|
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені Тараса Шевченка
Красножон Михайло Дмитрович
УДК 550.832:681.3
ІНТЕГРОВАНА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ
МАТЕРІАЛІВ ГЕОФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
НАФТОГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН
Спеціальність 04.00.22 – геофізика
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора геологічних наук
Київ 2002
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Українському державному
геологорозвідувальному інституті (УкрДГРІ) Міністерства
екології та природних ресурсів.
Науковий консультант - доктор технічних наук, професор
Кулінкович Арнольд Євгенович,
УкрДГРІ, головний науковий співробітник
Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук
Лизун Степан Олексійович,
Міністерство екології та природних ресурсів,
заступник Державного секретаря;
доктор геологічних наук, професор
Жуков Микола Никанорович,
кафедра мінералогії, геохімії та петрохімії
Київського національного університету
ім.Т.Г.Шевченка;
доктор геологічних наук
Федоришин Дмитро Дмитрович,
Івано-Франківський національний технічний
університет нафти і газу,
завідувач кафедрою геофізичних досліджень
свердловин.
Провідна установа - Інститут геофізики Національної
Академії Наук
України, відділ математичної геофізики, м. Київ.
Захист відбудеться “_9_” ___жовтня___ 2002 р. о 14 годині
на засіданні спеціалізованої вченої ради Д026.001.32
Київського національного університету ім. Т.Г.Шевченка,
м. Київ, вул. Васильківська, 90.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського
національного університету ім. Т.Г.Шевченка,
м. Київ, вул. Володимирська, 60.
Автореферат розісланий “ 29 “ серпня 2002 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради ________________ А.В.Сухорада
Актуальність теми
Національною програмою “Нафта і газ” України до 2010 року” передбачено значне нарощування розвіданих запасів і видобутку нафти та газу за рахунок збільшення обсягів та підвищення ефективності геологорозвідувальних робіт (ГРР). Одним із провідних методів ГРР є геофізичні дослідження свердловин (ГДС), за результатами яких здійснюється геологічна документація розрізу свердловини, виділяються пласти-колектори і визначається їх характер насичення, підраховуються фільтраційно-ємкісні властивості колекторів, обчислюються підрахункові параметри і проводиться підрахунок запасів нафти та газу. Для вирішення широкого кола вищезазначених завдань в свердловинах виконується великий комплекс різноманітних за фізичною основою досліджень з наступною комплексною інтерпретацією результатів вимірювань. При цьому крім свердловинних вимірювань має використовуватись величезна кількість суміжної геолого-геофізичної інформації. Отримання достовірної діагностики нафтогазоперспективних об’єктів та надійної оцінки підрахункових параметрів родовищ, як свідчить і світовий досвід, практично неможливе без застосування багатоваріантних алгоритмів та рішень, що базуються на глибокій теоретичній основі, в поєднанні з сучасною комп’ютеризованою технологією інтерпретаційного процесу. При цьому ряд методів ГДС (широко хвильовий акустичний каротаж, імпульсний нейтрон-нейтронний каротаж та інші) передбачають виключно цифрову реєстрацію вимірювань та обробку їх результатів.
Незважаючи на солідну теоретичну базу, наявність значного числа різноманітних інтерпретаційних алгоритмів, до 90-х років не вдалось створити промислові системи та технології автоматизованої інтерпретації ГДС внаслідок технічної недосконалості, низької швидкодії та слабких інформаційних ресурсів вітчизняних обчислювальних засобів. Поява в 90-х роках швидкодіючих персональних обчислювальних машин (комп’ютерів) з їх широкими діалоговими можливостями створила сприятливі умови для розробки та впровадження сучасних автоматизованих систем та інтегрованих обчислювально-інформаційних технологій, які передбачають обов’язкову участь інтерпретатора в цьому процесі і орієнтовані на повне використання наявної інформації. Створення таких технологій вимагає вирішення широкого кола науково-методичних, алгоритмічних, програмних, технологічних та інформаційних питань, націлених на інтегрований аналіз і прийняття рішень на його основі, що і стало змістом даної роботи.
Зв’язок роботи з науковими програмами та планами НДР
Дисертаційна робота виконувалась в Українському державному геологорозвідувальному інституті (УкрДГРІ) і тісно пов’язана з виконанням планів науково-дослідних робіт по державному замовленню Міністерства геології та Держкомгеології України. Основні теоретичні, методичні та алгоритмічні розробки автора викладені у звітах за темами (№ держреєстрації – 0194U039052, 0196U009672, 0195U006471, 0193U025727, 0193U025436).
Вдосконалення, впровадження та надання методичної допомоги в освоєнні виконаних автором розробок здійснювалось в рамках госпдоговірних робіт Київського геофізичного відділення УкрДГРІ з Прикарпатською, Балаклійською та Ніжинською експедиціями ДГП “Укргеофізика” (теми №362, 682, 691, 618, 163) та іншими організаціями.
