Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов нефти и газа

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

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов нефти и газа"

Акционерное общество открытого типа Научно-производственное предприятие по геофизическим работам, строительству Л п и заканчиванию скважин Р Г Б Ой (АООТ НПП «ГЕРС»)

На правах рукописи

Галкин Николай Иванович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОБОБЩЕНИЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ПОДСЧЕТЕ ЗАПАСОВ НЕФТИ И ГАЗА

Специальность 04.00.12 — геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тверь — 1994

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском и проектно-конструкторском институте геофизических методов исследований, испытания и контроля нефтегазоразведочных скважин (ВНИГИК) АООТ НПП "ГЕРС"

Научный руководитель : доктор технических наук

Афанасьев К С.

Официальные оппоненты : доктор технических наук

Неретин К Д.

кандидат технических наук

Миколаевский Э. Ю.

Ведущая 'организация - ГАНГ им. И. М. Губкина

Защита диссертации состоится " " ^ЛК-а^п-Я- _ 1994 г. в часов на заседании диссертационного совета

Д 169.13.01 в АООТ НПП "ГЕРС" по адресу: 170034, г. Тверь, пр-т Чайковского, 28/2, конференц-зал

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИГИК АООТ НПП "ГЕРС"

Автореферат разослан " 3 " _ 1994 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, доцент

К К Глуздовски*

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. При проведении геологоразведочных работ на нефть и газ важное место занимает этап подсчета ззласов углеводородов в залежах. В современных условиях, когда в геологоразведочный процесс вовлекаются, в основном, залежи нефти и газа сложного строения, оценка подсчеткых параметров и расчет запасов в них представляют собой весьма сложную задачу и могут осуществляться лишь на основе интерпретации и обобщения всей разнородной информации. накапливаемой в процессе геолого-геофизических исследований разрезов скважин при объединении этих данных с информацией методов полевой геофизики. Эффективная реализация такого подхода возможна-на основе широкого внедрения компьютеризированных информационных технологий на всех этапах геологоразведочных работ, базирующихся на применении современных средств вычислительной техники и специальных информационно-обрабатывающих систем, которые реализуют технологию интегрированного анализа данных при определении геологических свойств пород и подсчете запасов углеводородов в залежах. Проблема создания таких систем в настоящее время не нашла еще своего полного решения. Отдельные элементы такой технологии в России реализованы в виде автономно функционирующих систем (интерпретация данных ТИС, обработка кернового материала, построение карт изменения различных свойств и др.). Однако замкнутая комплексная технология, удовлетворяющая потребностям современного геологоразведочного производства, отсутствует. По этим причинам важное научное и практическое значение имеет разработка программного обеспечения и технологии для автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации на этапах оценки подсчетных параметров, построения объемной модели залежи и подсчета запасов.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение геологической и технологической эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ путем создания комплекса программ и технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов углеводородов.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: '

- разработка принципов построения и схемы функционирования программного обеспечения и технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации (ГГИ) при подсчете запасов углеводородов;

- обоснование принципов построения, состава и логическо* структуры базы геолого-геофизических данных и знаний (БГГДЗ) ш задач обобщения ГГИ при подсчете запасов углеводородов;

- реализация ЕГГДЗ и программного обеспечения автоматизированного обобщения гги при подсчете запасов углеводородов в системах "Подсчет" и ГИНГЕЛ;

- опробование и внедрение программного обеспечения и технологии автоматизированного обобщения ГГИ при подсчете запасов углеводородов.

ЗАЩИЩАЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

1. Технология автоматизированного обобщения геолога-геофизической информации при подсчете запасов углеводородов, опирашдяс! на базу данных и знаний в составе автоматизированной интегрированной системы обобщения геолого-геофизических данных при подсчет! запасов углеводородов, учитывающая возможности интерактивного вза имодейетвия специалиста в вычислительной среде ГОШ,- отличающаяс: интегрированным представлением всей совокупности данных и вычисли тельных процессов I обеспечивающая .эфффективное манипулировали! разнородной информацией при решении различных геологических задач

-«л

?.. Алгоритмы и комплекс программ, реализующие технологию ав тсматизированного обобщения геолого-геофизической информации пр

- 3 -

подсчете запасов углеводородов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

1. Разработана схема функционирования интегрированной системы автоматизированного обобщения геолого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов на рабочих станциях, сконструированных на базе профессиональных персональных ЭВМ.

2. Обоснована логическая структура базы данных и знаний о геологических объектах и процедурах обработки геолого-геофизической информации на этапе подсчета запасов углеводородов.

3. Определены принципы функционирования программного обеспечения. реализующего технологию автоматизированного обобщения ГГЙ при подсчете запасов углеводородов. При этом разработаны принципы разделения множества вычислительных процедур на ряд технологических процессов, каждый из которых оформляется в виде отдельной программы и реализуется в интерактивном режиме; определены требования к алгоритмам функционирования таких программ на основе сформулированного автором принципа двойственности процесса обработки и обобщения ГГИ. позволяющего эффективно сочетать автоматизированные математические вычисления и логико-математическую обработку, реализующую эвристические процедуры, задаваемые специалистом.

4. Разработаны алгоритмы вычислительных процессов в системе автоматизированного обобщения ГГИ при подсчете запасов углеводородов на основе интерактивных процедур, составляющих автоматизированное рабочее место (АРМ) интерпретатора.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Разработанные комплекс программ и технология являются компонентами систем "Подсчет" (ГеоБЭСМ) я ГИНГЕЛ. Они позволили внедрить в геологических и геофизических организациях компьютеризированную технологию обобщения геолого-"еофизической информации при решении широкого спектра геологических задач, возникающих при разведке месторождений нефти и газа,

создать эффективную технологию обработки данных при оперативной и сводной интерпретации ГИС, оценке подсчетных параметров, обосновании модели залежей и подсчете запасов углеводородов в них. Разработанные технология и принципы конструирования программного обеспечения могут быть использованы при создании систем интегрированной обработки и обобщения геолого-геофизических данных на базе современных-рабочих станций в среде UNIX.

РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

1. Разработанное программное обеспечение внедрено в производственных и научно-исследовательских организациях в составе системы "Подсчет" и в составе автоматизированной интегрированной информационно-обрабатывающей системы ГИНГЕЛ, где оно используется при обосновании технологии интерпретации ГИС, оперативной и сводной интерпретации геолого-геофизической информации, подготовке материалов к отчетам по подсчету запасов углеводордов.

2. Под руководством автора осуществлено обучение специалистов различных организаций применению разработанных программных средств и технологии обобщения геолого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов. Это спобствовало более качественному использованию разработанных средств в процессе решения производственных задач.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основ'ные положения диссертационной работы докладывались на конференциях "Пути повышения эффективности геофизических исследований поисковых и разведочных скважин Главтюмень-геологии" (Тюмень, 1986г.), "Состояние и пути повышения эффективности геофизических работ в скважинах" (Калинин, 1987г.), "Повышение эффективности rf ^физических методов исследований скважин" (Октябрьский, 1988г.), школах передового опыта "Обмен передовым опытом nq обработке материалов ГИС на ЭВМ при исследовании нефтегазовых скважин с целью повышения их эффектифности" (Калинин, 1986г.),

"Применение ЭВМ для обработки данных ГИС" (Тверь. 1991г.), семинарах "Применение ПЭВМ для обработки данных ГИС" (Тверь, 1992г.), "Средства автоматизированной обработки и интерпретации данных reo-, физических исследований скважин" (Москва, 1994г.). АРМ обобщения геоданных в составе системы ГИНТЕЛ демонстрировался на Международных геофизических конференциях и выставках по разведочной геофизике "SEG/Москва-92", "SEG/Москва-93", выставке "Нефть и газ-94".

ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, опубликованы в 8 печатных работах.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий' объем диссертационной работы составляет 125 страниц машинописного текста, из них 23 рисунка, б таблиц. Библиография включает 66 наименований и занимает 10 стра-• ниц.

Диссертационная.работа выполнена автором во ВНИГИК БПГП "FEPC" (ранее НПО "Союзпромгеофизика") в течение 1984-1994 годов.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю д. т. н. В. С. Афанасьеву.

Большое влияние на понимание существующих проблем и направление работы оказали творческие контакты с Е А. Аракеляном, Е И. Аро-новым, Я. Е Басиным, Е А. Волковым, Е Е Выходцевым, Э. Е Диевой, Т. Ф. Дьяконовой, Б. Е Еникеевым, А. С. Ждановым, Е К. Журавлевым, С, М Зунделевич, С. С. Итенбергом, Л. Е. Кнеллером, IL И. Козловым, Е Ф. Нозяром, Е Г. Мамяшевым, 0. Е Нелепченко, С. Ф. Пановым, Е А. Паникиным. А. Е Ручкиным, А. Е Синьковым, Г. Е Таужнянским, С. Е Торопо-вым, С. А. Федорцовой. А. Я Фельдманом, Ф, 3. Хафизовым, К А. Шаровым. Е М. Яковлевым - всем им автор выражает свою признательность.

Автор также благодарит Б. Г. Богданова, П. И. Власенко, А. R Гаранина, Е Е Глушакова. К Я. Золотову, А. Е Лукашова, Е И. Седельникова и Л.ЕСонову, в постоянном контакте с которыми выполнялась данная

работа.

Автор признателен Т. А. Волынской, О. Е. Калугиной, Г. С. Петраковой и Т. ЕТихомировой за их вклад в реализацию разработанного программного обеспечения. .

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ дано обоснование актуальности работы, сформулированы цель и основные задачи исследований, приведены основные защищаемые положения, изложены научная новизна .и практическая значимость полученных результатов.

1ЕРРАЯ ГЛАВА работы посвящена анализу развития компьютеризированных систем обработки, интерпретации и обобщения геолого-геофизических данных. Разработка и применение автоматизированных систем начались в 60-х годах с реализации наиболее трудоемкой части процесса обработ!ш геолого-геоффизической информации и подсчета запасов - определения подсчетных параметров по комплексу данных ГИС.

