Помощь студентам в учебе
Проблемы и алгоритмы программной обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных в составе системы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта
|
ОГЛАВЛЕНИЕ 1
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1.1 Существующие российские и зарубежные аналоги 7
1.1.1 QinetiQ OptaSense 7
1.1.2 Schlumberger WellWatcher 12
1.1.3 Silixa 13
1.1.4 Schlumberger WellWatcher Neon DTS 14
1.1.5 DTS Astro 16
1.2 Особенности поставленных задач для ПО в разрабатываемом комплексе 17
1.2.1 Прием и отображение данных 17
1.2.2 Работа со скважинными модулями 18
1.2.3 Работа с наземными модулями 19
1.2.4 Организация синхронности данных 19
1.2.5 Предварительная настройка всей системы 19
1.3 Выводы по первой главе 20
ГЛАВА 2. МОДЕЛИ МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ 22
2.1 Алгоритмы приёма данных 22
2.1.1 Алгоритм приема и хранения данных в ОЗУ: 22
2.1.2 Алгоритм сохранения данных в ПЗУ 24
2.2 Алгоритм обмена данных в ПО 25
2.3 Алгоритм отображения данных 29
2.4 Выводы по второй главе 31
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 33
3.1 Описание комплекса сейсморазведки 33
3.2 Входные и выходные параметры 38
3.2.1 Обмен данными со скважинными модулями 39
3.2.2 Обмен данными с наземными модулями 40
3.2.3 Обмен данными с синхронизатором 43
3.3 Описание программного обеспечения 46
3.3.1 Режим ВСП 47
3.3.2 Режим «ГРП» 51
3.3.3 Режим «Сервисный» 55
3.4 Выводы по третей главе 58
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ 59
4.1 Результаты испытания на столе 59
4.2 Результаты испытания на скважине 62
4.3 Выводы по четвертой главе 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3
ВВЕДЕНИЕ 4
1.1 Существующие российские и зарубежные аналоги 7
1.1.1 QinetiQ OptaSense 7
1.1.2 Schlumberger WellWatcher 12
1.1.3 Silixa 13
1.1.4 Schlumberger WellWatcher Neon DTS 14
1.1.5 DTS Astro 16
1.2 Особенности поставленных задач для ПО в разрабатываемом комплексе 17
1.2.1 Прием и отображение данных 17
1.2.2 Работа со скважинными модулями 18
1.2.3 Работа с наземными модулями 19
1.2.4 Организация синхронности данных 19
1.2.5 Предварительная настройка всей системы 19
1.3 Выводы по первой главе 20
ГЛАВА 2. МОДЕЛИ МЕТОДЫ И АЛГОРИТМЫ РЕШЕНИЯ 22
2.1 Алгоритмы приёма данных 22
2.1.1 Алгоритм приема и хранения данных в ОЗУ: 22
2.1.2 Алгоритм сохранения данных в ПЗУ 24
2.2 Алгоритм обмена данных в ПО 25
2.3 Алгоритм отображения данных 29
2.4 Выводы по второй главе 31
ГЛАВА 3. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 33
3.1 Описание комплекса сейсморазведки 33
3.2 Входные и выходные параметры 38
3.2.1 Обмен данными со скважинными модулями 39
3.2.2 Обмен данными с наземными модулями 40
3.2.3 Обмен данными с синхронизатором 43
3.3 Описание программного обеспечения 46
3.3.1 Режим ВСП 47
3.3.2 Режим «ГРП» 51
3.3.3 Режим «Сервисный» 55
3.4 Выводы по третей главе 58
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ 59
4.1 Результаты испытания на столе 59
4.2 Результаты испытания на скважине 62
4.3 Выводы по четвертой главе 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 68
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) на сегодняшний день представляет собой эффективный и прогрессивный метод увеличения продуктивности добычи полезных ископаемых из скважин. Суть метода заключается в нагнетании флюида в пласт под давлением, достаточно высоким, чтобы вызвать разрыв пласта [2]. После, под воздействием давления жидкости в скважине, происходит увеличение размеров трещин разрыва. Для сохранения трещин и недопущении их закрытия их заполняют закрепляющим агентом, например, кварцевый песок или различные пропанты. В результате создается канал с повышенной проводимостью, таким образом достигается увеличение притока углеводородов.
При проведении работ по гидравлическому разрыву пласта происходит излучение энергии - распространение колебаний, сейсмических волн от места образования трещины в процессе ее образования и расширения во всех направлениях. Зарегистрировать эти колебания возможно как на поверхности, так и в соседних скважинах. Основным показателем качества обработки данных является вероятность обнаружения истинных микросейсмических событий и точность определения пространственных координат их источников.
