Автоматизированная интерпретация данных геофизических исследований

циента глинистости по методу ГК, расчет коэффициентов нейтронной и открытой пористости по кривой НГК (для приборов ДРСТ-1, ДРСТ-3), расчет коэффициентов пористости для приборов типа РКС-3, МАРК-1. Также применяется методика подсчета количественных параметров по петрофизическим зависимостям, рассчитанным для конкретных месторождений.

Система обработки каротажной информации по системе ИНГИС ориентирована на попластовую обработку каротажных данных. Пере­ ход от поточечных данных к попластовому варианту осуществляется в два этапа. Итог ом этого этапа цифрового преобразования является создание двух массивов данных для каждого метода, содержащих зна­ чения отсчетов и глубин залегания подошв выделенных пластов. Полученные массивы сопоставляются и производится взаимная увяз­ ка диаграмм ГИС. На выходе получают цифровой массив значений отметок подошв пластов, общих для всех методов по объекту, и мас­ сив значений параметров, вычисленных по разным видам каротажа. Полученные массивы являются информационной основой для выде­ ления пластов коллекторов на основании предельных значений коэф­ фициентов глинистости и пористости, вычисленных раздельно для терригенной и карбонатной части разреза и, в конечном итоге, для определения подсчетных параметров.

На последнем этапе выделенные по всему интервалу обработ­ ки коллекторы с учетом полученных оценок характера насыщения, укрупняются и по заданным граничным параметрам объединяются пласты, если различие между ними несущественно. Полученные таким образом пласты служат основой для выдачи табличного за­ ключения.

Система ИНГИС позволяет адаптировать программы обработ­ ки к разным особенностям геологического строения месторождений (конкретные литологические и петрофизические характеристики продуктивных интервалов). При этом литолого-страгиграфическая интерпретация (в данном случае ручная) предшествует количествен­ ной интерпретации и служит основой для выбора петрофизических

зависимостей, на базе которых решаются все задачи оценки емкости ных и фильтрационных свойств и характера насыщения коллекторов. Преимуществом системы ИНГИС перед ручной интерпретацией является автоматизированное вычисление и ввод поправок (особен­ но в поточечной обработке) в показания методов радиоактивного, бокового и индукционного каротажа. Расчет удельного сопротивле­ ния пластов по кривым КС осуществляется в системе ИНГИС строго по методике.

Кнедостаткам комплекса ИНГИС следует отнести ограничение

вразмерах интервала обработки (400 м при масштабе 1:200), что вы­

Программный комплекс BASEGIS. Разработан в ООО «ЛУКОЙЛПермь» и предназначен для построения планшетов ГИС и корреляци­ онных схем (разработчик программного обеспечения М.П. Филонов). Сведения для этих построений содержатся в локальных базах дан­ ных: промысловых скважинных исследований; стратиграфических разбивок по скважинам; результатов интерпретации оцифрованных диаграмм ГИС; данных по исследованию керна и испытанию сква­ жин. Информация по локальным базам хранится на сервере.

Построение планшетов ГИС. Комплекс имеет меню с функ­ циями Настройка и Работа с информацией. Функция Настройка

позволяет указать местоположение информации на сервере, со­ держащей сведения о месторождении (название), геофизических разбивках, данных по стратиграфии, керну и результатов испытаний. Функция Работа с информацией позволяет получить в общем ре­ жиме просмотра список месторождений, площадей, поднятий, скважин, диаграмм ГИС, интервалов оцифровки, а также сведения по инклинометрии, заключений по ГИС, геолого-геохимическим и гидродинамическим исследованиям, герметичности цементного камня и т.п.

Справка по месторождению включает в себя количественные характеристики (количество скважин, общее количество кривых ГИС и т.д.), а справка по скважине - значения альтитуды, глубины забоя, диаметра скважины и количество и названия кривых ГИС. Справка по каждой диаграмме ГИС представляет собой сведения о дате и усло­ виях проведения каротажа, характеристиках приборов, коэффициен­ тах перехода и т.д.

