CC BY
91
ПРОГРАММНАЯ БИБЛИОТЕКА EMFCORE КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ В СКВАЖИНАХ
Константин Сергеевич Сердюк
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, инженер, e-mail: [email protected]
Марат Шаукатович Урамаев
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, инженер, e-mail: [email protected]
Игорь Владиславович Михайлов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, проспект Академика Коптюга, 3, инженер 1-ой категории, e-mail: [email protected]
Цель данной работы - создание внешнего подключаемого модуля, который может быть встроен в готовую интерпретационную систему. В работе представлено описание программной библиотеки Emfcore, интегрированной в программный комплекс Techlog. Библиотека Emfcore содержит вычислительные процедуры обработки практических данных методов ВИКИЗ и БКЗ, а также построения совместной одномерной цилиндрически-слоистой гео-электрической модели. Приведен пример совместной инверсии данных ВИКИЗ и БКЗ. Также, в Emfcore реализован алгоритм поправки за эксцентриситет ВИКИЗ.
Ключевые слова: Emfcore, интерпретация данных ВИКИЗ и БКЗ, Techlog.
THE SOFTWARE LIBRARY EMFCORE FOR QUANTITATIVE INTERPRETATION OF ELECTROMETRIC WELL LOGGING DATA
Konstantin S. Serdyuk
A. A. Trofimuk Institute for Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Acad. Koptyug av. 3, Novosibirsk, engineer, e-mail: [email protected]
Marat Sh. Uramaev
A. A. Trofimuk Institute for Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Acad. Koptyug av. 3, Novosibirsk, engineer, e-mail: [email protected]
Igor V. Mikhaylov
A. A. Trofimuk Institute for Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Acad. Koptyug av. 3, Novosibirsk, first category engineer, e-mail: [email protected]
The purpose of this work is to create an external plug-in which can be integrated in a readymade interpretation system. This paper presents the description of the software library Emfcore integrated in the software platform Techlog. The library Emfcore contains computational procedures for VIKIZ and lateral logging sounding practical data processing and allows to create a joint 1D cylindrically layered geoelectrical model. The example of VIKIZ and lateral logging sounding joint inversion is given. Also, the VIKIZ eccentricity correction algorithm is realized in the Emfcore.
Key words: Emfcore, VIKIZ and lateral logging sounding data interpretation, Techlog.
Введение
При геофизических исследованиях скважин методам электрометрии традиционно уделяется особое внимание, поскольку они тесно связаны с насыщением коллекторов. Основными методами постоянного тока, используемыми в настоящее время в России, являются боковое каротажное зондирование (БКЗ) и боковой каротаж (БК). В свою очередь, среди методов, основанных на использовании переменного тока, широко применяются высокочастотное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ) и индукционный каротаж (ИК). Основными определяемыми характеристиками геологической среды являются удельное электрическое сопротивление (УЭС) и относительная диэлектрическая проницаемость (ОДП).
Целью данной работы является создание программной библиотеки Emfcore, объединяющей набор алгоритмов для одномерной количественной интерпретации данных электрометрии скважин. Преимуществом этого продукта является возможность его интеграции в готовые интерпретационные системы.
Emfcore включает в себя элементы графического пользовательского интерфейса, такие как диалоговые окна инверсии по каждому отдельному методу и окно совместной инверсии. С целью исследований и тестирования данная библиотека была интегрирована в программный комплекс Techlog.
Библиотека Emfcore
В основу вычислительных процедур библиотеки Emfcore были положены математические алгоритмы из программной системы EMF Pro. В настоящий момент в состав библиотеки входят следующие процедуры:
- расчет кажущихся УЭС по значениям измеренных разностей фаз ВИКИЗ;
- восстановление значений разностей фаз ВИКИЗ по кажущимся УЭС;
- снятие средних значений в пласте по данным ВИКИЗ;
- построение стартовой модели ВИКИЗ;
- автоматическая инверсия (обратная задача) ВИКИЗ;
- ручная инверсия ВИКИЗ;
- автоматическая инверсия БКЗ.
Наряду с алгоритмами, заимствованными из EMF Pro, в состав Emfcore вошли новые алгоритмы обработки каротажных данных, а именно:
- поправка за эксцентриситет ВИКИЗ [3];
- расстановка границ пластов градиентным и статистическим методом по данным ВИКИЗ [1];
- снятие средних значений БКЗ в пласте;
- совместная инверсия данных ВИКИЗ и БКЗ.
Данный набор вычислительных процедур дает возможность выполнять как совместную инверсию данных ВИКИЗ и БКЗ, так и инверсию каждого метода в отдельности.
Интерпретационная система, нацеленная на количественную интерпретацию, должна иметь эргономичные средства визуализации данных каротажа и механизмы настройки решения обратной задачи. Поэтому, чтобы сделать процесс решения обратной задачи интерактивным и гибким, было разработано
программное решение в виде диалогового окна совместной инверсии. Оно может быть использовано и для инверсии данных каждого отдельного метода.
Окно совместной инверсии
Для достоверной оценки фильтрационно-емкостных свойств пласта необходимо построение как можно более точной геоэлектрической модели. Совместная инверсия данных по нескольким методам дает возможность построить такую модель, значительно уменьшив при этом область эквивалентности. В настоящий момент в библиотеке Ет&оге реализован алгоритм решения обратной задачи, в котором подбор параметров единой модели выполняется сразу по двум методам.
Разработка пользовательского интерфейса является немаловажной частью работы. И действительно, хорошо продуманный интерфейс может существенно облегчить работу интерпретатора и помочь избежать ошибок, связанных с человеческим фактором. Особенно это актуально в случае промышленного использования библиотеки из-за следующих аспектов. Во-первых, оператор часто находится в рамках сжатых сроков, поэтому необходима быстрота проведения инверсии. Во-вторых, требуется обработка множества принципиально схожих данных. В таких условиях трудно постоянно поддерживать концентрацию на должном уровне. К тому же, при появлении нетипичных для района исследования данных требуется индивидуальный подход к интерпретации. Исходя из всего этого, пользовательский интерфейс должен быть максимально простым и понятным, позволяя при этом проводить спектр различных операций над рассматриваемым пластом.
В начале проектирования необходимо выделить важнейший принцип, который будет определяющим при поиске компромиссов. В данном случае был выбран принцип, согласно которому интерфейс позволяет пользователю легко адаптировать себе окружение.
Для достижения этой цели на этапе разработки было принято несколько решений. Так, созданное диалоговое окно (рис. 1) содержит:
- экспериментальные и теоретические показания того или иного прибора в виде графиков (1) и таблицы (3);
- невязку между этими показаниями для каждого из представленных методов и вклад каждого метода в невязку при решении обратной задачи (4);
- параметры подбираемой модели среды в виде набора слоев (5) и таблицы
(2).
Пользователь может изменить модель среды путем ввода нового значения в таблицу (2), либо изменив мышкой положение соответствующего отрезка кусочно-постоянной функции (5). Практические показания прибора также могут быть изменены либо введением нового значения в таблицу (3), либо передвижением соответствующего узла графика (1) мышкой.
Рис. 1. Окно совместной инверсии, реализованное в Emfcore
Для того чтобы пользователь мог вернуться к начальным параметрам модели или показаниям прибора, в диалоговом окне имеются соответствующие кнопки (6).
Пользовательский интерфейс предоставляет возможность отключать отдельные зонды, или же весь прибор; отключенный зонд (прибор) не вносит вклад в результат обратной задачи и в подсчет общей невязки. Имеется возможность устанавливать вклад (вес) каждого из имеющихся каротажных методов в инверсию.
Непосредственно в процессе расчета обратной задачи все элементы окна, за исключением кнопки «Stop», блокируются. Стадия процесса интерпретации указывается соответствующим индикаторам процесса.
Интеграция в Techlog
Techlog - крупный программный комплекс, разработанный компанией Schlumberger. Он предоставляет возможности по обработке, хранению, визуализации и интерпретации каротажных диаграмм. На основе вычислительных процедур библиотеки Emfcore были созданы отдельные модули для раздельной обработки данных ВИКИЗ и БКЗ, а также для их совместной инверсии.
На основе стандартных способов хранения каротажных данных (families) были созданы собственные типы кривых ВИКИЗ и БКЗ. Такой подход позволяет автоматически распознавать необходимые диаграммы для запуска алгоритмов и удобно хранить настройки их визуализации. Для хранения параметров геоэлектрической модели также были созданы собственные типы кривых. Итоговая реализация позволяет хранить модели с числом зон околоскважинного пространства, включая скважину, не более пяти.
Каждый алгоритм обработки данных представлен в системе Techlog в виде скрипта, написанного на языке Python. Исполняемый скрипт сначала загружает необходимые каротажные данные из базы и подготавливает набор входных параметров, необходимых для конкретной вычислительной процедуры. Затем непосредственно идет сам вызов вычислительной процедуры из библиотеки Emfcore. В конечном итоге полученные данные сохраняются в базу.
