CC BY
45
-------------------------------------------- © Н.А. Калашник, 2008
УДК 681.5:622.276 Н.А. Калашник
ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ОСВОЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БАРЕНЦРЕГИОНА НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ*
нформация о свойствах и состоянии породного массива и продуктивных пластов, геомеханиче-ских условиях ведения добычных работ на различных месторождениях, пластах, горизонтах, участках, технологических стадиях и процессах представляет интерес для специалистов как различных служб, так и в целом предприятий. Как известно, главным условием эффективной и безопасной разработки месторождений полезных ископаемых является правильное понимание характера геоме-ханических условий и тенденций их изменений в процессе ведения добычных работ. Для этого необходимо, прежде всего, знание свойств и состояния горных пород и продуктивных пластов (коллекторов), слагающих месторождение, и особенностей структуры массива. При проектировании и обустройстве месторождений своевременное получение и использование достоверной и детализированной информации о состоянии массивов горных пород позволяет упреждающе применить необходимые мероприятия для обеспечения промышленной безопасности и тем самым обеспечить устойчивость и работоспособность основных конструкций и технических комплексов, повысить безо-
пасность ведения работ и, в определенных случаях, получить экономический эффект [1].
Получение, сбор, первичная обработка, анализ исходных геомеханиче-ских данных, необходимых для решения текущих задач и перспективного планирования горных работ, требуют больших временных и рабочих затрат, поэтому применение автоматизированных информационных технологий дает быстро ощутимый эффект, в особенности при многовариантных прогнозных оценках. Информационное геомеханиче-ское обеспечение при этом может быть основано на специализированных автоматизированных системах, которые могут являться подсистемами общих автоматизированных информационных систем горных предприятий.
Основные принципы, используемые при разработке информационного геоме-ханического обеспечения: информационная совместимость, исключающая в том числе дублирование значительной части горно-геологической и геомеханиче-ской информации; единое информационное пространство для непрерывно продолжающегося процесса решения текущих и перспективных задач; постоянное обновление информации об объ-
*Работа выполняется при финансовой поддержке РФФИ, № 08-05-00145а.
екте с обеспечением адекватного учета изменяющихся как природных, так и технологических параметров.
Системы, построенные на принципах современных информационных технологий, разделяют на три основных класса: интеллектуальные диалоговые (вопросно-ответные); расчетно-логические или системы поддержки принятия решений; экспертные системы [2]. Необходимо отметить, что построение систем всех перечисленных классов представляет сложный и трудоемкий процесс, реализация которого затруднена недостаточной проработкой ряда вопросов представления и хранения знаний, создания лингвистических процессоров и средств логического вывода. Поэтому на первых этапах создания специализированных систем для решения задач геомеханики (особенно для решений различных задач проектирования, управления горным давлением и т.п.) рациональнее ориентироваться на создание систем информационнофункциональной поддержки (СИФП) (с элементами экспертных систем и систем поддержки принятия решений). В нашем случае под СИФП мы понимаем информационную систему, обеспечивающую внутреннюю эффективную организацию данных и знаний и предоставление пользователям необходимой для принятия управленческих решений геомеханичекой информации [3, 4].
Исходя из вышеперечисленных принципов, в Горном институте КНЦ РАН разрабатывается прототип автоматизированной информационной функциональной системы (АИФС) для решения задач геомеханики применительно к освоению нефтегазовых месторождений. Разработка включает две основных стадии: концептуальное проектирование и непосредственно реализация.
Стадия концептуального проектирования включает анализ и структурирование информационного пространства решаемых геомеханических задач; выявление, анализ и спецификацию пользовательских требований к информационной системе; концептуальное проектирование информационных геомехани-ческих моделей, формирование локальных информационных структур (для типа решаемой геомеханической задачи); интеграцию локальных информационных структур; концептуальное проектирование алгоритмов функциональной обработки геомеханической информации (реализации запросов к информационной базе) и ее использования (для решения соответствующих задач); анализ и обеспечение совместимости проектируемой информационной геомеха-нической системы с интегрированной информационной системой горного предприятия.
Основной целью концептуального проектирования являлась разработка структуры автоматизированной информационно-функциональной системы (АИФС) "Геомеханика" (рис. 1), содержащей базы инженерногеологических и геомеханических данных, базы знаний, универсальный набор алгоритмов, вычислительных программ, программного экспертного обеспечения и рассчитанной на тех, кто принимает управленческие решения на предпроектной, проектной и эксплуатационной стадиях разработки месторождений. При этом важным является обеспечение беспрепятственного обмена данными и возможности перехода с одной решаемой задачи на другую (от одного блока к другому) без каких-либо дополнительных усилий и сервисных средств.
