Оценка точности выделения нефтенасыщенных коллекторов на основе аппарата нечеткой логики в зависимости от количества проведенных на скважине методов каротажа

• Автор: Цепелев, Вячеслав Петрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 147 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР МЕТОДОВ СБОРА, ОБРАБОТКИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ТИС

1.1. Роль ГИС при разведке месторождений с помощью скважин.

1.2 Методы каротажа.

1.2.1. Использование методов каротажа

1.2.2. Электрические методы каротажа.

1.2.3. Акустический каротаж

1.2.4. Радиоактивные методы каротажа.

1.2.5. Кавернометрия.

1.3. Классические методы интерпретации результатов ГИС.
1.3.1. Статистические методы.
1.3.2. Литологическое разделение по диагностическим кодам
1.3.3. Литологическое разделение с оценкой вероятности.
1.3.4. Метод нормализации
1.3.5. Методы классификации, основанные на петрофизичсских данных.
1.4. Основные модели нечеткой логики.
1.5. Обзор программных средств.
1.5.1. Программные средства для интерпретации каротажных диаграмм.
1.5.2. Программные средства для разработки систем нечеткой логики и эволюционных алгоритмов
1.6. Постановка цели и задач исследования
2. РАСПОЗНАВАНИЕ ЛИТОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ РАЗРЕЗА СКВАЖИНЫ ПОСРЕДСТВОМ НЕЧЕТКОЙ ЛОГИКИ.
2.1. Постановка задачи
2.2. Предварительная обработка исходных данных
2.2.1. Увязка кривых по глубине
2.2.2. Приведение к стандартным условиям измерений
2.2.3. Нормирование данных.
2.3. Теория систем нечеткой логики
2.3.1. Основные положения теории нечетких множеств.
2.3.2. Алгоритмы нечеткого логического вывода
2.3.3. Обоснование применимости аппарата нечеткой логики
2.3.4. Выбор модели нечеткой логики
2.4. Создание базы знаний для системы нечеткой логики.
2.4.1. Основные положения
2.4.2. Использование известных геофизических зависимостей
2.4.3. Обучение системы нечеткой логики
2.5. Использование эволюционных алгоритмов
2.5.1. Теория эволюционных алгоритмов
2.5.2. Генетический алгоритм.
2.6. Выводы.
3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ МЕТОДОВ КАРОТАЖА ПРИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ПОСРЕДСТВОМ НЕЧЕТКИХ МЕТОДОВ.
3.1. Определение объекта и целей исследования.
3.2. Обучение на одном методе каротажа
3.2.1. Построение модели нечеткой логики.
3.2.2. Применение генетического алгоритма
3.2.3. Результаты интерпретации по одному методу каротажа
3.3. Обучение на нескольких методах каротажа
3.2.1. Построение модели нечеткой логики.
3.2.2. Применение генетического алгоритма
3.2.3. Результаты интерпретации
3.6. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНЫХ МОДУЛЕЙ ИСИ ГИС.
4.1. Разработка программного комплекса.
4.1.1. Назначение ИСИ ГИС.
4.1.2. Структура ИСИ ГИС
4.1.3. Решения по комплексу технических средств.
4.1.4. Решения по комплексу программных средств.
4.1.5. Описание информационной базы.
4.1.6. Применение ИСИ ГИС.
4.2. Разработка подсистемы импортаэкспорта
4.2.1. Назначение.
4.2.2. Функционирование подсистемы
4.2.3. Работа подсистемы с файлами формата
4.2.4. Алгоритмы работы.
4.3. Разработка модуля предварительной обработки исходных данных
4.3.1. Назначение.
4.3.2. Функционирование подсистемы
4.3.3. Алгоритмы работы.
4.4. Разработка интеллектуальной подсистемы
4.4.1. Назначение.
4.4.2. Функционирование подсистемы
4.4.3. Алгоритмы работы.
4.5. Разработка обучающей подсистемы.
4.5.1. Назначение.
4.5.2. Функционирование подсистемы
4.5.3. Алгоритмы работы.
4.6. Разработка интерпретирующей подсистемы
4.6.1. Назначение.
4.6.2. Функционирование подсистемы
4.6.3. Алгоритмы работы.
4.7. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Принимая во внимание, что задачи интерпретации геофизических исследований скважин имеют в своей основе сложные функциональные зависимости, поэтому применение системы нечеткой логики для их решения вполне приемлемо и обоснованно. Объектом исследования являются каротажные данные (КД), представленные в цифровом виде; модели нечеткой логики (НЛ) для решения задач интерпретации геофизических исследований скважин (ГИС); интеллектуальная система интерпретации результатов геофизических исследований скважин (ИСИГИС) на основе НЛ. Предметом исследования являются программное, информационное обеспечение и структура ИСИ ГИС, методы разработки систем НЛ для выделения нефтенасыщенных коллекторов, математическое описание алгоритмов и методов предварительной обработки и интерпретации КД. Цель работы - проведение комплексных исследований, направленных на получение обоснованных методологических и технических решений, способствующих определению надежности выявления нефтенасыщенных коллекторов при оптимизации использования количества производимых при ГИС методов каротажа на основе предлагаемых автором работы алгоритмов, базирующихся на положениях теории НЛ; создание ИСИ ГИС, внедрение которой имеет существенное значение в области обработки и интерпретации геофизической информации. ИСИ ГИС. Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования. При решении задачи распознавания литологической структуры разреза скважины использовалась модель HJ1, обучаемая генетическим алгоритмом. В модели HJI в качестве функций принадлежности использовались гауссовы функции. Обучение системы HJI осуществлялось на всех возможных комбинациях пяти методов каротажа, входящих в состав стандартного набора методов ГИС, снимаемых на скважине. Результаты работы системы НЛ исследовались на предмет адекватности выделенных нефтенасыщенных, водонасыщенных и непродуктивных участков разреза скважины экспертным оценкам. Предварительное расчленение разреза на пласты не осуществлялось, обработка КД велась поточечно. Предварительная обработка геолого-геофизической информации базируется на использовании методов статистического анализа временных рядов в приложении к геофизическим сигналам. Построение ИСИ велось на основе метода структурной декомпозиции программных модулей, позволяющего обеспечить удобство настройки системы и высокую степень интеграции с другими программными продуктами. Программное обеспечение ИСИ реализовано на алгоритмическом языке высокого уровня - Borland Delphi б, серверная часть базы данных выполнена под управлением Microsoft SQLServer 7. Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается сопоставительным анализом разработанных и существующих математических моделей и методов, а также итогами практического использования ИСИ ГИС. Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием большого объема экспериментального материала, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов. Достоверность эталонного материала для обучения моделей НЛ обеспечена использованием утвержденных в ОАО “Башнефтегеофизика'’ экспертных заключений по обрабатываемым скважинам. ИСИ ГИС на основе модели НЛ для получения реальных результатов литологического расчленения разреза скважин. КД и сопоставлении их результатов с экспертными оценками выведены критерии, позволяющие использовать оптимальный набор методов каротажа для выделения нефтенасыщенных коллекторов с заданной точностью при использовании созданных алгоритмов, построенных на основе НЛ. Практическая полезность исследования состоит в том, что впервые в результате комплексных исследований на практике реализована кибернетическая теория распознавания образов, реализуемая на основе принципов построения и функционирования систем искусственного интеллекта и математической теории информационных систем, позволяющих реализовать теоретические основы экспертных систем с помощью легко внедряемого и доступного при широкой реализации аппарата методов НЛ.