автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Методика системного математического моделирования технологического процесса разведочного бурения

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ИЮНЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ «ВДЕРАЦИИ

УРАЛЬСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ вм. В.В.ВАХРЛПЕЗА

На правах рукописи

Фролов Сергей Георгиевич

МЕТОДИКА СИСТЕМНОГО ^ТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ

Спецхальнооть 05.13.16 - Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях (в отрасли технических паук)

Автореферат диссертации на соискание учаной степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 1992

Работа вал оливка на кафедре технологии и техники разведка иестороадений полезши ископаемых Уральского ордена Трудового Краевого Знамени горного института вы. В.В.Вахрушева

Научный руководитель - доктор технических наук

ОЖОРДИН о.в.

Официальные оппоненты - доктор технических наук

ЗОЕНИН Б.Б.

кандидат технических наук ЛИШКОВ в.и.

Ведущее предприятие

- Всесоюзный каучно-исследовагель-ский институт аконоышш минерального сырья и геологоразведочных работ (ВИЭМС)

Заинта дасоерташш состоится " II» ■ ииня 1992 г

в Ю час. 00 юн. на заседания специализированного сове

та К 063.03.05 в Уральской горной институте по адресу: 620219« г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уральского горного института.

Автореферат разослан " II" мая 1992 г.

Ученый секретарь

специализированного совета ~ О М.Д.Печорина

с * '

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа.. Дальнейшее совершенствование тохноло-юкого процесса бурения скважин при поисках и разведке г/.эс-1ЯЦ9ний полезных пскопае;.пгх зависит не только от разработки [ецрения прогрессивного оборудования, приемов и операций, но ■ повышения общего уровня проектирования и управления данным ;оссом. Особую актуальность имеют методы, ориентированные на. чета конечного технологического результата, обеспечивагаще-ысокуго точность и достоверность разведки запасов полезного паемого.

В то же время существующие математические модели технологи-ого процесса разведочного бурения не отражают специфических онноствй процесса бурения, не позволяют в полной мере раек-ть особенности нэдр как предмета технологического воздоёст-и не учитывают динамики развития процесса бурения с увели-ем глубины и роста числа неблагоприятных факторов. На прак-это приводит к неоправданной схематизации технологии, уп-иным и в принципе неверным модельным отображения!.! техноло-ского процесса, что обусловливает високуй аварийность и низ-эффективность буровых работ, особенно в осложненных условиях. С другой стороны, зср большее внедрение в практику буровых т когтьотериых средств обеспечивает возможность реализации цкпиально новых математических моделей для оценки геолого-яческих особенностей объектов и технико-технологических poli и выработки на этой основе рационачьнш: методик системно-атематического моделирования процесса бурения. Пршонониа анных методик позволяет, используя имеющиеся данные о ха-еристиках объекта, рационально организовать технологический есс с целью обеспечения необходимых а достаточных парамет-эго результата.

Рабста проводилась в. соответствии о отраслевой программой, эо СССР "Разработка системы управления производством геоло-зведочных работ на объекте" № XIX ^^ .

Цель работы. Целью работы является системный анализ тахно-I разведочного бурения, включающий в себя построение сис-эй математической модели технологического процесса, которая ютравается как основа методики принятия рациональных тех--технологкчееккх решений.

Осиовкке задачи исследований..

1. Анализ системности технологии разведочного бурения и разработка метода ее математической . формализации.

2. Исследование возможности в целесообразности исаользо: ноя метода имитационного моделирования при управлении технол* плоским процессом разведочного бурения.

3. Математическое описание диффузного технологического процесса в символах теории множеств и теории вероятности.

4. Разработка методики принятия технико-технологических шенпй в процессе бурения с использованием компьютерных срадс1 и создание соответствующего програмшго-ялатематического обвей чения.

5. Разработка методики оценки геолого-экогошлеской роз гативностЕ технико-технологических решений, включающей в саб формирование рациональных требований к результатам буронил н работку решений, обеспечивающих данные требования с ыиниыумо затрат в условиях реального объекта.

Методика исследований. Для решения поставленных задач и пользовался комплексный метод, включающий обобщение опыта те логической практики на основе анализа публикаций и фондовой тературы, выполнение хронометрахкнх наблюдений за ведением б ровых работ в производственных условиях, проведение экспернм тальных исследований в стендовых к производственных условиях Теоретические исследования базировались на общей теории прин тия решений, основах системного анализа и его приложениях к нологической практике разведочного бурения.

Научная новизна.

1. