Автоматизированная база данных «Нефтегазовый шельф Баренцрегиона» Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

© А.И. Калашник, Н.А. Калашннк, 2008

УДК 551.3+553.98:004.65

А.И. Калашник, Н.А. Калашник

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ БАЗА ДАННЫХ «НЕФТЕГАЗОВЫЙ ШЕЛЬФ БАРЕНЦРЕГИОНА»*

Обустройство и вовлечение в эксплуатацию шельфовых нефтегазовых месторождений без учета геомеханических процессов может приводить и приводит к формированию условий возникновения и реализации разрушающих и катастрофических явлений, и, как следствие, потерям и недоиспользованию запасов нефти, газа и газоконденсата. Об этом свидетельствует мировой опыт отработки месторождений углеводородов на шельфе Северного моря, Мексиканского залива, Японского моря, морей Атлантического океана и т.п. [1]. Для Российской Федерации это приобретает первостепенную актуальность в связи с вовлечением в эксплуатацию нефтегазовых месторождений шельфа Баренцева и Карского морей. Энергетическое и социальное развитие Северо-запада Российской Федерации и Ба-ренцрегиона (включая другие страны) напрямую связано с перспективой освоения месторождений углеводородов шельфа Баренцева моря [2]. Опыт разработки Норвегией аналогичных месторождений в Северном море дает тому убедительное подтверждение. Эффективное по экономическим показателям и безопасное извлечение углеводородов на месторождениях шельфа диктует необходимость применения соответствующих технологий и мероприятий, основанных на фундамен-

тальных достижениях в области геомеханики и новых знаниях о геомеханических процессах эволюции природнотехнических систем. Широко известны у нас в стране и за рубежом научные исследования и разработки ИПНГ РАН, ИГНГ СО РАН, РГУ нефти и газа им. Губкина, ИФЗ РАН, иДг РАН, ИГД СО РАН, ВНИМИ и др. [3], направленные на обеспечение геодина-мической и геоэкологической безопасности добычи и транспортирования нефтеуглеводородов, получены важнейшие результаты и разработаны конкретно локализованные практические рекомендации, но главные геомехани-ческие задачи: прогноз развития геомеханических процессов и геодинамиче-ских явлений и профилактика их разрушительных воздействий как на само месторождение, так и на скважины, обсадные колонны, добычные модули, трубопроводы и др. остаются нерешенными и, несомненно, являются актуальными [3-4]. Необходимым условием решения этих геомеханических задач применительно к обустройству и вовлечению в эксплуатацию шельфовых нефтегазовых месторождений Ба-ренцрегиона является создание соответствующего информационного обеспечения [5]. Поэтому целью данной работы являлось создание автоматизированной базы данных «Нефтегазовый шельф Баренцрегиона».

*Исследования выполняются при поддержке РФФИ № 05-05-65312

Разработка структуры и формирование автоматизированной базы данных по шельфовым нефтегазовым месторождениям базировались на следующих основных положениях:

- формирование информационнологических и физических моделей баз данных на платформе МБ Ассеээ [6];

- использование единых библиотек кодов и классификаторов для идентификации предметной области, регионов, видов углеводородного сырья, основной пространственно-геометрической и технико-экономической информации, геомеханических данных и т.п.;

- использование модулей: интеграции информации, поступающей из нескольких источников; оперативной аналитической обработки; выявления закономерностей на основе выявленных связей в базах данных.

В этих целях выполнен системный анализ большого объема геологогеофизических данных и опубликованной технико-экономической информации по основным шельфовым нефтегазовым месторождениям мира.

Полученные результаты легли в основу созданной автоматизированной базы данных по шельфовым месторождениям и перспективным провинциям нефти, газа и газоконденсата, а также по геомеханическим и геодинамическим условиям их обустройства и освоения. В основу базы данных была положена специально разработанная для этих целей иерар-хически-реляционная модель (рис. 1), которая в последующем будет развиваться и дополняться.

Основные блоки модели базы данных: регионы - основные регионы освоения месторождений углеводородного сырья на шельфе; углеводородное сырье - систематизация месторождений и перспективных структур по видам сырья: газ, нефть, нефтегаз и

т.п.; основная пространственно-геометрическая и технико-экономическая информация; геомеханика - информация и данные о геомеханических условиях и процессах обустройства и эксплуатации нефтегазовых месторождений; геодинамика - геоди-намический режим: информация и данные об условиях, которые могут привести к реализации геодинами-ческих событий (сейсмичность, толчки, горно-тектонические удары, землетрясения).