Для выведения планшета кривых ГИС на экран монитора вы­ бирают месторождение, скважину, интервал и кривые ГИС. Планшет ГИС может состоять из 16 постоянных колонок (система, отдел, ярус, надгоризонт, горизонт, продуктивный пласт, литология, эффек­ тивная толщина, глубина, нефтегазопроявление, пористость, прони­ цаемость и нефтенасыщенность по керну, пористость и нефтенасыщенность по ГИС, заключение по БКЗ) и произвольного числа пере­ менных колонок с диаграммами ГИС.

В каждой переменной колонке (поле) можно разместить от 1 до 3 каротажных кривых. Методы ГИС выбираются из числа тех гео­ физических методов, по которым хранятся оцифрованные каротаж­ ные диаграммы в локальных базах данных.

В поле с диаграммами РК (кривые ГК и НГК/ННК-Т) поме­ щают данные о типе аппаратуры, постоянной времени интегри­ рующей ячейки т, скорости движения прибора V, активности ис­ точника изотопов (2„, коэффициентах перехода от мкР/ч и уел. ед. к имп/мин. В первом поле (с кривыми РК или ПС, М2, КВ) указы­ вается интервал перфорации (кровля и подошва в абсолютных отмет­ ках) и технологические параметры - приток нефти, воды, диаметр штуцера и т.д.

Можно изменять ширину полей ГИС, нижнюю границу планшета по глубине, масштаб записи по вертикали, направление вертикальных надписей и выбрать оформление планшета (цветное или черно-белое). Сформированный планшет ГИС в графическом виде получают в виде твердой копии на принтере или графопостроителе/плоттерс.

Построение корреляционных схем. Входной информацией при построении корреляционных схем являются результаты оциф­ ровки данных каротажа, заключения по результатам исследований скважин, сведения по интерпретации данных ГИС, стратиграфиче­

ские разбивки по скважинам, результаты исследований керна

и скважинных испытаний.

При выборе скважин, участвующих в построении корреляцион­ ных схем, получают справку по каждому конкретному геологическому объекту (месторождению, скважине, кривой ГИС). Для схемы корреля­ ции можно выбрать диаграммы ГИС из разных скважин и даже из раз­ ных месторождений. Количество скважин для схемы не ограничено.

К основным управляющим действиям относятся сдвиг по глу­ бине; изменение цвета и шкалы кривой ГИС; выбор линии сбивки; изменение масштаба изображения по глубине (позволяет более де­ тально просмотреть некоторые интервалы глубин); работа с данными исследования керна; изменение цвета пласта и между пластами; печать на принтере или плоттере.

Полученные корреляционные схемы дают возможность более точно устанавливать последовательность залегания пород, выделять в разрезах различных скважин одноименные пласты, следить за изме­ нением их мощности, а также литологического состава в различных направлениях. Полученные данные позволяют также составить более детальные геологические профили, структурные карты и подробнее изучить продуктивные горизонты.

Процессор геофизических кривых (LEXX). Назначение про­ граммы. Программа LEXX представляет собой процессор каротажных кривых и предназначена для редактирования и различных функцио­ нальных преобразований геофизических кривых, хранящихся в файлах формата LAS. Программа создана для геофизиков-интерпретаторов и позволяет в несколько раз ускорить процесс редактирования и обра­ ботки геофизических кривых.

Возможности программы. Программа позволяет загружать, просматривать, редактировать и сохранять кривые ГИС. Формат

загружаемых файлов - LAS, максимальное число загружаемых кри­ вых - 100, максимальный загружаемый интервал при шаге 0,20 м - 20 000 м.

У диаграмм ГИС можно изменять вертикальный и горизон­ тальный масштабы и уравнивать их. Предусмотрены следующие операции с кривыми ГИС: изменение шага квантования; выбор цвета кривых; изменение имен кривых; перемещение, группировка и сор­ тировка кривых.

