

Защита диссертации состоится // ОиЯ 1991 г. в ^ часов на заседании специализированного совета Д."063. 55.03 при Московском ордена Трудового Красного Знамени геологоразведочном институте имени Серго Орджоникидзе (МГРИ) по адресу 117485 Шсква^ул. Миклухо-Маклая, д. 23, МГРИ^ауд. 6 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке. МГРИ

Автореферат разослан 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета д. ф. -м. н., профессор

Ю.И. Блох

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность те?гы. Данныэ геофизических исследований оква,-с (ГИС) дают значительный объем информации о геологическом |резе. Совершенство методов их обработки определяет» в конеч-I итоге» и значение самих исследований скважин. Ваязгейшее нес-среди методов ГИС занимают электрические методы, несуще ин-)мадаю о таких характеристиках - пласта, как 'структура порового ютранства и харазстер его насыщения. Особенности технологий )ения, используемых в настоящее время, нередко приводят к об-¡ованию глубоких зон проникновения промывочной вдкости (1Ш) в ют и, как следствие» к необходимости использования зондов с апой глубинностью исследования в радиальном направлении Не-)тря на усилия по разработке зондов электрического и индукця-юго каротажа (ЭК и ИК), обладающих при достаточной радиальной гбинности исследований малой чувствительностью к влиянию вке-ощих пород - фокусированные зонды индукционного и бокового К) каротака -, это влияние оказывается заметным и трудно учкты-?тся. Большое количество других, плохо поддающихся учету при актической интерпретации, факторов (слоистость пласта и вмеща-лх пород, сложный, недостаточно изученный характер изменения гльного электрического сопротивления (УЭС) в радиальной иа-авлении, анизотропия электрических свойств в плоскости налла-ования) в сочетании с глубокими зонами проникновения часто иводят на практике к обработке (в основном с целью определения С пласта) малоинформатизных по отношению к УЭС пласта данных и высоком уровне помех в них. Отдельные этапы обработки (увяз-кривых профилирования по глубине, выделение пластов, оценка чества результатов измерений) трудно формализуются, что делает обходимым участие в их проведении геофизика-интерпретатора вые возможности в этом направлении открываются в связи с пользованием при обработке персональных ЭВМ, оснащенных графи-скими мониторами. Для эффективного диалогового взаимодействия терпретатора и программ, которое становится возможным при ис-1ЛЬзовании этих технических средств, необходима разработка со-'ветствущего программного обеспечения, реализующего основные ■алы обработки.

Цель работы: разработка программно-методического обеспече-1я для обработки данных БКЗ.БК.ИК на персональных ЭВМ с еозмож-

ностыо участия интерпретатора в процессе принятия решений.

Основные задачи исследований:

- анализ качества результатов измерений комплексом зондов БКЗ.БК.ИК;

-постановка и решение задачи оценки качества данных БКЗ.БК, ИК на ЭВМ как оптимизационной относительно систематических погрешностей измерений с одновременным уточнением УЭС промывочной жидкости и определением электрических параметров опорных пластов, исследование точности решения этой задачи и возможности использования для этого пластов с проникновением;

- разработка методов моделирования показаний зондов ЭК и ИК для модели одиночного пласта с зоной проникновения в однородных вмещающих породах с целью использования в оптимизационных алгоритмах при решении задач попластовой обработки данных БКЗ.БК.ИК на персональных ЭВМ;

- разработка методов построения и анализа области эквивалентных решений задачи определения электрических параметров пластов;

- разработка программы оценки качества и программы определения электрических параметров пластов.

Методы исследований. Исследования проводились:

- путем решения прямых задач БКЗ,' БК, ИК на-ЭВМ и анализа результатов этих решений для пласта неограниченной мощности с зоной проникновения, для одиночного пласта с зоной проникновения в однородных вмещающих породах, для пачки пластов. Анализ результатов решений прямых задач проводился с целью разработки методов их моделирования на ЭВМ;

- путем обобщения скважинных материалов и ручных методов их обработки.

Научная новизна проведенных исследований состоит в следующем:

разработаны методы моделирования показаний зондов БКЗ.БК, ИК по точностным и скоростным параметрам, применимые для решения задач попластовой обработки на персональных ЭВМ с использованием оптимизационного подхода в рамках интерпретационной модели одиночного пласта с зоной проникновения в однородных вмещающих породах;

- задача оценки качества данных БКЗ.БК.ИК сформулирована и

- з -

решена как оптимизационная' задача относительно выявляемых систематических погрешностей измерений;

- показана реалистичность предложенных оценок вероятных погрешностей решений задачи определения электрических параметров пластов по данным ЭК и задачи оценки качества этих данных;

- подучены выражения для учета влияния ошибок в задании фиксируемых параметров интерпретационной модели на результаты решения задач определения электрических параметров пластов и оценки качества данных БКЗ, БК, ИК;

- получены выражения для оценки ошибок в выявляемых систематических погрешностях, посредством которых обоснована возможность и количественно исследована точность выявления систематических погрешностей измерений;

- для решения задачи оценки качества и задачи определения электрических параметров пластов разработаны программы на персональных ЭВМ, используюшие диалоговые методы работы интерпретатора, основанные на выборе интерпретатором решения из параметрически представленной доверительной области решений, позволяющие гибко сочетать количественные и качественные методы обработки.

Защищаемые положения:

- решение оптимизационной задачи относительно систематических погрешностей измерений электрических параметров пластов и УЭС 1Ш позволяет определять систематические погрешности измерений зондами, уточнять УЭС ПЖ и оценивать их неоднозначность;

- расчет диагональных элементов ковариационной матрицы решения задачи определения электрических параметров пластов по данным БКЗ, БК, ИК дает реалистичную оценку погрешностей решения этой задачи, а параметрическое представление доверительной области решений упрощает выбор решения из семейства эквивалентных при работе на ЭВМ в диалоговом режиме.

Практическая значимость работы. Методы интерпретации, разработанные при исследованиях, позволяют повысить достоверность результатов обработки данных ЭК и ИК. Это обусловлено использованием при обработке интерпретационной модели, более адекватно отражающей свойства реальной среды, чем используемые в настоящее время, оценкой погрешностей результатов интерпретации, возможностью выявления и устранения систематических погрешностей измерений. Результаты, полученные в работе, позволяют по форме приб-

лизить технологию машинной интерпретации на этапе попластовс обработки к ручной и реально включить интерпретатора-геофизика процесс принятия решений при диалоговой обработке данных ЭК и } на персональных ЭВМ.

Реализация результатов работы. Излученные в ходе иссдедс ваний результаты использованы при создании комплекса програь обработки данных БЕЗ, БК, ИК на персональных ЭВМ. Комплекс программ включает программу оценки качества данных ЕКЗ, БК, ИК программу определения электрических параметров пластов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работ докладывались на научно-практических конференциях в г. Тюмен (1986,1988 г. г.), в г. Калинине (1987,1989 г.г.), в г. Киев (1987,1990 г.г.), на совещании главных^геологов Ассоциации ис следователей скважин в г. Калинине (1990 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения четырех глав и заключения. Объем работы - 109 страниц текста, 2 рисунка, 8 таблиц, список литературы содержит 88 наименований.

Работа включает материалы исследований, выполненных авто ром в 1984-1990 г. г.

Автор глубоко признателен своим научным руководителям: доктору технических наук, профессору К И. Шгоснину и к. т. н. Е. В Чаадаеву - за постоянное внимание и помощь.

Автор считает своим приятным долгом выразить благодарност: к. ф.-м.н. В. А. Пантюхину за помощь, плодотворные обсуждения] предоставленные им программы для решения ряда прямых задач.

Автор благодарен к. г.-м. н. И.П, Бриченко, к.ф.-м. н. Б. В Рудяку, к. ф. -м. н. В. Е Вержбицкому, с. н. с. А. Е Ыалинину, н. с. О. it Снежко эа поддержку на всех этапах работы и обсуждения, инженеру И. JL Крыловой за помощь в написании программ, инженер; RA. Шевченко и вед. инженеру Т. Г. Шатовой за помощь в оформлении материалов диссертации, а также всем коллегам по работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрено современное состояние программного обеспечения и методов решения задач обработки данных элек-

©каротажа на ЭВМ, дано обоснование направления исследований"и юрку жированы их задачи.