Сначала были разработаны автономные программы, на входе которых использовались подготовленные специалистом данные ГИС и керна по совокупности пластов, принадлежащих залежи углеводородов, на выходе - получались результаты их обработки в табличной форме, содержащие подсчетные параметра Эти данные подвергались ручной статистической обработке, в результате получались обобщенные подсчетные параметры по залежи.

Затем были созданы первые комплексные системы автоматизированной обработки ГИС: "Каротаж" (ВНИИГеофизика), Ц-2 (ЦГЭ), ПГ-2Л (КЬяВНИИГеофизика и АзИНефгехим), ГИК-2М (ВНИИЕефгепромгеофизика и ВНИИПП). Эти системы создавались для решения задач оперативной интерпретации, хотя система "Каротаж" применялась во ВНИИЯГГ при

подготовке отчетов по подсчету запасов для ряда месторождений Западной Сибири.

В Грозном в 1968-1970ГГ. под руководством Г. А. Шнурмана К а Колесниковым, Е А. Бедчером. Е С. Афанасьевым бьша сделана первая система оценки подсчетных параметров по данным ГИС, включающая фонд геолого-геофизических данных, хранящий таблицы пластовых данных по скважинам, программы интерпретации данных ГИС и статистической обработки. Система была реализована на ЭВМ Минск-22 и использовалась в СевКавНШ при подготовке отчетов по подсчету запасов месторождений Восточного Предкавказья. Позднее Е А. Бедчером был создан первый развитый -Банк данных - "Информационно-поисковая система местрождений Восточного Предкавказья", ориентированная на хранение данных для подсчета запасов.

Примерно в этот же период начинается интенсивное развитие математических методов в геологии, направленных на решение задач сводной интерпретации (в первую очередь - построение карт). Наибольший вклад в этом направлении был сделан научными группами, руководимыми Е И. Ароновым во ВНИГНИ и А. Я Волковым в ЗалСибНИГНИ.

Во ВНИГНИ в 1969г. была реализована система обработки геологических данных АСОД-ВНИГНИ. . Она позволяла накапливать и хранить данные на магнитных лентах (МЛ); осуществлять поиск необходимых данных с последующей выдачей их на печать; проводить статистическую обработку данных.

В ЗалСибНИГНИ был разработан РЯД автономных программ для ЭВМ Минск-22, позволявших решать та1'Мг задачи, как полиномиальная аппроксимация поверхностей, вы?>г:р информативных признаков методами многомерного статистического аналюа, расчленение разреза на структурные комплексы методом линейной гомотопии и другие.

Однако решение задач сводной интерпретации во всех первых системах в полном объеме не могло быть обеспечено из-за ограничен-

ных возможностей информационного фонда, совершенствование которого сдерживалось крайне ограниченными.объемами внешней памяти существовавших в то время средств вычислительной техники.

Следующий шаг б развитии автоматизированных систем обработки геолого-геофизических данных при подсчете запасов связан с появлением в конце 70-х годов вычислительных мааин серии ЕС. Наибольшее распространение получили две системы автоматизированной обработки данных - АСОИГИС/ДОС (НПО "Нефтегеофизика") и АСОИГИС/ОС (ЦГЭ).

Система АСОИГИС/ДОС предназначена для решения задач оперативной интерпретации и оценки подсчетных параметров. Структура базы данных АСОИГИС/ДОС не имеет принципиальных отличий от информационного фонда систем первого поколения.

Система АСОИГИС/ОС имела развитые базу данных и программные средства для определения подсчетных параметров по залежам. Но она не решала в полном о&ъме задач подсчета запасов углеводородов.

В 1986 году в Мингео СССР были разработаны научно-техническая концепция и техническое задание (ТЗ) "Системы автоматизированной обработки данных геофизических исследований при разведочном бурении на нефть и газ (."Подсчет")", одной из задач которой являлся подсчет запасов углеводородов в залежах. Автор диссертации принимал участие в подготовке ТЗ. В 1986-1988 г. г. была создана первая очередь системы.

Система "Подсчет" представляла собой иерархическую сеть вычислительных центров (ВЦ) предприятий, соединенных между собой отраслевой сетью передачи данных (ОСПД). Программное обеспечение системы "Подсчет" интегрировало комплексы, разработанные для ЭВМ СМ-4, ЕС и БЭСМ-б. Она предназначалась для полного решения задачи подсчета запасов и содержала подсистемы сбора цифровых данных ГИС на ЗЕМ СМ (ГИС СМ), автоматизированной обработки данных ГИС при оперативной интерпретации и определении подсчетных параметров на

ЭВМ СМ (Подсчетом), ЭВМ БЭСМ-б (ШдсчетБЭСМ) и ЭВМ ЕС (АСОИ-ГИС/ОС-ГЕО), обработки данных специальных исследований в скважинах (СпецГИС), геометризации и определения подечетных параметров (ГеоБЭСМ), передачи геолого-геофизических данных по каналам связи.

Аь'тором диссертации был выполнен цикл исследований по реализации ТЗ на систему "Подсчет" и в результате под его руководством и при непосредственном участии была разработана подсистема ГеоБЭСМ, позволяющая совместно с подсистемой ПодсчетБЭСМ в рамках одной базы данных накапливать информацию, необходимую для построения модели залежи и определения запасов углеводородов, строить карты и рассчитывать запасы по отдельным залежам.