Окремі положення, що стосуються створення автоматизованих систем обробки інформації, відповідних баз та банків даних, увійшли до розділу “Науковий супровід ГРР” проекту Програми розвитку мінерально-сировинної бази України до 2010 року.
Мета роботи
Розробити теоретичні, методичні основи та виконати алгоритмізацію розробки сучасної інтегрованої технології комп’ютеризованої інтерпретації матеріалів ГДС та суміжної геолого-геофізичної інформації.
Основні завдання досліджень
Основні завдання дисертаційної роботи обумовлені її метою і стосуються всіх етапів розробки інтерпретаційних технологій, а саме:
1. Аналіз розвитку та сучасного стану інтерпретаційних систем та розробка на цій основі принципів побудови інтегрованої технології інтерпретації.
2. Побудова технології оперативної та зведеної інтерпретації каротажних матеріалів.
3. Створення методики та програмного забезпечення попередньої обробки діаграм ГДС.
4. Розробка та вдосконалення методики і алгоритмів оцінки якості матеріалів електричного, радіоактивного та акустичного каротажу.
5. Розширення та вдосконалення теоретичної і методичної основи інтерпретації діаграм електричного та електромагнітного каротажу, створення комп’ютеризованої технології комплексної інтерпретації даних БКЗ, ІК та БК.
6. Створення методики та програмного забезпечення розчленування теригенного розрізу, оцінки ємкісних властивостей виділених пластів, виділення колекторів та визначення їх нафтогазонасиченості.
7. Розробка методики та комп’ютеризованої технології інтерпретації карбонатних розрізів.
8. Розробка теоретичного, методичного і програмного забезпечення обробки та інтерпретації методів ГДС з швидкоплинними процесами.
9. Створення методичного забезпечення для побудови геологічних розрізів, кореляційних схем та карт геолого-геофізичних параметрів.
10. Розробка методики та комп’ютеризованої технології підрахунку запасів нафтогазових родовищ.
11. Обґрунтування та розробка інформаційної структури і проектування відповідної бази даних для забезпечення ефективного функціонування технології інтегрованої інтерпретації матеріалів ГДС та суміжної інформації.
12. Тестові та виробничі випробування інтегрованої технології інтерпретації ГДС.
Методи досліджень:
- вирішення прямих та обернених задач за методами ГДС;
- кореляційний аналіз геолого-геофізичних параметрів з метою отримання інтерпретаційних моделей;
- оптимізація багатоваріантних рішень;
- методи багатомірної класифікації для побудови критеріїв розпізнання об’єктів (виділення літотипів, оцінки характеру насичення тощо);
- створення та використання універсального інтерпретатора формул для реалізації обчислювального процесу в технології інтегрованої інтерпретації;
- визначення структури та складу геолого-геофізичних параметрів для створення інформаційної бази даних;
- алгоритмізація та програмування отриманих рішень, їх включення в бібліотеку програм технології “Геопошук”;
- перевірка роботи алгоритмів на еталонних та виробничих матеріалах, авторський контроль за впровадженням виконаних розробок.
Наукова новизна
1. Вперше виконано узагальнену характеристику інтерпретаційних систем ГДС в Україні, визначені основні тенденції їх розвитку на найближчу перспективу.
2. Сформульовані і реалізовані в технології “Геопошук” принципи побудови інтегрованих інтерпретаційних технологій, а саме: цільове призначення, єдність методів управління, комплексність рішень, відкритість, принцип інтегрованого цілого, гомеостатичність, єдність інформаційного простору, багатоваріантність, повнота, адекватність технічного забезпечення.
3. Розвинуті теоретичні основи, розроблені методика і комп’ютеризована технологія комплексної інтерпретації матеріалів імпульсного нейтрон-нейтронного та електричного каротажу.
4. Вперше в Україні розроблені методика та технологія оперативної і зведеної інтерпретації матеріалів ГДС та суміжних даних, що охоплює всі ланки інтерпретаційного процесу, а саме:
- попередню обробку цифрових записів;
- оцінку якості діаграм електричного, радіоактивного і акустичного каротажу;
- визначення фільтраційно-ємкісних властивостей порід;
- літологічне розчленування теригенного розрізу, виділення колекторів та оцінку їх нафтогазонасичення;
- обробку та інтерпретацію методів з швидкоплинними процесами;
- комплексну інтерпретацію ГДС карбонатних розрізів;
- підрахунок запасів нафтогазових родовищ.
Зазначена методика базується на багатоваріантних рішеннях з оптимізацією кінцевого результату.
5. Визначена інформаційна структура ГДС, встановлені структура та склад інформаційних об’єктів і геолого-геофізичних параметрів. На цій основі спроектована і програмно реалізована спеціалізована система управління базами даних мережево-реляційного типу для інтегрованої технології інтерпретації – СУБД “Мікропошук”.
Практичне значення та впровадження одержаних результатів
Отримані в результаті виконаної дисертаційної роботи теоретичні та методичні розробки лягли в основу алгоритмів, за якими було вперше створено повне програмне забезпечення для всього циклу інтегрованої інтерпретації ГДС – єдиної в Україні технології “Геопошук”. Технологія “Геопошук” впроваджена в експедиціях з геофізичних досліджень свердловин ДГП “Укргеофізика” та багатьох інших організаціях України та Росії. За допомогою цієї технології проводиться оперативна та зведена інтерпретація цифрової інформації ГДС, готуються геофізичні заключення по інтервалах досліджень нафтогазових свердловин. Використання технології дозволяє підвищити достовірність та оперативність геофізичних висновків по свердловині і надійність оцінки підрахункових параметрів нафтогазових покладів та підрахунку запасів нафтогазових родовищ.
Особистий внесок здобувача
Основні теоретичні та методичні результати, які виносяться на захист, отримані автором особисто. Програмування розроблених автором алгоритмів, їх випробування та вдосконалення в складі технології “Геопошук” виконувались спеціалістами Київського геофізичного відділення (КГВ) УкрДГРІ та Інституту кібернетики НАНУ за участю та під керівництвом автора.
Апробація результатів дисертації
Результати роботи доповідались:
- на VIII конференції молодих вчених та спеціалістів УкрДГРІ (м. Чернігів, березень 1982р.);
- на семінарі “Підвищення ефективності геофізичних досліджень глибоких і зверхглибоких свердловин в нафтогазоносних провінціях України” (серпень, 1982р.);
- на Всесоюзному семінарі з ГДС “Оперативная интерпретация материалов ГИС: состояние, проблемы, пути повышения эффективности” (м.Тверь, Росія, травень 1990 р.);
- на школі-семінарі “Персональные ЭВМ в промысловой геофизике” (м.Тюмень, Росія, вересень 1991р.);
- на IV науково-практичній конференції “Нафта і газ України – 96” (м.Харків, червень 1996р.);
- на V Міжнародній конференції “Нафта і газ України –98” ( м.Полтава, вересень 1998р.);
- на VI Міжнародній науково-практичній конференції “Нафта і газ України – 2000” ( м.Івано-Франківськ, жовтень – листопад 2000р.);
- на засіданнях Вченої ради КГВ УкрДГРІ як звітні матеріали про виконання НДР по тематиці дисертаційної роботи.
Публікації
За темою дисертації опубліковано 45 наукових робіт; серед них 2 монографії, 2 патенти на винаходи, одне авторське свідоцтво, один Державний стандарт України, 24 статті в наукових журналах та збірниках наукових праць.
Структура і обсяг роботи
Дисертаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків та списку використаних джерел, що налічує 410 найменувань. Вона викладена на 311 сторінках машинописного тексту та містить 46 рисунків.
Робота виконана у Київському геофізичному відділенні Українського державного геологорозвідувального інституту, де автором отримані основні результати теоретичних досліджень та методичних розробок. Автор висловлює щиру подяку основоположнику української школи комп’ютеризації ГДС професору А.Є.Кулінковичу за багаторічну плідну співпрацю з тематики дисертаційної роботи та за змістовні зауваження при рецензуванні окремих її частин. Автор вдячний також колективу відділу інтерпретаційних систем ГДС УкрДГРІ (Коcаченку В.Д., Головциній Л.Г., Конокотиній Л.І., Калюжній С.А., Ручко В.О., Марченко С.В.) за допомогу у створенні програмного забезпечення теоретичних розробок, їх випробуванні на тестових і виробничих матеріалах, підготовці та редагуванні комп’ютерного тексту роботи. Особливу подяку автор висловлює спеціалістам Інституту кібернетики НАНУ (Перевозчиковій О.Л., Гречку В.О., Тульчинському В.Г., Тульчинському П.Г., Харченку О.Л., Коломійцю А.В.), а також особисто Вердієву М.Д. за програмну реалізацію методичних і алгоритмічних розробок автора у складі технології “Геопошук” та за плідну співпрацю у створенні СУБД “Мікропошук” для технології інтегрованої інтерпретації ГДС. Автор вдячний також провідним спеціалістам експедицій з ГДС ДГП “Укргеофізика” і особисто Кнішману О.Ш., Муляру П.М., Прокопіву В.Й., Говорусі А.Л. за їх працю по впровадженню технології і цінні пропозиції щодо вдосконалення інтерпретаційних алгоритмів.
Зміст роботи
У вступі обґрунтовується актуальність роботи, викладені основні завдання, визначена новизна і практична цінність та подана загальна характеристика роботи.
Розділ 1
Розвиток та сучасний стан інтерпретаційних технологій ГДС
| 