Под геомеханической информацией чаще всего подразумевают совокупность данных, фактов, знаний о породном массиве, характеризующих организацию, структуру, состояние и поведение его в целом или отдельных его элементов (структурных блоков) под воздействием природных и техногенных факторов. Геомеханическая информация, имеющаяся до проведения эксперимента, называется априорной, полученная после эксперимента - апостериорной. Она должна иметь количественные и качественные показатели и быть достоверной. Геомеханическая информация имеет как статистический, так и детерминированный характер.

Следует при этом отметить, что в информационном геомеханическом обеспечении используются также следующие виды информации:

- первичная информация, отражающая состояние массива горных пород и горнотехнические параметры;

- вторичная информация - о деформировании пород и развитии геомеханических процессов;

- экспертная информация, которая вносится (принимается) в диалоговом режиме.

Основные принципы, используемые при разработке информационного геомеханического обеспечения:

УГЛЕВОДОРОДНОЕ СЫРЬЕ

Рис. 1. Иерархически-реляционная модель базы данных

- информационная совместимость, исключающая в том числе дублирование значительной части горногеологической и геомеханической информации;

- единое информационное поле для циклически непрерывно продолжающегося процесса обустройства и вовлечения в эксплуатацию месторождений;

- постоянное обновление информации о месторождении и процессах эволюции соответствующей нефтегазовой природно-технической системы в зависимости от изменяющихся пространственно-временных параметров, как природных, так и технических.

При использовании геомеханической информации важнейшими выступают аспекты: синтаксический

(способ представления геомеханической информации), семантический (смысловое содержание - специальные знания о геомеханических процессах и условиях) и прагматический (достижение представленных целей по управлению горным давлением). Для целей автоматизации все преобразования геомеханической информации можно свести к пяти основным процедурам: ввод, вывод, хранение, поиск, обработка (сортировка, фильтрация, агрегирование, группирование, вычисления). Последние три процедуры являются внутренними, а первая и вторая обеспечивают связь с источниками информации и внешней средой (потребителями информации).

Главная кнопочная форма разработанной автоматизированной базы данных «Шельфовые нефтегазовые месторождения» приведена на рис. 2. На рис. 3-5 показаны фрагменты базы данных, иллюстрирующие как структуру, так и информационное наполнение БД.

Для целей системного анализа разработана методология структуризации геомеханических и геологогеофизических данных по шельфовым структурам, заключающаяся в том, что сформированная многомерная модель рассматривает данные либо как факты с соответствующими численными параметрами, либо как тексты, рисунки, диаграммы, гипертекстовые и мультимедийные приложения, которые характеризуют эти факты. При этом многомерная модель данных имеет три принципиально важных особенности применения, связанных проблематикой системного анализа данных:

- информация, получаемая из многих разнопрофильных источников, интегрируется для системного анализа;

- имеется возможность оперативно получать ответы на запросы, охватывающие большие объемы данных в поисках общих тенденций (зависимостей);

- имеется возможность идентифицировать знания за счет автоматической обработки (поиск, сортировка, фильтрация, группировка, агрегирование, вычисления) и выявления ранее неизвестных зависимостей и связей данных.

Таким образом, в результате выполненных работ создана автоматизированная компьютерная база инженерно-геологических и геомеханических данных и факторов по более чем 130 нефтегазовым месторождениям и перспективным структурам шельфа морей Баренцрегиона. Задачами дальнейших исследований будут являться поддержание, обновление и пополнение базы данных, а также развитие и усовершенствование модели базы данных.

Рис. 2*. Главная кнопочная форма БД «Нефтегазовый шельф Баренцрегнона»

Объекты

Ш Таблицы

Запросы

Ш Формы

Я Отчеты

Страницы

Макросы

Модули

Г руппы

*1 Избранное

Создание таблицы в режиме конструктора

Создание таблицы с помощью мастера ® Создание таблицы путем ввода данных Ш Газовые месторождения ШИ Газоюонденсатные месторождения Ш Геомеханические условия ЮН Добыча нефти на месторождениях млн т ШИ Законодательство ЮН Информационная система ШИ Информационные ресурсы

Ш Лицензионное состояние объектов на шельфе Западной Арктики

Ш Марки нефти

Ш месторождения Норвегии

ШИ Нефтегазоконденсатные месторождения

Ш Нефтяные картели

ЮН Нефтяные месторождения

ШИ Основная информация по всем месторождениям ЮН Планиркемые к лицензированию участки до 2010 года

в Нефтяные мест... ЕЕИ

в Газовые месторождения... [^ПГ^ІГ^І

Имя поля Тип данных л.