В результате теоретических исследований и методических 13 работок с. М. Аксельрода, с. И. Дембицкого, Г. Н. Зверева, С. М, тзделевич, В. Г. Ингермана, Л.Е. Кнеллера, А. Е. Кулинковича,. Е Сохранова и других ученых развиты методы интерпретации дани ГИС на ЭВМ, применяемые при массовой обработке данных ЭК и 1 Вместе с тем, в работах -В. Л Друскина, К А. Пантюхина и др. азвиты методы решения прямых задач на ЭВМ, которые позволяют эрейти к использованию в программах обработки более сложных нтерпреташонных моделей, в частности - модели одиночного плата в однородных вмещающих породах. Новые возможности открыва-тся и в связи с развитием вычислительной техники, особенно в вязи с появлением персональных ЭВМ. , '

Одной из главных причин, затруднявших обработку данных ЭК : ИК, является- малая мощность пластов-и большое влияние вмешаю-мх пород, корректно учесть которое сложно. Современный аппарат юшения прямых задач ЭК и ИК, вообще говоря, позволяет осуществлять решение обратной задачи злектрзкаротаха методом подбора с «¡пользованием интерпретационной модели пачки пластов с зоной фоникновения, однако это требует больших затрат машинного времени, что затрудняет использование такого подхода при массовой эбработке. Возможен иной подход: моделирование показаний зондов ; учетом влияния вмещающих пород. Второй подход, позволяющий сократить время обработки, более предпочтителен, однако он требует разработки методов моделирования показаний зондов в модели одиночного пласта с зоной проникновения во вмещающих породах.

Другой причиной является неоднозначность результатов решения задачи определения электрических параметров пластов по данным БКЗ, БК, ИК. Поэтому особой важностью обладает оценка их достоверности. Вследствие большого разнообразия геолого-технических условий и комплексов применяемых зондов выработка однсзнач-ных априорных заключений о точности решения указанной задачи затруднена. Поэтому разработка методов оценки достоверности ре-' зультатов обработки данных БКЗ.БК.ИК, применимых непосредственно в ходе интерпретации и оценка реалистичности прогнозируемых с помощью этих методов погрешностей является актуальной. Тесно примыкает к отмеченной проблеме проблема построения области эк-

- б -

Бивалентных решений и ее анализ. Решение этой задачи исследовалось в работах Л. А. Хабаровского; М. И. Эпова и др. применительно к проблематике ВЭЗ и МТЗ.

К значительному снижению достоверности результатов обработки часто приводит невысокое качество результатов скважинных измерений. Поэтому одной из проблем, решение которой особенно важно при обработке данных ЭК и ИК в рамках автоматизированных систем, является проблема оценки качества результатов измерений. Общей идеей всех разработанных 'методов оценки качества является следующая: в рагрезе существуют и могут быть выделены объекты, которые избыточно описывается имеющимися каротажными и априорными данными, что позволяет осуществлять сопоставление каротажных данных в качественном и количественном аспектах. Разработанные подходы различаются между собой характером выявляемых погрешностей (аддитивные или мультипликативные), типами зондов, в данных которых они выявляются (как правило, это зонды ИК и БК или отдельные зонды БКЗ), способом решения проблемы уточнения УЭС ПЖ. Нерешенными вопросами остаются вопросы оценки достоверности получаемых результатов и вопросы одновременного определения систематических погрешностей мультипликативного и аддитивного типов в результатах измерений одними и теми же зондами.

Анализ современного состояния обработки данных ЭК и Ж на ЭВМ, проведенный по опубликованным данным, показал, что для повышения эффективности обработки данных.ЭК на ЭВМ необходимы:

- разработка методов построения и анализа области возможных решений задачи определения электрических параметров пластов и приемов их использования в технологии обработки;

- решение задачи оценки качества данных БКЗ, БК, ИК на ЭВМ, исследование точности решения этой задачи и возможности использования при оценке качества данных, полученных в пластах с проникновением;

- разработка методов моделирования показаний зондов ЭК в рамках модели одиночного пласта, применимых для использования в. программах обработки;

- разработка программы оценки качества и программы определения электрических параметров пластов.

Во второй главе обобщены результаты анализа качества материалов электрокаротажа по выборочным нефтяным и газовым место-

эовдениям основных регионов страны, рассмотрены вопросы оценки точности решения задачи определения электрических параметров 1ластов при интерпретации данных ЭК и ИК, проанализирована возможность выявления систематических погрешностей измерений.