Скважинные сейсмические исследования тесно связаны с методом гидравлического разрыва пласта. Вертикальное сейсмическое профилирование применяется для оптимизации гидравлического разрыва пласта и повышения качества бурения. При этом предварительно изучаются материалы, характеризующие сейсмогеологическую и орогидрографическую обстановку на участке работ [1]. С помощью скважинных сейсмических исследований также можно осуществлять мониторинг трещин гидравлического разрыва пласта. Инновации в современном ВСП связаны с большим объемом получаемых данных и большим разнообразием конфигураций систем наблюдения с усовершенствованными регистрирующими приборами [4].
Основными проблемами в программной реализации приема, обработки и сохранения данных в памяти рабочей станции является высокая частота прихода данных (1000 Гц от 16 модулей), а также большое количество принимаемых данных с множества модулей, не поддерживаемое по объему данных общеиспользуемым форматом - демультиплексированный SEG-D.
Цель работы - разработка и реализация алгоритмов программной обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных в составе системы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта с учетом особенности аппаратных элементов.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Исследование существующих аппаратно-программных систем сейсморазведки, направленных на метод ГРП;
2. Анализ данных, получаемых от системы сейсморазведки;
3. Разработка алгоритмов обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных системы проведения ГРП;
4. Реализация модуля ГРП и части модулей ВСП программы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта с учетом особенности аппаратных элементов
5. Проведение испытаний системы
Научная новизна: алгоритмы обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных системы проведения ГРП.
Практическая ценность: результаты работы использованы в профильном НИОКР «Создание комплекса технических средств и программных продуктов для эффективной разработки залежей нефти в сложно построенных карбонатных коллекторах с использованием горизонтальных скважин и гидроразрыва пласта» ФГАОУ ВО КФУ. Договор № 1389 от 15.07.2015.
Статьи в журанлах ВАК:
Чикрин Д.Е., Егорчев А.А., Бриский Д.В., Закиров Р.И. Методы получения и обработки данных от связки скважинных модулей, полученных методом вертикального сейсмического профилирования в программном обеспечении управления комплексом приема сейсмических сигналов в скважине // Кибернетика и программирование. — 2018. - № 6. - С. 1-10. DOI: 10.25136/2306-4196.2018.6.28091.
Д.Е. Чикрин, А.А. Егорчев, А.О. Солодухина, Р.И. Закиров, Д.В. Бриский. Проблемы и алгоритмы программной обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных в составе системы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта // Процессы в геосредах. — 2018. - № 4 - C. 1240-1248
При проведении работ по гидравлическому разрыву пласта происходит излучение энергии - распространение колебаний, сейсмических волн от места образования трещины в процессе ее образования и расширения во всех направлениях. Зарегистрировать эти колебания возможно как на поверхности, так и в соседних скважинах. Основным показателем качества обработки данных является вероятность обнаружения истинных микросейсмических событий и точность определения пространственных координат их источников.
Скважинные сейсмические исследования тесно связаны с методом гидравлического разрыва пласта. Вертикальное сейсмическое профилирование применяется для оптимизации гидравлического разрыва пласта и повышения качества бурения. При этом предварительно изучаются материалы, характеризующие сейсмогеологическую и орогидрографическую обстановку на участке работ [1]. С помощью скважинных сейсмических исследований также можно осуществлять мониторинг трещин гидравлического разрыва пласта. Инновации в современном ВСП связаны с большим объемом получаемых данных и большим разнообразием конфигураций систем наблюдения с усовершенствованными регистрирующими приборами [4].
Основными проблемами в программной реализации приема, обработки и сохранения данных в памяти рабочей станции является высокая частота прихода данных (1000 Гц от 16 модулей), а также большое количество принимаемых данных с множества модулей, не поддерживаемое по объему данных общеиспользуемым форматом - демультиплексированный SEG-D.
Цель работы - разработка и реализация алгоритмов программной обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных в составе системы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта с учетом особенности аппаратных элементов.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Исследование существующих аппаратно-программных систем сейсморазведки, направленных на метод ГРП;
2. Анализ данных, получаемых от системы сейсморазведки;
3. Разработка алгоритмов обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных системы проведения ГРП;
4. Реализация модуля ГРП и части модулей ВСП программы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта с учетом особенности аппаратных элементов
5. Проведение испытаний системы
Научная новизна: алгоритмы обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных системы проведения ГРП.