11 ЯП Счетчик

Код Числовой

Название Текстовый

Расположение Текстовый

Восточная долгота Текстовый

Северная широта Текстовый

Расстояние до ближайше-п Числовой

Расстояние до Новой Земли Числовой

Глубина моря., м Текстовый

— Крупность месторождения Г од открытия Текстовый Числовой

Возраст продуктивных тол Текстовый

— Тип коллектора Текстовый

Свойства поля

Общие | Подстановка |

Размер поля Длинное целс

Новые значения ПocлeдoБaтeJ

Формат поля Подпись

Индексированное поле Да (Совладей

Имя ПОЛЯ Тип данных || а

В» Счетчик

Название Текстовый иі

Расположение Текстовый

Восточная долгота Текстовый

Северная широта Текстовый

Расстояние до ближайше-го берега,км Числовой

Расстояние до Новой Земли, км Числовой

Г лубина моря, м Текстовый

Глубина залегания отложений, м Текстовый

Крупность месторождения Текстовый

Запасы Текстовый

Г од открытия Числовой

Возраст продуктивных толщ Текстовый

Тип коллектора Текстовый

Владелец лицензии Текстовый

Лицензия Текстовый

Срок действия лицензии Текстовый -

Свойства поля

Общие | Подстановка |

Размер поля Длинное целое

Новые значения Последовательные

Формат поля Подпись

Индексированное поле Да (Совпадения не допускай:

Рис. 3. Структурные элементы Базы данных по нефтегазовым месторождениям Баренцрегиона

Рис. 4. Фрагмент БД «Газоконденсатные месторождения»

Рис. 5. Базы данных по геомеханике и геодинамике БД «Нефтегазового шельфа Баренцрегиона»

1. Ааушкин В.В., Турунтаев С.Б. Техногенные процессы в земной коре (опасности и катастрофы). - М.: ИНЭК, 2005. - 252 с.

2. Энергетическая стратегия России на период до 2020 года. Распоряжение правительства Российской Федерации от 28 августа 2003 г. №1234-Р.

3. Мельников Н.Н., Козырев А.А., Калашник А.И., Савченко С.Н., Панин В.И. Концептуальные подходы к исследованию геомеханических процессов при добыче и транспортировке углеводородного сырья шельфа Баренцева и Карского морей / Роль геодинамики в решении экологических проблем развития нефтегазового комплекса. // Материалы IV Междунар. раб. совещания, г. Санкт-Петербург, 15-17 сент. 2003. СПб: ВНИМИ, 2003. - С. 31-32.

4. Калашник А.И., Савченко С.Н., Смирнова О.В., Калашник Н.А. Геомехани-ческие аспекты освоения месторождений углеводородного сырья на шельфе Баренцева моря / Г орное дело в Арктике: сб. науч. тр. - Санкт-Петербург: Изд. «Типография Иван Федоров», 2005. - С. 56-61.

5. Калашник, А. И. Методология применения информационных технологий при освоении минерально-сырьевых ресурсов Кольского полуострова / Наука и образование. 10 лет вместе: сб. науч. тр. - Апатиты, 2005, изд. КНЦ РАН. - С. 132-139.

6. Брайен Т.О., Подж С., Уайт Дж.

Microsoft Access 2000: разработка приложений: пер. с англ.-СПб.: БХВ-Санкт-

Петербург, 2005. - 640 с. ШИЗ

— Коротко об авторах

Калашник А.И. - кандидат технических наук, зав. сектором,

Калашник Н.А. - научный сотрудник,

Горный институт Кольского научного центра РАН.

Доклад рекомендован к опубликованию Горным институтом Кольского научного центра РАН.

---------------------------------- ДИССЕРТАЦИИ

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАМАЕВА Оксана Георгиевна Улучшение технологических свойств фильтрационной корки буровых растворов применением реагентов комплексного действия 25.00.15 к.т.н.