Путем обобщения замечаний, отмеченных при приемке материа-иов ГИС за 1980-1985 гг. в 5 геофизических, экспедициях» обслуш-завдих геологоразведочные скважины Западной Сибири » Коми АССР, Украины и Западного Казахстана, сделан вывод» что часто встреча-ощимся дефектом диаграмм, зарегистрированных аппаратурой БКЗ.БК, Ш является наличие систематических погрешностей измерений» поэтому совершенствование методик, позволяющих выявлять и устранять систематические погрешности измерений на этапе интерпретации, является одним из важнейших путей повышения эффективности-электрического и индукционного каротажа.

Как показано в данной главе, неоднозначность решений (погрешности в определении электрических параметров, разреза, обусловленные погрешностями результатов измерений и несоответствием фиксируемых параметров интерпретационной модели реальной среде), получаемых при интерпретации данных БКЗ,БК,ИК, бывает значительной, особенно при глубоких зонах проникновения и сокращенных комплексах зондов. При решении обратной задачи методом наименьших квадратов неоднозначность оценивается путем расчета элементов ковариационной матрицы, диагональные элементы которой являются дисперсиями результатов интерпретации, обусловленными перечисленными выше факторами. При расчете влияния ошибок в задании фиксируемых параметров интерпретационной модели учитывается, что они случайны и что ошибки ¿у в этих параметрахгэквивалентны появлению в результатах измерений ошибок , жестко

скоррелированных по зондам. Элементы ковариационной матрицы представлены в виде:

где М - количество зондов; -3- -„-л

И ¿Г < ^ -

^ сэхе эхе' '

" (/?7 • Рпз • В ) - вектор искомых параметров; РтРлз,В - УЭС пласта, УЭС промытой зоны, глубина проникновения

- номера координат вектора X ( £ , ^'-ГГЗ);

^ - расчетное значение показания з-го зонда в пласте;

- .погрешности измерений з-м зондом;

Л О

€гт - погрешность в задании ш-го фиксируемого параметра, Таким образом, показана возможность оценивать в процесе интер претации влияние погрешностей результатов измерений и несоответ ствия фиксируемых параметров интерпретационной модели реальна среде на точность ее результатов. Рассматриваемая неоднознач ность результатов интерпретации имеет объективный характер. Он обусловлена не особенностями конкретной программы обработки, недостаточной информативностью обрабатываемых данных и не може быть уменьшена без привлечения к обработке дополнительной (апри орной) информации. Путем расчета и анализа вероятных погрешнос тей решения задачи определения электрических параметров пласто иссследовались вопросы реалистичности этих погрешностей, изуча лось влияние на точность решения задачи таких факторов, как по грешности измерений и несоответствие интерпретационной модел реальной среде. В частности, показано, что:

- расчет диагональных элементов ковариационной матрицы ре шения задачи определения электрических параметров пластов п данным ЕКЗ, БК, ИК дает реалистичную оценку погрешностей решени этой задачи;

- возможности комплекса зондов БКЗ, БК, ИК по определени УЭС пластов в решающей степени зависят от. состава комплекса совместное влияние погрешностей измерений и ошибок в задани фиксируемых параметров интерпретационной модели на точность оп ределения электрических параметров пластов-коллекторов приводи к ненадежности обработки данных комплекса зондов БКЗ, БК-3, 65 при числе градиент - зондов меньше 4;

- существенными факторами, снижающими точность определе ния электрических параметров пластов, являются ошибки измерени и ошибки в задании УЭС ПК, поэтому требуется особая тшательност определения УЭС ПЖ.

С целью изучения возможности повышения достоверности ре зультатов обработки исследована постановка задачи определени электрических параметров пластов методом наименьших квадратов

модифицированным для обработки данных с скоррелированными погрешностями измерений. На основе анализа погрешностей решения данной задачи сделаны выводы о том, что- учет возможных отклонений фиксируемых параметров интерпретационной модели путем перехода к обработке данных с скор-релированными погрешностями измерений не приводит к заметному повышению точности в задаче определения электрических параметров пластов, поэтому такой переход при практической обработке нецелесообразен;

- наиболее перспективным путем повышения надежности результатов определения электрических параметров пластов является проведение измерений и обработка данных более широких комплексов зондов, включающих несколько фокусированных зондов ИК и БК.

