Научная статья на тему 'Расчет, хранение и отображение сигналов зондов электрокаротажа в системе многофизичных моделей пластов Атлас МФМ'

Расчет, хранение и отображение сигналов зондов электрокаротажа в системе многофизичных моделей пластов Атлас МФМ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
36
8
Читать
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МНОГОФИЗИЧНЫЕ МОДЕЛИ / ФИЛЬТРАЦИЯ / КАРОТАЖНЫЕ ДАННЫЕ / WEB-ТЕХНОЛОГИИ / КРОССПЛАТФОРМЕННЫЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ МАСШТАБИРУЕМЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ / ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ / MULTIPHYSICS / FILTRATION / LOGGING DATA / WEB TECHNOLOGY / CROSS-PLATFORM DISTRIBUTED SCALABLE COMPUTING / CLOUD TECHNOLOGY

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Черняк Никита Михайлович, Соболев Андрей Юрьевич

Создана версия системы хранения, поиска, расчетов с использованием облачных технологий сигналов электрокаротажа и визуализации как параметров моделей, так и результатов расчета полей и сигналов для разрабатываемой в Институте базы многофизичных моделей прискважинной зоны пластов-коллекторов АТЛАС МФМ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Черняк Никита Михайлович, Соболев Андрей Юрьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
Предварительный просмотр
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

COMPUTING, STORING AND VISUALIZATION OF INDUCTION AND RESISTIVITY LOGS FOR MULTIPHYSICAL RESERVOIR MODEL COLLECTION ATLAS MPHM

The first version of the cross-platform system of storage, search, computation using cloud technologies of electric logging signals and visualization of both model parameters and the computated fields and signals for the Institute’s collection of multiphysical models ATLAS MPhM was created.

Текст научной работы на тему «Расчет, хранение и отображение сигналов зондов электрокаротажа в системе многофизичных моделей пластов Атлас МФМ»

УДК 004.5+004.6+550.832.7

DOI: 10.33764/2618-981Х-2019-2-3-72-78

РАСЧЕТ, ХРАНЕНИЕ И ОТОБРАЖЕНИЕ СИГНАЛОВ ЗОНДОВ ЭЛЕКТРОКАРОТАЖА В СИСТЕМЕ МНОГОФИЗИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ ПЛАСТОВ АТЛАС МФМ

Никита Михайлович Черняк

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, лаборант; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, студент ФИТ, тел. (903)934-11-72, e-mail: chernik.nsk.ru@mail.ru

Андрей Юрьевич Соболев

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, e-mail: SobolevAY@ipgg.sbras.ru

Издана версия системы хранения, поиска, расчетов с использованием облачных технологий сигналов электрокаротажа и визуализации как параметров моделей, так и результатов расчета полей и сигналов для разрабатываемой в Институте базы многофизичных моделей прискважинной зоны пластов-коллекторов АТЛАС МФМ.

Ключевые слова: многофизичные модели, фильтрация, каротажные данные, web-технологии, кроссплатформенные распределенные масштабируемые вычисления, облачные технологии.

COMPUTING, STORING AND VISUALIZATION OF INDUCTION AND RESISTIVITY LOGS FOR MULTIPHYSICAL RESERVOIR MODEL COLLECTION ATLAS MPhM

Nikita M. Chernik

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Laboratory Assistant; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Student, phone: (903)934-11-72, e-mail: chernik.nsk.ru@mail.ru

Andrey Y. Sobolev

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Senior Researcher, e-mail: SobolevAY@ipgg.sbras.ru

The first version of the cross-platform system of storage, search, computation using cloud technologies of electric logging signals and visualization of both model parameters and the computated fields and signals for the Institute's collection of multiphysical models ATLAS MPhM was created.

Key words: multiphysics, filtration, logging data, web technology, cross-platform distributed scalable computing, cloud technology.

В институте нефтегазовой геологии и геофизики совместно с институтом гидродинамики и институтом горного дела СО РАН разработана и активно развивается методика создания многофизичной модели прискважинной зоны [3-9;

14]. Рассматриваются взаимосвязанные и взаимообусловленные геомеханические процессы при бурении скважины, изменение вследствие этого фильтраци-онно-емкостных свойств пород, процессы двухфазной фильтрации несмеши-вающихся жидкостей (воды и нефти), солеперенос, рост и разрушение глинистой корки, изменение электрофизических характеристик пород. На заключительной стадии вычисляются синтетические диаграммы каротажных комплектов ВИКИЗ и БКЗ [7-8], которые рассматриваются как следствие процессов, сопровождающих бурение скважины.