На кривых ГИС можно выделять какие-либо интервалы опре­ деленным цветом и устанавливать их границы, а также растягивать кривые и создавать ступенчатые кривые интервальных значений.

Все имеющиеся кривые ГИС можно просмотреть на карте дан­ ных, которая представляет собой «взгляд сверху» на весь загружен­ ный интервал и бывает особенно полезна при загрузке нескольких файлов с кривыми, лежащими в разных интервалах глубин.

Программа LEXX имеет встроенный визуальный редактор планшетов, предназначенный для быстрого формирования и печати планшетов. Планшеты формируются интерактивно. Планшет имеет общее название, колонки с диаграммами ГИС, колонку литологии, колонку глубин и другие сведения. Каждому литологическому шаб­ лону соответствует определенный целочисленный код. Например, песок имеет код 1, глина - код 2 и т.д. Легенда кривых ГИС содер­ жит имена кривых и единицы их измерения. Максимальное число колонок - 10.

Редактор планшетов позволяет печатать планшеты на цветных и монохромных принтерах и ЭСПУ. Для печати планшетов нужен цветной или монохромный принтер с печатью на рулонную или складывающуюся бумагу. Редактор планшетов не поддерживает пе­ чать на страничные принтеры. При выводе планшета на ЭСПУ цвет­ ной планшет автоматически преобразуется в черно-белый.

Программный комплекс SOLVER. Программный комплекс SOLVER (полное название - GeoOffice Solver99) разработан в ВНИГИК (г. Тверь) и предназначен для формирования таблицы данных; преоб­

разования данных с использованием языка программирования ETL;. построения и анализа двух- и трехмерных графиков; построения и анализа распределений; оценки статистических гипотез; аппрок­ симации статистических зависимостей и построения геофизических планшетов.

SOLVER представляет пользователю семь основных окон для решения следующих задач: 1) электронная таблица; 2) интерпретатор ETL; 3) статистический график; 4) распределения; 5) построение зави­ симостей; 6) трехмерный график; 7) геофизические планшеты.

Электронная таблица предназначена для получения, сохране­ ния, копирования и редактирования данных. Окно электронной таб­ лицы обеспечивает связанную сортировку данных по выбранному столбцу, определение стандартных статистических оценок, пересчет столбцов с помощью алгебраического калькулятора, классификацию данных по граничным значениям.

Интерпретатор языка ETL обеспечивает создание, редакти­ рование и выполнение программ. Документ, полученный в редакто­ ре, может быть сохранен в файле с расш ирением.р^ или-cpf.

Статистический график предназначен для визуализации дан­ ных и графиков функций.

Распределения предназначены для построения и визуализации дифференциальных, прямых и обратных интегральных распределе­ ний; сопоставления распределений с целью корректировки данных. Дифференциальные распределения могут выдаваться на график в виде гистограммы, ломаной или сглаженной линии.

Построение зависимостей предназначено для описания ста­ тистических зависимостей, выданных на основе линейной регрес­ сии, аппроксимации полиномами и дробно-рациональными функция­ ми и оптимизации параметров произвольного уравнения связи.

Трехмерный график предназначен для визуализации точек (ста­ тистики) грехмерного пространства, визуализации графиков функций двух переменных (поверхностей) и графического интерактивного взаимодействия с данными.

Геофизические планшеты. Предназначены для визуализации стратиграфических колонок, литологического расчленения, каротаж­ ных кривых, пластовых отсчетов, результатов-классификаций, выно­ са керна, результатов лабораторных исследований керна, результатов испытаний, текстовых комментариев; нормализации и калибровки данных ГИС; увязки данных ГИС по глубине; печати геофизических планшетов на рулонных и страничных устройствах.

Для оформления планшета можно использовать шесть разных шрифтов для шкалы глубин, названия полей, имен объектов, шкал объектов, текстов в поле, штампа и легенды. Различным частям план­ шета можно задать различный фоновый цвет. На планшете может быть отображено произвольное количество стратиграфических коло­ нок. Стратиграфическая информация задается в специальном окне. Стратиграфические колонки располагаются слева от колонки глубин. Ширина полей задается в миллиметрах единая для всех колонок.