В данной главе рассмотрены также вопросы оценки качества результатов измерений зондами БКЗ, ЕК, КК и исследована точность определения систематических погрешностей измерений.

Проблема определения систематических погрешностей измерений и УЭС ПЖ сформулирована как задача поиска минимума невязки фактических и расчетных показаний зондов па переменным, описывающим электрические параметры опорных пластов и аддитивные и мультипликативные систематические погрешности измерения. Данные о степени надежности проведения процедуры уточнения УХ ПЖ и оценки качества результатов измерений обладает большой практической важностью, так как в отношении точности определения систематических погрешностей измерений они слуяат единственным критерием обоснованности выявленных систематических погрешностей.

Исходя из оптимизационной постановки задачи, в случае ее решения методом наименьших квадратов, аналогично (1), получено выражение для ковариационной матрицы погрешностей решения задачи, обусловленных ошибками измерений и отклонением фиксируемых параметров интерпретационной модели среды от их реальных значений:

где ^ ft - * ^v-

- 10 -

- УЭС и коэффициент электрической анизотропии 1-го опорного пласта;

/V - число опорных пластов, м - число зондов;

Щ - случайные погрешности измерений з-ы зондом в 1-оы пласте;

с„ - ошибка в задании т- го фиксируемого параметра интерпретационной модели;

Ру, ~ фактическое и расчетное значения показаний J-гo зонда в 1-м пласте;

- мультипликативная и аддитивная систематические погрешности измерений з-м зондом в 1-м пласте;

Выражения для элементов матрицы А аналогичны выражениям (2).

Путем расчета элементов ковариационной матрицы (3) для ситуаций, встречающихся при практической обработке данных БКЗ, БК, ИК, показано, что решение оптимизационной задачи относительно систематических погрешностей измерений, электрических параметров пластов и УЭС ПЖ позволяет определять указанные параметры и оценивать их неоднозначность.

В третьей главе обосновываются выбор алгоритмов решения задач определения электрических параметров пластов и выявления систематических погрешностей измерений и методы их использования на персональных ЭВМ.

Проблема повышения скорости обработки требует создания методов моделирования показаний зондов БКЗ, БК, ИК, которые при высокой точности обладали бы и высокой скоростью работы, без предъявления при этом чрезмерных требований к памяти ЭВМ. Основные трудности, возникающие при этом и обусловленные большим числом переменных, определяющих поведение кривых зондирования, и наличием зон резкого изменения на этих кривых, могут быть преодолены выбором нелинейной замены переменных, делающим аппроксимируемую зависимость более простой. В качестве аппроксимируемой функции для зондов БКЗ предложено использовать

где /к - функция, обратная к описывающей зависимость показаний зондов в модели пласта без проникновения:^/с/ />г - кажущееся сопротивление в пласте с зоной проникновения.

Поскольку Д. = %оРЗ+(*-у)/>л . £ играет роль псевдогеоыет-

рического фактора зоны проникновения. В работе исследовано поведение этой функции, и показано, что ее использование позволяет моделировать показания зондов БКЗ в пласте неограниченной мощности с погрешностью для ГЗ с Ь-8.5 м не хуже 4 %, для ГЗ с 1.-4.25 м - 2 7., для остальных ГЗ - 17.. Аналогичный подход оказывается еще более успешным применительно к зондам бокового каротажа.

Для введения в показания зондов КС поправок за влияние вмещающих пород используются заранее рассчитанные отношения показаний зондов в пласте ограниченной мощности с зоной проникновения к показаниям в таких же пластах неограниченной мощности. Эти отношения являются слабо изменяющимися функциями параметров пластов и легко интерполируются.

Расчет показаний зондов ИК в пласте неограниченной мощности ведется в соответствии с результатами Ю. Н Антонова, Е. П. Соколова, Л. А. Хабаровского по обобщению теории геометрического фактора Влияние вмещающих пород учитывается путем расчета по сетке заранее затабулированных значений отношения функции типа псевдогеометрического фактора пласта к геометрическому фактору. В ра-5оте показано, что данная функция слабо изменяется с изменением иошности и электрических параметров пласта и вметающих пород и ;е использование позволяет достаточно точно учитывать влияние змешдющих пород.