Наряду с одиночным вызовом скриптов, пользователь имеет возможность создать автоматический настраиваемый конвейер из необходимых ему алгоритмов. Идея механизма Python Workflow Item заключается в создании процесса обработки, при котором выходные данные одного алгоритма являются входными данными последующего. Данная технология позволяет запустить автоматическую обработку большого числа скважин. При этом предварительно можно настроить параметры алгоритмов для каждой из скважин (рис. 2).
$■•{> Workflow manager і - Usll & 1
Load Сохранить Просмотр @
Обзор алгоритма работы Настройки метода
5 Ф А® EK Python: E_VIK_FIROK h d >r, сохранить M ► IS *
II. ШПУПЫШ Zonation
і іараметрьі
Использовать 1 Group 1 Well Набор данных Phase difference 05 Phase difference 06 Phase difference 07 Phase <
Workflow / Methods ІЛ 1 yes 4201ZD new IK1 ▼ IK2 ▼
VIKIZ_PREPROCESSlNG *■ Python: EVIKFIROK 2 yes 4598 4598 IK1 ▼ IK2 ▼
3 yes 4614 4614 IK05 ▼ IK07 ▼
4 yes 6287Гр RES-up_l IK05 ▼ IK06 ▼ IK07 ▼ IK08
Python: E_VIK_AVERAGING. *■ Python: E_VIK_AVERAGING. • 1" о* A®
л frO VIKIZ_INVERSION f* Python: E VIK FIROK LAYEf f* Python: E VIK_ START.MODI f* Python: E VIK INVERSE
< ■ ► ▼ ( ► id
Рис. 2. Автоматическая обработка и инверсия данных ВИКИЗ в Techlog
Пример совместной инверсии ВИКИЗ и БКЗ
Стоит сразу отметить, что два этих метода имеют в своей основе различную физическую сущность. ВИКИЗ обладает лучшей чувствительностью к низкоомным областям разреза, а за счет фокусирующих свойств он в меньшей мере подвержен влиянию скважины, прискважинной области и вмещающих пород. Метод БКЗ лучше чувствует высокоомные участки, но его диаграммы искажаются действием экранирующего эффекта. Совместная инверсия ВИКИЗ и БКЗ уменьшает область эквивалентных геоэлектрических моделей среды и позволяет, главным образом, уточнить параметры зоны проникновения [2].
На рис. 3 представлен результат совместной инверсии методов ВИКИЗ и БКЗ в четырехметровом нефтеводоносном коллекторе (интервал пластов АС7-8 Федоровского месторождения). Для решения обратной задачи были взяты все пять зондов ВИКИЗ и следующие градиент-зонды БКЗ: A0.4M0.1N,
A1.0M0.1N, A2.0M0.5N и A4.0M0.5N. Геоэлектрическая модель среды, полу-
ченная с хорошей точностью, состоит из пяти слоев: скважина - промытая зона
- зона проникновения - окаймляющая зона - пласт.
Отдельного внимания заслуживают кривые зондирования ВИКИЗ и БКЗ. Они совершенно различны; промытая зона хорошо определяется методом БКЗ, но окаймляющая зона на его кривой зондирования никак не проявлена, в отличие от ВИКИЗ.
Рис. 3. Совместная инверсия данных ВИКИЗ и БКЗ в нефтеводоносном коллекторе
Заключение
Программная библиотека Emfcore является эффективным и удобным инструментом количественной интерпретации методов каротажа. В настоящий момент данная библиотека позволяет проводить совместную инверсию ВИКИЗ и БКЗ. В дальнейшем планируется создание совместной инверсии по методам ВИКИЗ, БКЗ, ИК и БК.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бердов, В.А. Выделение пластов межскважинного пространства по данным каротажа в программном комплексе Petrel / Бердов В.А., Власов А.А., Лапковский В.В. // ГЕО-Сибирь 2012. Т.2. Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых: сб. матер. VIII Междунар. научн. конгресса «ГЕО-Сибирь 2012». - Новосибирск, 2012. - с. 87-92.
2. Игнатов, В.С. Совместная интерпретация данных ВИКИЗ и БКЗ / В.С. Игнатов, Л.В. Малеева // Каротажник. - 2008. - № 168. - С. 42-50.
3. Тейтельбаум, Д.В. Расчет палеток и создание программных средств для коррекции данных ВИКИЗ за влияние скважины и эксцентриситета // Материалы XLIX Международной научной студенческой конференции «Студент и научно -технический прогресс»: Информационные технологии / Новосиб. гос. ун-т. Новосибирск, 2011. - с. 247.
©К.С. Сердюк, М.Ш. Урамаев, И.В. Михайлов, 2013
