Подготовка и верификация исходных данных для геолого-технологического моделирования нефтяных месторождений и создания промысловых баз данных - Автореферат

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Работа выполнена на кафедре «Интеллектуальные информационные технологии» ГОУ ВПО «Ижевский государственный технический университет» (ИЖГТУ). Научные руководители: заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Лялин В.Е. кандидат технических наук Качурин С.И.Развитие средств вычислительной техники и возрастающий объем информации требует создания и применения специализированных программных систем, способных объединить все геолого-геофизические данные по месторождению, обеспечить интеграцию данных добычи и разведки, поддержку постоянно-действующих геологических, гидродинамических и разного рода других моделей, обеспечить анализ хранимой информации. Целью работы является разработка и научное обоснование технических и методических решений, направленных на обеспечение качества и достоверности материалов геолого-геофизических исследований скважин, необходимых при геолого-технологическом моделировании и разработке нефтяных месторождений, внедрение которых имеет существенное значение для процесса управления и контроля комплексной интерпретации исходных данных и подготовки их для построения цифровых геолого-гидродинамических моделей пластовых систем. На защиту выносятся результаты разработки и научного обоснования технических и методических решений, направленных на обеспечение качества и достоверности материалов геолого-геофизических исследований скважин, необходимых при геолого-технологическом моделировании и разработке нефтяных месторождений, в том числе: - подходы к интерпретации геолого-геофизической информации при подсчете запасов и геолого-технологическом моделировании месторождений путем уточнения или пополнения промысловой базы данных; Научная новизна результатов диссертационного исследования, полученных лично автором, заключается в следующем: - разработаны научно обоснованные программные решения, направленные на повышение уровня достоверности геолого-геофизических и промысловых данных путем их автоматизированной переинтерпретации с использованием современных программных средств и восстановления недостающих параметров на основе накопленного опыта эксплуатации месторождений, гидродинамических и геологических исследований скважин; Кроме того, предлагаемое восстановление недостающих параметров на основе накопленного опыта эксплуатации месторождений, гидродинамических и геологических исследований скважин реализован при построении трехмерной геологической модели Ончугинского месторождения, что позволило качественно восстановить недостающую информацию и сравнить результаты ручной, выполненной ранее интерпретации, и автоматизированной при помощи программного комплекса Solver.Для решения этой проблемы предлагаются два подхода: автоматизированная переинтерпретация данных с использованием современных программных средств и восстановление недостающих параметров на основе накопленного опыта эксплуатации месторождений, гидродинамических и геологических исследований скважин. В результате проведенных экспериментов была получена НС, позволяющая определять коэффициент проницаемости по данным каротажных кривых ГИС. Полученная НС показала лучшие результаты по сравнению с классическим подходом определения проницаемости через зависимость от пористости. Как показали расчеты, решения, полученные с применением арифметических операций над функциями принадлежности треугольного вида, достаточно точно аппроксимируют результат. В работе приведено сравнение влияния полей проницаемости полученных традиционно (через зависимость от пористости) и с помощью искусственных НС, определяющих данный параметр пласта в зависимости от данных каротажных исследований, на гидродинамическую модель месторождения.

В результате проведенного исследования получены следующие выводы.

1. При построении геолого-технологических моделей представленный геолого-геофизической материал часто оказывается неполным, либо противоречивым. Для решения этой проблемы предлагаются два подхода: автоматизированная переинтерпретация данных с использованием современных программных средств и восстановление недостающих параметров на основе накопленного опыта эксплуатации месторождений, гидродинамических и геологических исследований скважин.

2. В результате проведенных экспериментов была получена НС, позволяющая определять коэффициент проницаемости по данным каротажных кривых ГИС. Полученная НС показала лучшие результаты по сравнению с классическим подходом определения проницаемости через зависимость от пористости. Однако и в том и в другом случаях, практически не определяются маленькие значения проницаемости (до 20 МД), что может привести к тому, что в гидродинамических моделях возникнут непроницаемые перегородки, что, в свою очередь, вызовет сложности в адаптации подобных моделей.

3. Одной из задач являлась оценка коэффициента пористости продуктивных коллекторов и точности вычислений с применением треугольных функций принадлежности по сравнению с функциями произвольной формы. Как показали расчеты, решения, полученные с применением арифметических операций над функциями принадлежности треугольного вида, достаточно точно аппроксимируют результат. Ошибка, полученная в результате применения операции пересечения Заде, дает разницу в согласованном решении не более 6%. Кроме того, средняя скорость расчета составила для треугольной функции принадлежности 15 мс, для произвольной - 93 мс. Поэтому при расчете петрофизических коэффициентов с использованием операций с нечеткими числами достаточно использовать аппроксимацию функций принадлежности функциями треугольного вида.

4. В работе приведено сравнение влияния полей проницаемости полученных традиционно (через зависимость от пористости) и с помощью искусственных НС, определяющих данный параметр пласта в зависимости от данных каротажных исследований, на гидродинамическую модель месторождения. На основании полученных полей были рассчитаны две модели. В результате было установлено, что первая модель с использованием классического подхода требует серьезной адаптации, в то время как вторая практически готова к работе. Отсюда можно сделать вывод, что с помощью НС проницаемость определяется намного точнее, чем через классические зависимости от пористости.