На основе сопоставления результатов моделирования показа-шй зондов БКЗ, БК, ИК с результатами точного решения соответствующих прямых задач сделан вывод о том, что разработанные методы моделирования показаний БКЗ, БК, ИК в рамках интерпретационной /одели одиночного пласта с зоной проникновения обеспечивают тре-5уемую для решения задач обработки точность.

В соответствии с полученным выше выводом о неэффективности >гчета возможных ошибок в задании фиксируемых параметров интерпретационной модели задача определения электрических параметров пластов решается путем поиска минимума невязки измеренных и расчетных показаний зондов. В минимизируемое выражение введены слагаемые, обеспечивающие учет априорных данных о параметрах зо-иы проникновения и ограничивающие область возможных решений. В точке найденного минимума в соответствии с формулой (1) оценивается погрешности полученного решения.

- 12--

Формула (1) описывает доверительную область (область эквивалентных решений), представляющую собой эллипсоид, некоторым образом ориентированный в пространстве определяемых параметров. Решения из этой области в общем случае могут быть представлены в виде трехпараметрического семейства: __ в}, где х0 - оптимальное решение;

б"/ , 5 " 1 собственное число и 1 собственный вектор ковариационной матрицы;

- безразмерные переменные (параметры), любая комбинация которых при условии 2 $ 1 задает конкретное решение, принадлежащее*доверительной области. Работа интерпретатора при анализе возможных решений с тремя параметрами затруднительна, однако, как показало практическое применение данного аппарата, в реальных случаях доминирует один какой -либо вид эквивалентности решений, и изменения решений практически определяются одним параметром, соответствующим максимальному собственному числу (доверительная область вытянута в одном направлении). Поэтому допустимо однопараметрическое описание этой области, дающее интерпретатору при работе в диалоговом режиме возможность отбора желаемого решения. Очевидно, что для успешной работы интерпретатора с данными о неопределенности решения необходима соответствующая организация диалогового режима, которая наиболее эффективно может быть реализована на персональных ЭВМ, так как их технические возможности позволяют наглядно и просто представлять информацию, необходимую интерпретатору, и получать от него требуемые программой- данные. В результате проведенных исследований сделан вывод, что параметрическое представление доверительной области решений упрощает выбор решения из семейства эквивалентных при работе на ЭВМ в диалоговом режиме.

В соответствии с результатами, изложенными в данной главе, разработана программа 1МТЕК, реализующая алгоритм определения электрических параметров пластов в рамках использования интерпретационной модели одиночного пласта с зоной проникновения, обеспечивает многовариантную итерационную работу, предоставляя интерпретатору возможность просмотра полученных результатов в табличной и графической форме (комплексные кривые зондирования), ввода обрабатываемых данных с клавиатуры или из заранее подго-

товленных файлов, выбора решения из множества эквивалентных, контроля надежности полученных результатов.

В соответствии с результатами, полученными во второй главе. задача выявления систематических погрешностей измерений и уточнения УЭС Ш сформулирована как оптимизационная относительно электрических параметров пластов, систематических погрешностей измерений и УЭС ПЖ. В точке найденного минимума в соответствии с формулой (3) оценивается точность полученного решения. Полученные оценки предназначены для анализа обоснованности выявленных систематических погрешностей измерений. Как показано в работе, попытка одновременного поиска в показаниях какого-либо зонда и мультипликативной и аддитивной систематических погрешностей измерений может приводить к большой неопределенности в каждой из этих величин, что требует анализа эквивалентных решений.

Полный анализ эквивалентности с решением задачи на собственные значения ковариационной матрицы (3) встречает трудности как количественного (время работы программы заметно возрастает, что неприемлемо для программ, применяемых в массовой обработке), так и качественного характера (работу интерпретатора с большим количеством параметров, определяющих решение, трудно сделать наглядной), однако оказывается, что определяющим образом :;а вид доверительной области решений влияет презде всего корреляция в систематических погрешностях аддитивного и мультипликативного типа одного и того же зонда, поэтому при анализе доверительной области решения можно ограничиться учетом только этой корреляции. В этом случае анализируется ковариационная матрица размера 2x2 (в нее входят диагональные и недиагональный элементы матрицы Cov, соответствующие переменным, описывающим аддитивную и мультипликативную составляющие систематической погрешности данного зонда) и любое решение из доверительной области представляется в

виде: а _ а ,___

x-^ZS/VSfs;; Si?*/;