Практическая ценность: результаты работы использованы в профильном НИОКР «Создание комплекса технических средств и программных продуктов для эффективной разработки залежей нефти в сложно построенных карбонатных коллекторах с использованием горизонтальных скважин и гидроразрыва пласта» ФГАОУ ВО КФУ. Договор № 1389 от 15.07.2015.
Статьи в журанлах ВАК:
Чикрин Д.Е., Егорчев А.А., Бриский Д.В., Закиров Р.И. Методы получения и обработки данных от связки скважинных модулей, полученных методом вертикального сейсмического профилирования в программном обеспечении управления комплексом приема сейсмических сигналов в скважине // Кибернетика и программирование. — 2018. - № 6. - С. 1-10. DOI: 10.25136/2306-4196.2018.6.28091.
Д.Е. Чикрин, А.А. Егорчев, А.О. Солодухина, Р.И. Закиров, Д.В. Бриский. Проблемы и алгоритмы программной обработки, хранения, записи и отображения больших объемов данных в составе системы проведения каротажа методом вертикального сейсмического профилирования и гидроразрыва пласта // Процессы в геосредах. — 2018. - № 4 - C. 1240-1248
Цель работы была достигнута, поставленные задачи были выполнены.
В рамках данной работы был проведен анализ существующих зарубежных и российских комплексов по внутрискважинному мониторингу. Было определено в нецелесообразности их использования из-за высокой арендной и покупной стоимостью, а также в ограниченности их функционала.
По результатам исследования разработано ПО, адоптированное под текущую аппаратную реализацию с возможностью расширения функционала при сохранении качества его работы.
Определен алгоритм работы с большим количеством данных, их подработкой и прорисовкой. Выделен алгоритм приема данных различного формата от скважинных и наземных модулей. Разработан алгоритм обмена данных в программном обеспечении. Разработаны алгоритмы хранения данных в ОЗУ и ПЗУ. Решены вопросы синхронной обработки критических секций.
Описаны все части комплекса, с которыми будет взаимодействовать ПО и способы их взаимодействия. Определены входные и выходные данные ПО, структура, размер передаваемых пакетов и важные моменты при обмене информации. Описана структура разрабатываемого программного обеспечения, принципы и режимы его работы. Объяснены причины создания каждого из этих режимов. Выделен их отличительный функционал и принцип работы.
Проведены лабораторные испытания и испытания на скважине. Полученные данные удовлетворяют требованиям к проекту. По итогу испытаний сдан проект. Все незначительные замечания и пожелания выполнены.
Результаты работы использованы в профильном НИОКР «Создание комплекса технических средств и программных продуктов для эффективной разработки залежей нефти в сложно построенных карбонатных коллекторах с использованием горизонтальных скважин и гидроразрыва пласта» ФГ АОУ ВО КФУ. Договор № 1389 от 15.07.2015.
Опубликовано 2 статьи в журналах, индексируется ВАК. Оформлен 1 международный патент на программное обеспечение.
В рамках данной работы был проведен анализ существующих зарубежных и российских комплексов по внутрискважинному мониторингу. Было определено в нецелесообразности их использования из-за высокой арендной и покупной стоимостью, а также в ограниченности их функционала.
По результатам исследования разработано ПО, адоптированное под текущую аппаратную реализацию с возможностью расширения функционала при сохранении качества его работы.
Определен алгоритм работы с большим количеством данных, их подработкой и прорисовкой. Выделен алгоритм приема данных различного формата от скважинных и наземных модулей. Разработан алгоритм обмена данных в программном обеспечении. Разработаны алгоритмы хранения данных в ОЗУ и ПЗУ. Решены вопросы синхронной обработки критических секций.
Описаны все части комплекса, с которыми будет взаимодействовать ПО и способы их взаимодействия. Определены входные и выходные данные ПО, структура, размер передаваемых пакетов и важные моменты при обмене информации. Описана структура разрабатываемого программного обеспечения, принципы и режимы его работы. Объяснены причины создания каждого из этих режимов. Выделен их отличительный функционал и принцип работы.
Проведены лабораторные испытания и испытания на скважине. Полученные данные удовлетворяют требованиям к проекту. По итогу испытаний сдан проект. Все незначительные замечания и пожелания выполнены.
Результаты работы использованы в профильном НИОКР «Создание комплекса технических средств и программных продуктов для эффективной разработки залежей нефти в сложно построенных карбонатных коллекторах с использованием горизонтальных скважин и гидроразрыва пласта» ФГ АОУ ВО КФУ. Договор № 1389 от 15.07.2015.
Опубликовано 2 статьи в журналах, индексируется ВАК. Оформлен 1 международный патент на программное обеспечение.