При управлении печатью планшетов в основном реализуется возможность задания полей планшета. Также сообщаются сведе­ ния о правилах формирования полей, заголовка и штампа планше­ та, о литологической палитре, о создании графических объектов, об использовании мыши, о печати, сохранении и переносе план­ шета, о нормализации и калибровке данных ГИС и увязки диа­ грамм ГИС по глубине.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

ПУТИ И СРЕДСТВА «ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИИ»

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГИС

ПРИ РЕШЕНИИ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

Основное значение интерпретации данных ГИС на ЭВМ состоит в том, что при использовании машинной интерпретации могут быть созданы принципиально новые методики анализа материалов сква­ жинных исследований, которые обеспечивают более комплексное использование каротажных диаграмм, характеризующих различные свойства горных пород, и недостижимую при традиционной «ручной» интерпретации полноту учета взаимосвязей свойств, а также позво­ ляют решать задачи, для «ручной» интерпретации практически не­ разрешимые. Чтобы реализовать эти возможности, интерпретация материалов ГИС должна опираться на некоторый достаточно мощ­ ный логико-математический аппарат. Применительно к задачам лито­ логической и стратиграфической идентификации пород и определения характера насыщения коллекторов по данным ГИС таким аппаратом может стать совокупность логико-математических средств, исполь­ зуемых при решении задач распознавания образов, являющихся одним из основных типов задач, рассматриваемых в рамках теоретических и прикладных исследований по проблемам искусственного интеллек­ та, который представляет собой программную систему, имитирующую на компьютере мышление человека [57].

ЭВМ при решении «разумных» задач требуется огромное коли­ чество знаний, накопленных человечеством, и создание интеллекту­ альных программ, главной составляющей интеллекта которых являет­ ся способность к логическому рассуждению. Однако поиск наиболее верного варианта решения той или иной задачи среди огромного количества возможных вариантов может быть крайне затруднитель­ ным. Поэтому для достижения успеха надо выбирать проблемные

области, в которых объем информации поддается управлению. Глав­ ным средством для решения задач в специализированных областях являются знания экспертов-специалистов. В связи с этим система ис­ кусственного интеллекта, созданная для решения задач в конкретной проблемной области, называется экспертной системой [24,59].

За последнее время в связи с широким применением электрон­ но-вычислительных средств для автоматизированного решения задач подсчета запасов нефти и газа, контроля и регулирования процессов разработки залежей углеводородного сырья и т.д. искусственный интеллект вторгается во все направления компьютерной технологии по обработке промыслово-геофизических материалов. Профессио­ нальные возможности интерпретатора резко возрастают благодаря использованию искусственного интеллекта в виде программной сис­ темы по обработке промыслово-геофизических материалов, позво­ ляющей имитировать на ПЭВМ логические рассуждения интерпрета­ тора. Для создания такой системы необходимо поэтапно изучить про­ цесс мышления интерпретатора, решающего те или иные задачи, описать основные шаги этого процесса в виде алгоритмов и получен­ ные результаты использовать при разработке программного обеспече­ ния, т.е. методы искусственного интеллекта предполагают структур­ ный подход к разработке программных систем принятия решений.

Одно из направлений исследований - распознавание образов - также базируется на методах искусственного интеллекта. Любой изучаемый геологический объект является единственным в своем роде. Однако в каждом конкретном случае удобно считать объекты типичными: так для пластов-коллекторов порового типа - в отличие от пластов вмещающих их пород - характерны отрицательные ано­ малии на диаграммах ПС и ГК, уменьшение диаметра скважины по каверномеру, положительные приращения на кривых микрозондиро­ вания, повышенные показания на кривых акустического каротажа и т.д. Таким образом, классификация геологических объектов лежит в основе интеллектуальной деятельности интерпретатора, а процеду­ ра распознавания образов - это алгоритм, формирующий правила классификации образов исходя из материала обучения.