На машинах серий-ЕС был разработан ряд систем, ориентированных на решение задач корреляции разрезов скважин, геометризации' залежей нефти и газа и подсчета запасов углеводородов: "Гори-зонт-83" (УкрНИГРИ), "Геометризация-86" (ВНИГНИ), ГЕОПАК-2 (СибНИ-ИНП), пакет программ комплексной обработки геолого-геофизической информации, разработанный в ЗапСибНИГЖ Все эти программные средства базировались на использовании при построении карт ^временного математического аппарата функционального анализа, математической физики и теории вероятностей. В них применялись различные виды информации, знания о свойствах изучаемого поля, его связи с другими геологическими признаками. В эти системы исходная информация заносилась либо с перфокарт, либо переносилась из других систем с помощью специально созданных интерфейсов. ■

Исследования, выполненные автором, показали, что все ранее созданные программные комплексы не обеспечивали полную реализацию технологии обобщения ГГИ при подсчете запасов в единой информационно-вычислительной среде. ТЗ на систему "Подсчет", предусматривающее создание такой технологии, не удалось реализовать из-за ограниченных возможностей вычислительных ресурсов ЭВМ типа БЭСМ,

В дедом технологический процесс комплексной интерпретации и обобщения ГГИ при подсчете запасов углеводородов базируется на применении процедур обработки двух типов. Первый из них включает процессы формализованной математической обработки информации при определении подсчетных параметров , построении карт и разрезов. Второй тип вычислительных процессов объединяет процедуры эвристической обработки информации, реализуемой специалистами. К ним, например, относятся процедуры взаимной-увязки разнородной геологической и геофизической информации, корректировка результатов обработки данных, полученных по формализованным алгоритмам, обоснование параметров модели залежи и т. д. В связи с тем, что ЭВМ предыдущих поколений не обладали возможностями- интерактивной обработки, ранее выполненные научные исследования были сосредоточены на разработке процедур формализованной обработки информации. Процедурь интерактивного анализа данных реализовывались вне ЭВМ путем обработки твердых копий (изображения диаграмм, карт, разрезов, табуляграмм и т. д.) и не нашли достаточного научного и практического решения при конструировании обрабатывающих систем. Реализация зтга процедур на ЭВМ возможна на основе применения интерактивных алгоритмов функционирования программ с визуализацией данных в форм« графических образов на экране дисплея. Этим требованиям удовлетворяет профессиональные персональные.ЗВМ (ПЭВМ) и современные рабочие станции.

Создание замкнутой технологии автоматизированного обобщенш ГГИ при подсчете запасов углеводородов на основе использованш ПЭВМ и современных ;чбочих станций требовало проведения специальных научных исследований. Эта задача является предметом исследований настоящей диссертации.

В заключении главы приведены задачи исследований по тем^

диссертации.

ВТОРАЯ ГЛАВА посвящена развитию принципов построения и схемы функционирования технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов. Автором научно-исследовательские работы по развитию теоретических вопросов этой технологии осуществлены на двух этапах.

Первый цикл исследований был выполнен при реализации.ТЗ на систему "Подсчет" при создании подсистемы ГеоБЭСМ. В этот ; период автором была обоснована модель залежи как объекта исследований при подсчете запасов, разработана логическая структура базы данных и знаний о геологических объектах, был выполнен ряд работ по выбору алгоритмов и процедур математической обработки данных на этапах их комплексного использования, особенно в части построения модели за--лежи.

На втором этапе исследования по развитию принципов построения и функционирования технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизических данных осуществлялись автором в процессе разработки системы ГИНТЕЛ на базе использования ПЭВМ. Были уточнены состав и логическая структура базы данных и знаний о геологических объектах и процедурах обработки ГГИ на этапе подсчета запасов, исследованы возможности использования различных алгоритмов эвристического анализа данных на основе применения интерактивных процедур манипулирования данными, разработаны принципы функционирования программного обеспечения, реализующего технологию автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов углеводородов.

Автор исходит из того, что залежь является объектом исследований при подсчете запасов углеводородов. Построение модели залежи и определение запасов углеводородов в ней имеет динамический характер, т. к. в процессе разведки постоянно идет уточнение парамет-

ров модели залежи. При подсчете геологических запасов углеводородов модель залежи можно представить в виде объединения двух частных моделей: а) объемной, характеризующей геометрические параметры залежи: положение в пространстве и неоднородность строения. Параметрами внешней геометрии залежи является границы распространения коллекторов, положения межфлюидальных контактов. Степень неоднородности разреза определяется значениями эффективных толщин и пористости; б) флюидальной, определяющей насыщение порового пространства. Параметрами этой модели являются: коэффициенты насыщенности, параметры и свойства пластовых флюидов.

Процесс построения и уточнения элементов модели залеж? обусловлен самим ходом геологоразведочных работ (ГРР), представляющих собой последовательность выполнения ряда этапов:

1. Сбор геолого-геофизических и геолого-технологических данных (исходные данные ГИС, данные гидродинамических, геолого-технологических исследований, результаты испытаний скважин, исследования свойств пластовых флюидов и т. д.).

2. Обработка и интерпретация геолого-геофизической информации. На этом этапе выполняются работы, связанные с определение!-подечетны/ параметров по отдельной скважине. Основные решаемые задачи: а) диалогическое расчленение разреза скважины; б) выделение в разрезе интервалов коллекторов, определение их типа и количественных составляющих пористости; в) определение состава насыщющю поровое пространство флюидов, приближенная оценка положений межфлюидальных контактов; г) приведение данных о керне-и испытаниях ( сопоставимому геологическому разрешению с геофизическими данными.

3. Комплексная интерпретация и. обобщение геолого-геофизической информации. Она включает в себя решение следующих задач: а) выбор и обоснование методик интерпретации для определения под-счетных параметров; б) интерпретация ГИС по уточненым методикам,

сопоставление при этом всех видов геолого-геофизической информации; в) построение моде.яи залежи. Изучение разреза должно проводиться не телько по вертикали, но и по латерали. Комплексный анализ информации по группе скважин позволяет сопоставить полученные результаты обработки в них, уточнить положения межфлюидальных контактов, выделить геологические объекты, строить модели залежи з виде карт, схем и профилей; осуществлять подсчет запасов углеводородов.

Изложенные.представления о модели залежи и технологическая схема комплексной интерпретации и обобщения геолого-геофизической информации положены автором в основу при построении логической структуры базы данных и знаний (БГГДЗ) по залежи или месторождению. Основной принцип создания БГГДЗ - реализация возможности последовательного накопления информации, получаемой на любом этапе проведения ГРР. Тачая организация " данных должна создаваться на основе последовательного, углубленного, интегрированного анализа информации, преобразования ее в знания, которые позволят в конечном итоге решить основную задачу - обосновать достоверную модель залежи и определить запасы углеводородов в ней.

При построения логической структуры БГГДЗ автором учтен ряд определяющих факторов: необходимо накапливать всю разнородную информацию на всех этапах проведения ГРР; эффективность любой системы возрастает, если вся обработка проводится в одной информационной среде; помимо собственно данных необходимо накапливать информацию об условиях их получения, что позволит более правильно проводить интерпретацию, обосновывать методики обработки.

фи проектировании логической структуры БГГДЗ для решения задач обобщения ГГИ при подсчете запасов автором выбраны два уровня иерархии в организации хранения информации, которые представлены в базе данных как автономные объекты: СКВАЖИНА и ПЛОЩАДЬ (месторож-

дениэ). Устойчивость объектов определяется самим ходом обработки информации в процессе определения запасов углеводородов месторождения - от скважины к плошади (залежам). Уровень СКВАЖИНА должен иметь возможность: накапливать всю геолого-геофизическую и геологе технологическую информацию по скважине; хранить результаты построения вертикальных моделей разреза; вырабатывать информацию для получения новых знаний (методик обработки, петрофизических связей к т.д.). Уровень ПЛОЩАДЬ должен -содержать обобщенную информацию, полученную на основе ее синтеза по отдельным скважинам.

Изложенные принципы хранения информации требуют создания специального программного обеспечения. В первую очередь необходим! программы: 1) манипулирования данными керна: -средства ввода I БГГДЗ и увязки керна по глубине с данными ГИС; 2) обоснования методик интерпретации. Обычно весь процесс интерпретации включаез два этапа: построение петрофизических моделей и собственно интерпретацию. Решение задач первого этапа требует разработки средст] подготовки данных ГИС и керна для анализа, как по скважине, так ] по отдельному геологическому объекту с учетом задаваемых условий 1 ограничений, с проведением необходимых осреднений, а также программного обеспечения для стастической обработки данных, полученю связей, анализа информации в виде различных графиков сопоставления; 3) построения модели залежи. Программные средства должн! обеспечивать: построение сводного геологического разреза - основ! изучения разрезов скважин; данного месторождения; сопоставлен» разрезов скважин с целью уточнения литологии разреза, проведен» литолого-стратиграфического расчления разрезов, уточнения положе'-ний межфлюидальных контактов по^площади; выделение подсчетных объектов и построение модели залежи (карты, схемы, профили); 4) определения запасов углеводородов по залежи и подготовки сводных документов. Необходимы средства для расчета запасов углеводородов пс

категориям на основе построенных моделей залежи. Кроме того, з от-тет по подсчету запасов требуется включать большое количество документов как по скважине, так и по площади, поэтому необходимы средства, позволяющие уменьшить издержки при их подготовке.

На основании проведенных исследований автором сформулированы следующие принципы построения программного обеспечения для решения задач обобщения геолого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов.

1. Декомпозиция. Процесс обработки, интерпретации и обобщения голого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов зключает большой набор вычислительных процедур, который для эффективной реализации в программном обеспечении должен быть разделен за ряд замкнутых циклов технологических процессов, каждый из которых оформляется в вйде отдельной программы.