Основные позиции, учитываемые при концептуальном проектировании
АИФС "Геомеханика": геологические, геофизические, картографические данные, данные аэро- и сейсморазведки, параметры свойств и состояния породных массивов, системы разработки месторождений, параметры технологических комплексов и процессов, способы и средства прогноза порового и пластового давления, оценка геодинамиче-ского режима, системы и принципы геомониторинга, требования к охране окружающей среды и т.п.
Структура АИФС "Геомеханика" в общем виде может включать следующие блоки (см. рис. 1):
Информационный блок. Должен содержать цифровую, символьную и графическую информацию о параметрах месторождения (геология, геофизика, картография, аэро- и сейсморазведка, свойства и состояние породных массивов и продуктивных пластов (коллекторов) и др.) Должен иметь базы данных по основным разрабатываемым и перспективным месторождениям и работать в режимах ввода-вывода, хранения, поиска информации.
Информационно-экспертный блок. Должен содержать цифровую, символьную, графическую и семантическую информацию о свойствах, структуре породного массива и продуктивного пласта (коллектора), об условиях ведения работ на месторождениях, пластах, участках, горизонтах, о применяемых технологических стадиях и процессах, а также свод соответствующих правил, инструкций и рекомендаций по ведению работ, технологических процессов и операций. Должен иметь базу данных и базу знаний, и работать в информационно-справочном режиме, и в режимах экспертных технологий и технологий поддержки принятия решений.
Информационно-функциональный блок. Должен содержать алгоритмы и программы по обработке и анализу гео-механической информации, программы для решения специальных геомеханиче-ских задач и исследований, обработки натурных экспериментальных данных, геомониторинга, программные средства для экспертных геомеханических систем. Должен иметь аппаратное и программное обеспечение для ввода-вывода информации, в том числе для осуществления доступа к распределенным базам геомеханических данных и работать в информационно-функцио-нальном режиме.
Блок принятия решений. Должен содержать сценарии, варианты, советы и т.п. для принятия прогнозных, превентивных и оперативно-техни-ческих управленческих решений. Дол-жен иметь программное обеспечение, позволяющее пользователю принимать соответствующие решения и работать в интерактивном режиме.
Стадия реализации. Должна включать, на наш взгляд, создание локальных информационных структур, банков данных, баз знаний; разработку локальных и общеспециального программного обеспечения.
В частности, в рамках разрабатываемой АИФС «Геомеханика» создана автоматизированная база данных более чем 130 нефтегазовым месторождениям и перспективным по углеводородному сырью структурам Баренцрегиона [5].
В рамках дальнейших задач необходимо постоянное пополнение и поддержание базы данных в актуальном состоянии, развитие методологии информационного геомеханического обеспечения, развитие методов и средств компьютерного
Рис. 1: Структура АИФС «Геомеханика»
Рис. 2. Главная форма автоматизированной информационно-функциональной системы «Геомеханика»
моделирования геомеханической обстановки и решение текущих и перспективных задач и др. На данной стадии
1. Проблемы геодинамической безопасности// Tp.II Междунар. сов.- Санкт-Петербург, 24-27 июня 1997 г. - СПб, изд. ВНИМИ, 1997.
- 350 с.
2. Балдин К.В., Уткин В.Б. Информационные системы в экономике. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2006.
- 395 с.
3. Калашник А.И. Методология применения информационных технологий при освоении минерально-сырьевых ресурсов Кольского полуострова /Наука и образование: Сб.науч.тр. - Апатиты: Изд-во. КНЦ РАН, 2005. - С. 132-139.
создан прототип АИФС «Г еомеханика», главная кнопочная форма которой показана на рис. 2.
--------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
4. Калашник А.И., Калашник Н.А. Информационное обеспечение решения задач геомеханики //Роль геомеханики в устойчивом развитии горной промышленности и гражданского строительства: Междунар. конф. по геомеханике 11-15 июня 2007. Несебыр, Болгария.
- 2007. - С. 99-105
5. Калашник А.И., Калашник Н.А. Автоматизация информационного обеспечения освоения шельфовых нефтегазовых месторождений Ба-ренцрегиона. /НТЖ. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ». - 2007. №7. - С. 15-18.
Аннотация
Изложены методические подходы к геомеханическому обеспечению освоения нефтегазовых месторождений Баренцрегиона с применением информационных технологий и систем. Разработана автоматизированная информационная система, которая может быть использована для решения задач геомеханики на нефтегазовых разработках. Структура системы включает четыре основных блока (модуля): информационный, информационно-экспертный, информационно-
функциональный и блок принятия решений. Ядром информационной системы является созданная база данных по 130 нефтегазовым месторождениям Баренцрегиона.
— Коротко об авторе -------------------------------------------------
Калашник Н.А. - научный сотрудник, Горный институт КНЦ РАН, г. Апатиты. Доклад рекомендован к опубликованию Горным институтом КНЦ РАН.