В пространстве jo f , jo7 для каждого текущего значения переменной jor могут быть найдены значения переменной Y , соответствующие верхней (+) и нижней (-) границам доверительной области определяемой систематической погрешности измерения зондом: д + njOT± />т+ Pal+Vx-rJ./fb/Kp*/),

где Pf^VoTSas, Ра~УёГ S„, Рэ*-/ёГс*а, р4 =Vof Sra,

<Г

Востроенная в соответствии с изложенным доверительная область для выявляемой систематической погрешности зонда сужается в зоне отсчетов в опорных пластах и расширяется при выходе за ее пределы. Это снижение надежности необходимо учитывать при проведении корректировки показаний зондов в соответствии с рассчитанными величинами систематических погрешностей.

На основе результатов, полученных в данной главе, сделан вывод, что разработанный оптимизационный алгоритм, реализованный в программе ОКА, позволяет определять систематические погрешности измерений зондами БКЗ, БК, ИК и уточнять УЭС ПК с оценкой неопределенности этих величин.

В четвертой главе рассматривается вопросы тестирования разработанного программного обеспечения, его опробование на скважинных материалах.

Целью тестирования разработанных программ являлось: выявление несовершенства алгоритмов и ошибок в программах, исследование алгоритмов обработки на устойчивость по отношению к воздействию мешающих факторов, изучение точностных характеристик и области применимости программ в зависимости от полноты обрабатываемых данных, их точности, величины геофизических параметров.

Эта цель достигалась путем обработки модельных материалов, включая обработку тестовых разрезов, подбор которых был ориентирован на возможность выявления погрешностей (обусловленных неверной работой программ, ограниченностью области возможных решений, погрешностями в используемых решениях прямых задач), исследование влияния погрешностей входных данных и погрешностей, связанных с несоответствием интерпретационной модели реальной среде. Обработка таких модельных материалов позволила изучить работоспособность программ , эффективность использованных в них алгоритмов и возможности реализованных методов обработки.

Программами ШТЕК и ОКА осуществлялась обработка материалов ЭК по 35 месторождениям. Обработка проводилась сотрудниками

- 1-я координата ¿-го собственного вектора;

-/Г/Ъ<Г+р3)* -

У(Ъ/>'+ ЪГ+(Ра/>т+ Р,)* '

отдела ЭК и ЭМК ВНИГИК 2. 3 в ходе выполнения плановых работ' и в порядке опробования и совершенствования программ в 1988 - 1990 г. г. на ЭВМ БЭСМ-б, СМ-4, IBM PC. При использовании ЭВМ двух первых типов, не позволяющих в полной мере реализовать интерактивное взаимодействие интерпретатора и программ, последнее заменялось возможностью итерационной и многовариантной работы с выводом результатов на печатающее устройство и алфавитно-цифровой дисплей. Общий объем обработки программой INTEK составил в отделе ЭК и ЭМК ВНИГИК 1200 пластов, программой ОКА - 70 скважин. Опробованием были охвачены разнообразные геоэлектрические типы разрезов: карбонатные и терригенные разрезы при заполнении скважин ПЖ с низкой и высокой минерализацией. В процессе опробования программ проводилось сопоставление с результатами обработки по изорезистивной методике и с результатами испытаний пластов.

Опробование показало широкие методические возможности и высокую технологичность программ при их эксплуатации на персональных ЭВМ IBM PC/AT-286/287. Установлено, что рассчитываемые программами оценки погрешностей результатов обработки являются надежным критерием достоверности этих результатов. Время работы программы INTEK составляет 10 с/пласт, программы ОКА -10-15 с на каждый пласт, используемый в процедуре.

В настоящее время программы находятся в стадии подключения к автоматизированной системе обработки данных ГИС на персональных ЭВМ ГИНГЕЛ.

В виде автономных программ они переданы в ПГО "Уренгойнеф-тегазгеология", Тематическую экспедицию ПГО "Хантымансийскнефте-газгеология", Ухтинскую геофизическую экспедицию,Тюменскую тематическую экспедицию, ОМП ЦОМЭГИС.