2. Двойственность процедур обработки. Вычислительные процедуры реализуют два различных подхода к обработке и анализу информации. Они включают:

■ - модули, реализующие отдельные вычислительные алгоритмы, разработанные' разными авторами для формализованной обработки данных, применимые в определенных условиях и имеющие те или иные ограничения; для решения конкретной задачи возможно применение альтернативных алгоритмов с целью сопоставления получаемых результатов;

- логико-математические процедуры, реализующие эвристические подходы к обработке и обобщению информации, выполняемые специа-аистами в интерактивном режиме. По алгоритмам функционирования они 1вляются более устойчивыми по сравнению с формализованной обработай, основаны на обших свойствах технологических процессов преобразования геолого-геофизической информации.

3. Соподчиненность. При организации вычислительных процессов

логико-математические процедуры определяет общую структуру алгоритма функционирования программы, подчиненными компонентами которой являются вычислительные процедуры.

С учетом вышеприведенных требований автором разработана схема вычислительных процессов обобщения ГГИ при подсчете запасов углеводородов и принципиальная схема конструкции программ, реализующих технологию автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов углеводородов. В соответствии с ней управление вычислительным процессом в программе может выполняться одним из следующих способов:

- специалист, задавая управляющие параметры, выполняет необходимые формальные вычисления с помощью процедур, реализующих конкретные алгоритмы, при этом множество этих процедур может изменять ся за счет включения нйвых альтернативных алгоритмов обработки; "

- поскольку обработка - процесс интеллектуальный, то специалист реализует свои знания в виде собственных эвристических алгоритмов обработки, которые либо интерактивно определяются им в момент времени вычислений, либо используют средства, выбираемые из библиотеки прикладных вычислительных модулей.

Именно такая конструкция программы является устойчивой с точки зрения ее развития, поскольку допускает подключение альтернативных вычислительных, алгоритмов без изменения общей' схемы обра-< »

ботки данных. В то же время, возможность эвристической обработку при внедрении программных средств обобщения геолого-геофизические данных ведет к созданию устойчивой технологии манипулирования дан-кыми и стандартизации процедур обработки, интерпретации и обобщет ул'.я геолого-геофизической информации, что особенно важно на этапе подсчета запасов. . - ;

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена реализации программных средств и технологии обобщения геолого-геофизической информации при подсчете

апасов нефти и газа.

Первые исследования автора в этой области были направлены на ешение вопросов информационного сопряжения подсистем ПодсчетБЗСМ : ГеоБЭСМ системы "Подсчет", на возможность их построения в рамках диной базы данных. Такой подход был реализован, что позволило на-апливать результаты обработки отдельных скважин в подсистеме ЬдсчетБЭСМ и использовать их при построении модели залежи и опре-елении запасов углеводородов в ней в подсистеме ГеоБЭСМ.

Научные результаты, накопленные при разработке подсистемы 'еоБЭСМ, были развиты автором при создании программ и технологии бобщения геолого-геофизической информации,в системе ГйНТЕЛ, бази-ующейся на использовании рабочей станции, сконструированной на азе ПЭВМ типа IBM PC/AT.

При конструировании подсистема обобщения геолого-геофизи-еских данных автором были приняты следующие решения:

1. Подсистема обобщения геолого-Теофизических данных реглизу-тся в системе ГИНТЕЛ в виде функционально обособленного АРМа бобщения геоданных.;

2. База данных AFMa обобщения геоданных создается системными редствами систеыы ГйНГЕЛ. Она содержит: статический раздел, в ко-ором хранится системная информация по АРМу обобщения; произволь-ое число рабочих разделов, которые создаются пользователем в истеме ГИНТЕЛ для выполнения обработки, при этом хронящаяся в их информация может- последовательно обрабатываться в различных РМах, входящих в состав системы ГИНТЕЛ, в том числе и АРМом обоб-.ения геоданных; произвольное число архивных разделов, которые лужат для .накопления исходных данных и результатов обработки по пределенному геологическому объекту (скважине, залежи, месторож-ению).

•3. С учетом особенностей процесса обобщения геоданных все

программы создаются на основе обоснованного автором алгоритма интерактивного функционирования, обеспечивающего использование подключаемых вычислительных процедур и максимальное участие специалиста при проведении обработки разнородной информации.

4. В составе АРМа обобщения создается комплекс программ формирования пакета документов, включаемых в отчет по подсчету запасов.

АРМ обобщения геоданных, " разработанный автором диссертации, обеспечивает решение следующих задач:

1. Обоснование петрофизической модели изучаемого геологического объекта и методики интерпретации ГИС для достоверного определения его свойств и подсчетных параметров в отдельных скважинах.

2. Оценка подсчетных параметров по отдельным залежам месторождения.

3. Построение объемной модели залежи и определение геологических запасов углеводородов в ней.

Автором сконструировано информационное обеспечение АРМа обобщения, которое включает набор форм документов, определяемых нормативными документами на подсчет запасов углеводородов, а таю» набор сообщений ("КЕРН", "Петрофизическая связь", "Карта" и др.; для хранения геолого-геофизической информации в базе данных системы ГШГЕЛ

В составе АРМа обобщения геоданных автором разработаны следу-идее программное обеспечение: .

1. Программы общего назначения, обеспечивающие ввод данных ] базу, построение и анализ графиков сопоставления, визуализаци данных по разрезу (ВООЗ. АЖ, ©АРРЬ0Т2). • ■

2. Программы анализа петрофкзических связей и определения эмпирических уравнений на основе сопоставления данных ГИС ь керна. I

им относятся модули: PRIKER - увязки керна и ГНС, который в инте-активном режиме позволяет уточнить глубины точек отбора керна; DGS - подготовки данных ГЙС и керна для анализа. Программа беспечивает выборку произвольных данных по любому заданному 'набо-у условий с- проведением под контролем специалиста необходимых среднений для обеспечения равновесности выборки; STAT - статисти-еского анализа информации.

3. Программы построения модели залежи и определения запасов глеводородов в ней, которые включают средства: построения сводно-о геологического разреза (GRAFPL0T2); сопоставления и корреляции азрезов скважин (WELCOR); автоматизированного формирования исход-ой информации для построения модели залежи и оценки - запасов угле-одородов путем сбора и анализа результатов обработки отдельных кважин (0BD); построения структурных карт, контуров нефтегазо-осности, карт подсчетных параметров (GEOKCB); построения карт в золиниях, трехмерных изображениях " и произвольных профилей ЕЕСМЭВ); корректировки карт с использованием изолиний и профилей GECM3B); оценки запасов углеводородов в залежи по категориям объ-мным методом (GEOMOB); получения сводных документов, необходимых ля отчета по подсчету запасов, как по скважине, так й по место-ождению (OBD).

Каждая программа имеет средства, позволяющие специалисту в нтерактивном графическом режиме выполнять преобразования геолого-еофизичпкой информации, что особенно важно при проведении мето-ических исследований, проверке различных гипотез о модели залежи, сследовании достоверности выработанных геологических знаний.

Единое информационное обеспечение, . поддерживаемое - соот-етствующими программами, позволило создать в рамках системы ГШ-ЕЛ замкнутую технологию автоматизированного обобщения reoлого-ге-физической информации при подсчете запасов углеводородов, суть

которой заключается в последовательном накоплении геологическю данных и знаний о модели залежи, получении на основе их комплексной обработки новых геологических данных и знаний о модели, которые используются на других этапах обработки геолого-геофизической информации.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА работы посвящена анализу опыта внедрения разработанной технологии и программного обеспечения автоматизированного обобщения геолого-геофизической информации при подсчете запасов углеводородов и определению основных направлений дальнейшее развития.

Подсистема ГеоБЭСМ была разработана в 1985-1988гг. и исполь зовалась во ВНИГИК НПО "Союзпромгеофизика" и ряде других организа ций Миигео СССР'до периода, когда она была заменена системой ГИН ТЕЛ В процессе эксплуатации подсистема ГеоБЭСМ' использовалась * рамках соответствующих тем по подсчету запасов при обработке мате риалов по Новопокурскому, Бахиловскому и Иреляхскому месторождени ям. .Полученные результаты были переданы заказчикам и приняты.

Разработка программного обеспечения АРМа обобщения геоданны системы ГИНГЕЛ была начата в июле 1989 года вместе с другими АРМа ми системы и уже через год начало передаваться в опытно-промышлен ное опробование. В соответствии в выработанной концепцией процес разработки АРМа делился на два этапа- стадия начальной разработки, на которой создавалис средства, обеспечивающие решение основных; задач обработки икформа ции; разработки сразу же начинали внедряться и сопровождаться;• - стадия непрерывного развития программных средств. На это

этапе на основе анализа и обобпэния опыта эксплуатации АРМа авто

»

ром совместно со специалистами производственных организаций выра батывались направления дальнейшего развития как в программном та и в методическом плане.

Такой подход позволил сочетать быструю передачу программного ¡еспечения в. опытное опробование, его внедрение в производство с ¡прерывным расширением функциональных возможностей.

Наиболее полно программные средства АРМа обобщения геоданных ¡пользуются во ВНИГИК НПГП ГЕРС, партии подсчета запасов Тю-' ¡некой тематической экспедиции (ТТЭ) концерна Тюменьгеология и [де организаций Тюменьпромгеофизики. В частности, они использова-юь при подготовке отчета по подсчету запасов Верхнеколикъеганс->го и Тромъеганского месторождений и показали свою достаточную нежность и технологичность. На основе этих работ при участии ¡тора подготовлен проект документа "Временная инструкция о со-¡ржании, оформлении и порядке представления в ГКЗ ■материалов по )дсчету запасов, выполненных с использованием ПЭВМ в среде систе-1 ГИНТЕЛ", в соответствии с которым была проведена обработка ма-¡риалов Пограничного месторождения. Сопоставление результатов с фиантом, подученным партией подсчета запасов ТТЭ, показало „ысо-то степень' их совпадения. Отдельные элементы АРЬй. обобщения гео-шных используются; в более чем 70 геофизических и геологических >ганизациях при обосновании методик интерпретации ГИС, сборе и ¡работке керновых данных, сопоставлении и корреляции разрезов сважин, площадном обобщении данных при комплексном изучении за-¡жей нефти и газа -

Направления дальнейшего совершенствования технологии и соот-¡тстующего программного обеспечения автоматизированного обобщения ¡олого-геофизических данных при подсчете запасов углеводородов |ределяются рядом факторов, обусловленных тем, что задачи постро-шя модели залежи и подсчета запасов требуют использование ЭВМ, ¡еющей большой объем оперативной и дисковой памяти. Кроме того, [ализ множества разнородной инфомации требует реализации много-:онных графических процедур. при наличии мониторов высокого

разрешения, позволяющих посмотреть . на данные с разных позиций -диаграммы, кросс-плотты, графики, карты и т. д. одновременно. Эи проблемы решаются при переходе на современные рабочие станции," ] среду UNIX. Диссертационная работа содержит теоретическое-обоснование разработки такого программного обеспечения.

• ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполненных исследований автором разработаны информационное и программное обеспечение, а также технология автоматизированного обобщения геолого-геофизических данных при подсчет! запасов углеводородов в залежах нефти и газа.

В процессе' выполнения диссертационной автором получены следу ющие основные результаты:

1. Разработана схема функционирования программного обеспече ния и технологии автоматизированного обобщения геолого-геофизи ческих данных при подсчете запасов углеводородовЧ; учетом расш ренного использования процедур интерактивной обработки информации

2. Обоснованы принципы построения, состав и логическая струк тура базы геолого-геофизических данных и знаний для задач обобще ния геолого-геофизической информации при подсчете запасов утлево дородов.

3. Обоснованы алгоритм и конструкция программы, реализующе замкнутый цикл технологических процедур обобщения геолого-геофизи ческих данных на основе принципа интерактивного функционирования эффективного сочетания автоматизированных математических вычисле ний и и логико-математической обработки, реализующей эвристически процедуры, задаваемые специалистом.

4. Разработано программное обеспечение автоматизированног обобщения геолого-геофизической информации' при подсчете запасо

- 23 -

углеводородов в системах "Подсчет" и ГИНТЕЛ.

5. Предложенная технология внедрена во ВНИГЙК и ряде других )рганизаций. Программное обеспечение в составе системы ГИНТЕЛ предано для промышеиного применения в 77 геофизических и геоло-•ических организации России и других стран СНГ. Проведено обучение" :пециалистов. .

6. Основные направления дальнейшего развития технологии свя->аны с реализацией научных результатов диссертации при переходе на забочие станции, имеющие более мощные вычислительные ресурсы и функционирующие под управлением системы UNIX.

Основное содержание диссертации изложено в следующих опубликованных работах: .

1. Построение"геолого-геофизических карт для подсчета запасов шфти и газа с применением ЭВМ. -Тезисы докладов областной науч-ю-практической конференции "Пути повьгаения эффективности гео^изи-кских исследований поисковых .и разведочных скважин", Тюмень., L986, (совместно с Бабушкиной А. Е , Беляковой М.А.)

2. Опыт применения АСОИГИС/БЭСМ-б для подсчета запасов (на зримере нефтегазовых месторождений Западной Сибири). - Краткие тезисы докладов школы передового опыта "Обмен передовым опытом по обработке материалов ГИС на ЭВМ при исследовании нефтегазовых жважин с целью повышения их эффективности", Калинин..; 1986, (совместно с Бабушкиной А. Е , Диевой Э. Е )

3. Обработка площадной информации в рамках системы АСОИ-РИС-БЭСМ-б. - Тезисы докладов научно-производственной конференции иолодых ученых и специалистов НПО Союзпромгеофизика "Состояние и 1ути повышения эффективности геофизических работ в скважинах", Калинин. , 1987, (совместно с Золотовой O.E.)

4. К возможностям обеспечения решения задач геометризации

нефтегазовых залежей. - Тезиеы докладов научно-технической конф речции молодых ученых и специалистов "Повышение эффективности reí физических методов исследований скважин", Октябрьский., 1ÖS (совместно с Зарубиным А. А., Соновой JLR)

5. Результаты опробования комплекса программ геометризац; залежей в системе ПОДСЧЕТ. - В кн.: Автоматизированная обработ! данных геофизических и геолого-технологических исследований нефт< газоразведочных скважин и подсчет запасов нефти й газа с приме® нием ЭВМ. - Калинин.. 1989, с. 46-52, (совместно с Диевой Э.Е, Э лотовой О. Е.. Козловым П. И.. Никитиной Ю. А.)

6. Технология совместной интерпретации данных керна и ГИС системе ГИНТЕЛ. - В кн.: Совершенствование технологии автоматиз! рованной интерпретации материалов геофизических исследований ckb¡ жин. - Тверь. , 1994. с. 141-144 ( совместно с Федорцовой С. А-Диевой Э. В.)

7. Привязка по глубине образцов керна в системе ГИНТЕЛ В кн.: Совершенствование технологии автоматизированной интерпретг ции материалов геофизических исследований скважин. - Тверь., 199- с. 144-14В

8. Моделирование залежей нефти и газа в системе ГИНТЕЛ. В кн.: Совершенствование технологии автоматизированной интерпретг ции материалов геофизических исследований скважин. - Тверь., 199< -с. 156-158