Алгоритмы и программные средства автоматизированной системы оперативной интерпретации каротажных данных

• Автор: Лусников, Роман Георгиевич
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС

1.1. Обзор методов ГИС.

1.1.1. Электрический каротаж

1.1.2. Радиоактивный каротаж

1.1.3. Акустический каротаж.

1.1.4. Кавернометрия

1.2. Интерпретация геофизической информации

1.2.1. Методы интерпретации, основанные на петрофизических данных

1.2.2. Алгоритмы статистической классификации.
1.2.3. Алгоритм с использованием комплексных кодов
1.2.4. Литологическое расчленение с оценкой вероятности
1.3. Автоматизированные системы интерпретации ГИС
1.3.1. АСОИГИС
1.3.2. i.
1.3.3. КОСКАД.
1.4. Базы данных и экспертные системы ГИС
1.4.1. Система управления данными i
1.4.2. Экспертные системы.
1.5. Результаты анализа
1.6. Постановка цели и задач исследований
ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМОВ ОПЕРАТИВНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ.
2.1. Постановка задачи.
2.2. Предварительная обработка данных
2.2.1. Нормирование методов
2.2.2. Удаление тренда и сглаживание.
2.2.3. Увязка по глубине.
2.2.4. Устранение пропусков в данных.
2.3. Литологическое расчленение разреза с использованием нечеткой классификации
2.3.1. Алгоритм нечеткой классификации.
2.3.2. Определение весовых коэффициентов для методов ГИС.
2.3.3. Генетический алгоритм.
2.4. Алгоритмы классификации с использованием нейронных сетей.
2.4.1. Основные понятия
2.4.2. Обучение без учителя
2.4.3. Гибридная нейронная сеть
2.5. Модель нечеткой логики.
2.5.1. Основные понятия
2.5.2. Состав модели.
2.5.3. Алгоритм нечеткого вывода.
2.6. Оценка свойств коллекторов по неточным геофизическим данным
2.6.1. Нечеткие числа и операции над ними
2.6.2. Оценка коэффициента пористости
2.6.3. Оценка коэффициента глинистости.
2.6.4. Оценка коэффициента нефтегазонасыщенности.
ГЛАВА 3. СОСТАВ И СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА.
3.1. Разработка системы.
3.1.1. Требования к системе
3.1.2. Назначение системы
3.1.3. Состав и структура системы
3.1.4. Требования к аппаратному и программному обеспечению.
3.1.5. Применение системы
3.2. Разработка базы данных ГИС
3.2.1. Структурная схема базы данных.
3.2.2. Организация обработки данных
3.3. Разработка модуля нечеткой классификации.
3.3.1. Назначение модуля
3.3.2. Алгоритм функционирования
3.4. Разработка модуля НС с самообучением.
3.4.1. Назначение модуля
3.4.2. Алгоритм функционирования
3.5. Разработка модуля нечеткой логики
3.5.1. Назначение модуля
3.5.2. Алгоритм функционирования
3.6. Разработка модуля оценки петрофизических параметров
3.6.1. Назначение модуля
3.6.2. Алгоритм функционирования
3.7. Выводы.
ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ДЛЯ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС.
4.1. Объект и цели исследования.
4.2. Применение алгоритма нечеткой классификации
4.2.1. Определение необходимого количества классов
4.2.2. Определение весовых коэффициентов методов ГИС
4.3. Применение алгоритма обучения нейронных сетей без учителя
4.4. Определение коэффициента пористости
4.5. Результаты экспериментальных исследований
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Очень часто в состав параметров и коэффициентов уравнений входят одновременно величины с различным характером неопределенности: интервальные, нечеткие, стохастические, эвристические (на основе экспертной оценки). Поэтому возникает необходимость представления всей информации на едином, формальном языке теории нечетких множеств с представлением характеристик неточно заданных величин в виде нечетких функций. Создание автоматизированной системы для оперативной интерпретации, использующей математический аппарат нечеткой логики, интегрированной со сводной геофизической базой данных и с аппаратным комплексом, позволит давать предварительные заключения прямо на каротажной вычислительной станции, что будет способствовать снижению стоимости разработки и повышению точности анализа геофизической информации при ее последующей интерпретации. Целью работы является научное обоснование и разработка математических, технических и методических решений, способствующих построению автоматизированной системы оперативной интерпретации цифровых данных ГИС, их предварительной обработки и систематизации в базе данных КВС, что вносит вклад в совершенствование инструментальных средств для последующей сводной интерпретации каротажных данных в рамках всего месторождения. КД определить необходимое и достаточное количество типов литологических пород, а также задать весовые коэффициенты методов ГИС, удовлетворяющие критерию согласованности с заключениями экспертов. Методы исследовании. При решении задач оперативной интерпретации использовались модели НЛ и НС. Поиск оптимальных значений весовых коэффициентов для методов ГИС осуществлялся с помощью генетического алгоритма (ГА). Для оценки параметров коллекторов применялась теория нечетких множеств (НМ) и использовались функции принадлежности треугольной, трапециевидной и произвольной формы. ГИС и пяти дополнительных методов. Результаты интерпретации исследовались на предмет соответствия выделенных нефтенасыщенных участков разреза скважины экспертным оценкам. Обработка КД велась без предварительной отбивки пластов. Информационная модель ЛСОИ ГИС создана с учетом объектно-ориентированных принципов разработки программных комплексов. Структурная схема системы разработана с учетом теоретических основ информатики и вычислительной техники. Программное обеспечение системы реализовано на алгоритмическом языке высокого уровня - Object Pascal, интерфейс пользователя разработан в интегрированной среде Borland Delphi 6. СУБД Interbase 6. Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена результатами экспериментальных исследований и опытом практической эксплуатации АСОИ ГИС. Математические модели, алгоритмы и прикладные программы, предложенные в работе, основаны на положениях теории нечетких множеств и нейронных сетей. Предлагаемые методики выделения продуктивных пластов и расчета параметров коллекторов базируются на теории геофизических исследований скважин и алгоритмах интерпретации, включенных в системы АСОИ-ГИС/ЕС. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием утвержденных в ОАО “Башнефтегеофизика” экспертных заключений по скважинам Вятского месторождения, большим объемом экспериментального материала и согласованностью результатов с теоретическими положениями. ГИС, обеспечивающей согласованное функционирование объектно-ориентированных модулей нормирования каротажных методов, увязки данных по глубине, устранения пропусков данных, устранения тренда, сглаживания, расчленения разреза, определения петрофизических параметров, импорта, экспорта и визуализации данных. Практическая ценность. Созданная АСОИ ГИС позволила решить ряд проблем, возникающих при оперативной предварительной обработке каротажной информации и проведении ГИС. Методики, предложенные в диссертации, были использованы при создании и промышленной эксплуатации компьютеризированной системы ГИС. Работа выполнялась в соответствии с планами хоздоговорных НИР, проводимых ИжГТУ с ОАО "Удмуртгеология" и ОАО "Белкамнефть".