5. Проведено сравнение нескольких вариантов разработки месторождения при условии, что влияние на процессы нефтедобычи стало возможным со второго года эксплуатации. Из практических соображений продолжительность прогнозного периода была ограничена двадцатью годами. Расчеты показали, что при правильном выборе режимов работы добывающих скважин и обеспечении поддержания пластового давления возможно значительное увеличение нефтеотдачи, которое достигается за счет более равномерной выработки пластов с подстилающей водой (C1-III, C1-V). Накопленная добыча нефти в этом случае в 1,98 раза больше по сравнению с естественным режимом эксплуатации.

6. Созданная АИС позволяет проводить комплексную верификацию геолого-геофизической и промысловой информации, как в специализированных хранилищах, так и использоваться в качестве интегрированного инструмента контроля достоверности данных, применяемого в рамках программных решений сторонних разработчиков. Определены принципы и разработаны программные алгоритмы, предназначенные для выявления недостоверных данных на ранней стадии обработки информации, с механизмом автоматической корректировки. Разработана гибкая система хранения правил контроля, а также алгоритмы их обработки. Система правил имеет возможности расширения за счет использования внешних (DLL) библиотечных модулей, что позволяет производить настройку правил системы под конкретные требования. На основе проведенных хоздоговорных работ, в которых использовалась данная система, проведены комплексные исследования по оценке применимости созданной системы контроля.

1. Анализ информации и сопровождение баз данных по месторождениям ОАО «Варьеганнефтегаз»: отчет о НИР // Институт интеллектуальных технологий. - Рук. В.Е. Лялин. - Исп. М.В. Данилов, С.И. Качурин и др. - № ГР 01200 409312. -Ижевск, 2004. - 53 с.

2. Формирование базы данных геолого-технологических мероприятий на скважинах ОАО «Варьеганнефтегаз»: отчет о НИР // Институт интеллектуальных технологий. - Рук. В.Е. Лялин. - Исп. М.В. Данилов, С.И. Качурин и др. - № ГР 01200 406709. - Ижевск, 2004. - 80 с.

3. Формирование базы данных геолого-технологических мероприятий на скважинах Самотлорского месторождения: отчет о НИР // Институт интеллектуальных технологий. - Рук. В.Е. Лялин. - Исп. М.В. Данилов, С.И. Качурин и др. - № ГР 01200 405094. - Ижевск, 2004. - 59 с.

4. Создание библиотеки скан-образов скважин Самотлорского месторождения. отчет о НИР // Институт интеллектуальных технологий. - Рук. В.Е. Лялин. - Исп. М.В. Данилов, С.И. Качурин и др. - № ГР 01200 405096. - Ижевск, 2004. - 35 с.

5. Данилов М.В., Сенилов М.А. Средства интегрированного анализа и верификация геолого-геофизической информации», тезисы // Геоинформационные технологии в нефтепромысловом сервисе. Тез. докл. 4-го научн. симпозиума - секции «А» 6-го международного конгресса нефтегазопромышленников России. - Уфа, 2005. - С. 121.

6. Данилов М.В., Панюков Е.А. Программное обеспечение для создания корпоративной базы данных по геолого-технологическим мероприятиям добычи углеводородов // Известия ТУЛГУ. Серия. Математика. Механика. Информатика. - Т. 11. Вып. 4. Информатика. - Тула: Изд-во ТУЛГУ, 2005. - С. 44-55.

7. Данилов М.В., Дубовецкий В.Н. Определение коэффициента пористости // Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении. Труды Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. - № 2. - Таганрог, 2006. - С. 141-146.

8. Данилов М.В. Алгоритм адаптивного выбора подклассов для проверки достоверности координат скважин // Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе. Материалы 33-й междн. конф. - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф: прилож. к журн. «Открытое образование», 2006. - С. 144-145.

9. Данилов М.В. Оценка влияния недостоверных данных на результаты гидродинамического моделирования // Информационные технологии в науке, социологии, экономике и бизнесе. Материалы 33-й междн. конф. - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф: прилож. к журн. «Открытое образование», 2006. - С. 142-143.

10. Данилов М.В., Качурин С.И. Сравнение методик определения проницаемости про помощи гидродинамического моделирования // Известия ТУЛГУ. Серия. Математика. Механика. Информатика. - Т. 12. Вып. 4. Информатика. - Тула: Изд-во ТУЛГУ, 2006. - С. 55-60.

11. Данилов М.В., Качурин С.И. Определение коэффициента проницаемости с помощью аппарата искусственных нейронных сетей // Известия ТУЛГУ. Серия. Математика. Механика. Информатика. - Т. 12. Вып. 4. Информатика. - Тула: Изд-во ТУЛГУ, 2006. - С. 77-84.

12. Данилов М.В., Петров А.В. Обоснование для проведения геофизической интерпретации дискретным вейвлет-преобразованием // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы 34-й междунар. конф. - Украина, Крым, Ялта-Гурзуф: прилож. к журн. «Открытое образование», 2007. - С. 168-170.

Размещено на .ru