Единая модель включает параметрическое описание среды, бурового раствора и режима бурения, которые численно моделируются для расчетов эволюции полей напряжений, водонасыщенности, минерализации, удельного электрического сопротивлении. Такие многофизичные задачи весьма ресурсоемки и требуют хранения результатов расчетов. По мере развития и наполнения существующей базы [10] стали актуальными задачи организации системы хранения, поиска, автоматизации расчетов и визуализации как параметров моделей, так и результатов расчета полей и сигналов.

Архитектурные решения разрабатываемой системы в целом следуют современным тенденциям создания масштабируемых приложений, в том числе опробованным в других проектах Института [1-2]. В отличие от упомянутых систем на серверной стороне использованы решения Python, что расширяет возможности преобразования данных. Система состоит из клиентской и серверной частей, СУБД общего назначения и сервера управления очередями, через которые происходит взаимодействие с масштабируемым вычислительным облаком заключенных в контейнеры Docker независимых расчетных модулей.

На рис. 1 стрелками обозначено отношение клиент-сервер (направление от клиента к серверу).

Рис. 1. Схема клиент-серверного взаимодействия в системе

73

ATLAS server - серверная часть приложения, написанная на Django; основная точка взаимодействия с системой. Имеет доступ к базе данных (БД) для загрузки и выгрузки готовых данных, а также к системе очередей для расчета синтетических сигналов.

RabbitMQ collector - слушатель очереди результатов расчетов, помещающий их в БД.

ATLAS image - образ для запуска под системой Docker.

RabbitMQ worker - один из слушателей очереди задач, в данном примере BKZ, обеспечивает подготовку и запуск приложения для расчета сигналов БКЗ - на рисунке BKZ program. Написан на Python с использованием библиотеки pika для связи с системой очередей.

BKZ worker's image раскрывает на машине кластера приложение для расчета БКЗ, автоматически регистрируется на сервере RabbitMQ и ожидает заданий. Аналогично устроены другие вычислительные агенты, например, VIKIZ worker для расчета сигналов зондов ВИКИЗ. Возможно расширение системы программами расчета сигналов других приборов и зондов.

*.7z - рассчитанные файлы моделей, содержащие как параметры, так и результаты расчетов в одном архиве; принятый в системе блок информации.

Схема базы данных приведена на рис. 2.

User

GeoRodel

id PK

rame char(100)

passiv char(100) MULL

è

GeoResis

id PK

arraiy fringe (float)

params FK

model FK

id PK

irput_* float

гаnge_* float/irt

arra(y_salir fringe(float)

array_water fringe(float)

tag date date

tag_str char(100)

origin_path char(200)

creator FK

Tag

id PK

value char(100)

• GeoModel/Tag

id PK

model_id FK tag_id FK

ProbeValue

GeoResisParam

id

PK

values a гray(float) type

FK Probe

id PK

value float

time int

type FK

resis HULL FK

id PK ----« id PK

name сhaг(100) name char(100)

device FK

LoggerMode

ProbeDevice

id

introld PK

data 3SOK

tag int

id int

PK

name с lia г (100)

Рис. 2. Модель базы данных АТЛАС 74

Пользовательский интерфейс системы реализован в виде множества окон, которые переключаются и закрываются с помощью списка слева. Организована мультиязычность интерфейса (английский и русский). Пользователь может загрузить рассчитанные блоки моделей в систему. Для этого он выбирает в окне «Файл» => «Загрузка моделей» необходимые блоки, после чего происходит параллельная загрузка файлов на сервер и добавление их в БД с проверкой на дубликаты и другие потенциальные ошибки пользователя (рис. 3). Ошибочные архивы поступают в выделенную папку на сервере; их можно просмотреть и после правки снова попробовать загрузить. Пользователь может установить фильтр для моделей с помощью представления в параллельных координатах [11-12] (рис. 4). Выбор такого способа визуализации многомерного облака разряженных точек [9] не окончательный и требует доработок. Реализован и более традиционный способ фильтрации заданием значений или диапазонов некоторых параметров, а также сортировка по любому параметру.

<- С А Не защищено 192.168.132.130:8000

\V\lr

| ДгготД | КгяггЬ | Нг1ц

| ТТркикипд тгнМч

I ■

- т

УперДЗО11НТЪ »

« Окгшьк ■ ЬиГ л '¿аЬ: НоЕ-ап пзпкэ

р

-те

^ Загрузки * Л Иия Прт «иг*«.** 1нп

¡3 До»уМС1!ТЫ ШОЛ 08.06.20131&34 ИЛпРДЯсм^йе

ИиЯэрожаш * 08Л&2013103-1 'МпИДЯ эгсЬК'е

О игш у Ш"> шиклпякьь №пМДК мгЬшг

Лпгальньш / + 10 3 2Ш Щ4.7Е 00.08.2013452 08.08.20131й35 Ф1Н11 Т/Т" МпРЛР, ггс1>г.'£

Й « □ 12 опил-гок^ 9 \./г ИШКЛПН 1Ек'1|> №ЫШ1 мг11№>

08.08.201310:35 УЙПЙМ м^»»

^ иг С8Ж20181Й35 УЛлКАЙ агс»1г^е

lfl.fr ШЛГиЛПН 10:1"» мыиш ЙИ+ГЛ-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Опейпуе Этот компьютер Э971 Ш ю.ъ ЗИЛ, Ce.08.2S1310:35 08.08.2013 гашютя ю-м 'ЛГ-КАР*.«^;.^ МпРЛР. эгсЬг/е ТА5пР.ДЯ г-.ГГЬыг

|Всс файлы | 5ткрь~ь |

<- С А Не защищено | 192.1 ЫМ&ЛХНЯХЮ [ГЦс ¡Ассош11 |5сагсЬ |11е1р |

Л 8 4»'

□ эше

7.7* Еиш ^ Ги11 (lupliird.lt:

8.7* ¿.низ ^ ¿щи Ги11 (1ирЬи11с

И)./* ¿лш 1Ы1 йирЬийе

ь. и Ьиш ' ¿ил! Ги11 dui.ihLja.lc

5.7г Ш го ОВ...

9.7; теашсищ...

Рис. 3. Загрузка рассчитанных моделей

Оя1_г Оеи_и О* Оу Ъ Ыии-О Ншкыь #Ь_иа1 Ры РЧи п_тм1 щД ¿Ь

Рис. 4. Фильтрация загруженных моделей

После нахождения списка моделей пользователь может открыть любую и посмотреть информацию о ней (рис. 5). Для визуализации графиков и полей на стороне клиента используется библиотека Plotly [13].

"■ Параметры

V Из INFO__

\ Тэги. Развертка времени

_N ПО

Рис. 5. Информация о модели

В информационном окне доступна информация о параметрах модели, теги модели, а также позиция времени, для которой визуализируются графики и по которой будут рассчитываться зонды. В столбце «УЭС» представлены рассчитанные УЭС для данной модели (на рис. 5 расчет по формулам Арчи). В подко-лонке «Зонды» отображается позиция времени зонда, его тип («ВИКИЗ», «БКЗ» или любой другой, доступный в системе), график основных параметров и значения всех параметров (рис. 6).

Пользователь имеет возможность отправить нужное подмножество моделей на дорасчет определенных зондов по нажатию кнопки «Рассчитать зонд». Открывающееся окно позволяет выбрать доступные параметры для выбранного типа зонда. Простое нажатие на кнопку «Рассчитать зонд» отправит в систему очередей команду на расчет сигналов одного зонда выбранного типа по выбранной модели сопротивления. Организована массовая отправка в очередь на расчет однотипных сигналов всех ранее выбранных моделей.

Реализована кроссплатформенная система хранения, поиска и визуализации как параметров моделей, так и результатов расчета полей и сигналов для разрабатываемой в Институте базы многофизичных моделей прискважинной зоны пластов-коллекторов АТЛАС МФМ. Пользовательский интерфейс отображается в браузере, а ресурсоемкие вычисления проводятся на удаленных серверах в «облаке» вычислительных агентов в контейнерах Docker, общающихся через сервер очередей. Созданная система позволила автоматизировать научные расчеты, обеспечить многопользовательский доступ и выборку моделей по множеству критериев.

Рис. 6. Колонка зондов

Работа выполнена при поддержке проекта ФНИ № 0331-2019-0015 «Реалистичные теоретические модели и программно-методическое обеспечение геоэлектрики гетерогенных геологических сред».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Дудаев А. Р., Соболев А. Ю., Глинских В. Н. Программное обеспечение с облачными вычислениями для электромагнитного каротажа в процессе бурения нефтегазовых скважин // 19-я конференция по вопросам геологоразведки и разработки месторождений нефти и газа Геомодель-2017. (11-14 сентября). -Геленджик. — 2017. — С. 43814.

2. Дудаев А. Р., Соболев А. Ю., Глинских В. Н. Разработка программного обеспечения с облачными вычислениями для обработки и интерпретации каротажных данных // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2017. XIII Междунар. науч. конгр.: Междунар. науч. конф. «Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология»: сб. материалов в 4 т. (Новосибирск, 17-21 апреля 2017 г.). - Новосибирск: СГУГиТ, 2017. — 2017. — Т. 2, № 3. — С. 37-40.

3. Интерпретация геофизических измерений в скважинах с учетом гидродинамических и геомеханических процессов в зоне проникновения / И.Н. Ельцов, Л. А. Назаров, Л. А. Назарова, Г.В. Нестерова, М.И. Эпов // ДАН. - 2012. - Т. 445. - № 6. - С. 671-674.

4. Скважинная геоэлектрика нефтегазовых пластов, разбуриваемых на репрессии давления в неравнокомпонентном поле напряжений / И.Н. Ельцов, Л. А. Назарова, Л. А. Назаров, Г.В. Нестерова, А.Ю. Соболев, М.И. Эпов // Геология и геофизика. - 2014. - Т. 55. - № 5-6. -С. 978-990.

5. Совместные электрофизические и геомеханические модели нефтенасыщенных коллекторов / Ельцов И.Н., Нестерова Г.В., Назаров Л. А., Назарова Л. А. // «Геонауки — ключ к рациональному освоению недр», 5-я научно-практическая конференция, (Тюмень, 27-30 марта 2017, Тюмень.

6. Моделирование гидродинамических процессов в напряженно-деформированной прискважинной зоне и геофизические приложения / Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Киндюк В.А., Назаров Л.А., Назарова Л.А. // Петрофизика сложных коллекторов: проблемы и перспективы 2014. - Сборник статей. -М.: «ЕАГЕ Геомодель». - 2014 - С. 327-344.

7. Атлас синтетических многофизичных моделей коллекторов Западной Сибири [Электронный ресурс] / Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Соболев А.Ю., Суродина И.В. // Геомодель 2017: 19-я конференция по вопросам геологоразведки и разработки месторождений нефти и газа (г. Геленджик, 11-14 сентября 2017 г.): Тезисы докладов. - Геленджик, 2017. - С. 43799.

8. Построение мультифизичных моделей коллекторов на основе данных скважинных измерений / Нестерова Г.В., Ельцов И.Н., Соболев А.Ю., Суродина И.В. // Геодинамика, геомеханика и геофизика. Материалы XVIII Всероссийского семинара. — 2018. — С. 37-39.

9. Соболев А. Ю., Нестерова Г. В., Ельцов И. Н. Атлас электрогидродинамических моделей прискважинной зоны // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2017. — Т. 2, № 4. — С. 76-80.

10. ATLAS GEHM. Свидетельство о государственной регистрации базы данных / Ельцов И.Н., Назаров Л. А., Назарова Л.А., Нестерова Г.В., Соболев А.Ю. Правообладатель: Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН. // Свид-во о № 2018620241, заявл. 26.12.2017, опубл. 9.02.2018.

11. Heinrich J., Weiskopf D. State of the Art of Parallel Coordinates // Eurographics (STARs). - 2013. - P. 95-116.

12. Inselberg A. Parallel Coordinates: Visual Multidimensional Geometry and Its Applications // Springer, New York. - 2009.

13. Plotly Technologies Inc. Collaborative data science [Электронный ресурс] // Montréal, QC, 2015. https://plot.ly.

14. Yeltsov I., Nesterova G., Sobolev A. Collection of the Multiphysical Formation Models [Электронный ресурс] // 15th Biennial Conference and Exhibition SAGA 2017: Expanding Frontiers (South Africa, Cape Town, 10-13 September 2017). - Cape Town, 2017. - P. 029-029.

© Н. М. Черняк, А. Ю. Соболев, 2019

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.