Дальнейшее совершенствование программ связано с расширением возможностей по обработке данных, регистрируемых аппаратурой серии Э, введением таких методических возможностей, как обработка градиентных зон и пачек пластов по методикам, разрабатываемым в отделе ЭК и ЭМК ВНИГИК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итоге теоретических исследований и анализа сквалинных материалов разработаны программа определения систематических

погрешностей зондами БКЗ, БК, ИК с уточнением УЭС Ш и программа определения электрических параметров пластов. В ходе выполнения данной работы получены следующие результаты:

- на примере материалов по месторождениям Западной Сибири, Коми.АССР, Украины и Западного Казахстана проведен анализ качества результатов измерений комплексом зондов БКЗ.БК.ИК;

- задача оценки качества результатов измерений зондами БКЗ, БК, ИК на ЭВМ сформулирована и решена как оптимизационная задача относительно систематических погрешностей измерений с одновременным уточнением УЭС промывочной адцкости и определением электрических параметров опорных пластов, исследованы точность проведения оценки качества и возможность использования для этого пластов с проникновением;

разработаны методы моделирования показаний зондов БКР.БК, ИК для модели одиночного пласта с зоной проникновения в однородных вмещающих породах, пригодные для использования в оптимизационных алгоритмах при решен™ задач попластовой обработки данных БКЗ, БК, ИК на персональных ЭВМ;

- разработаны методы построения и анализа области эквивалентных решений задачи определения электрических параметров пластов;

- тестирование программ и обработка скважинных материалов показала высокую эффективность разработанных программ.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. "Выявление систематических погрешностей измерений и определение уос при интерпретации данных зондов электрического и электромагнитного каротажа на ЭВМ."- В кн. "Пути повышения эффективности геофизических исследований поисковых и разведочных скважин Главтюменьгеологии", Тезисы докл. областной научно -практической конференции, г. Тюмень, 1986, с. 109-110. В соавторстве с А. Е Калининым.

2. "Учет влияния систематических погрешностей измерений при интерпретации данных зондов электрического и электромагнитного каротажа." -Разведочная геофизика. Отеч.произв.опыт. Экспресс-информация / ВШИ экон. минер, сырья и геол. -развед. работ. ВИЭМС, М., 1986, вып. 2, с. 12-17. В соавторстве с И. П. Бри-ченко, А. К Ыалининым, Е А. Пантюхиным, Е. Е Чаадаевым.

- 17 -

3. "Анализ качества материалов электрического и индукционного каротажа." Разведочная геофизика. Отеч. произв. опыт. Экспресс -информация/ ВНИИ экон. минер, сырья и геол. -развед. работ. БИЭМС, М,, 1987, вып. 4, с. 1-5. В соавторстве с А. В. Малининым.

4. "Информативность комплекса БКЗ, БК, ИК при определении электрических параметров пластов с глубокими зонами проникновения. " -В кн. "Комплексированйе методов исследования при разработке месторождений нефти и газа Западной Сибири". Тезисы докл. областной научно -практической конференции молодых ученых и специалистов, г.Тюмень, 1988, с. 102-103. В соавторстве с ЕЕ Вэржбицким и А. В, Малининым.

5. "Алгоритмы моделирования показаний зондов БКЗ, БК, ИК в пластах с зоной проникновения. "-В кн. Автоматизированная обработка данных геофизических и геолого - технологических исследований нефггегазоразведочных скважин и подсчет запасов нефти и газа с применением ЭВМ: Сб. статей. -М-во геологии СССР; НПО "Союэ-промгеофизика".-Калинин, 1989, с. 75-80. В соавторстве с Е А. Пантюхиным, О. К Кузьмичевым.

6. "Оценка достоверности определения электрических параметров пластов-коллекторов. "-Известия вузов, сер. Геология и разведкаг-М., 1989, N 10, с. 105-110. В соавторстве с Б. В. Рудяком.

7. "Неоднозначность решений при интерпретации данных БКЗ, БК, ИК" -В кн.: "Оперативная интерпретация материалов ГИС: состояние, проблемы" Тезисы докладов на семинаре специалистов по геофизическим исследованиям и работам в скважинах. -М-во геологии.СССР; НПО "Союэпромгеофизика" г. Тверь, 1991, с. 102-107.

•

Подписано к печати 29.03.91. Формат 60 х 84 1/16. Пгчать офсетная. Уч.-изд. л.-1,10. Тираж 100 экз. Заказ 154. Бесплатно. Ротапринт ВНИГИК. 17000 г.Тверь, ул. Правды, 12Б.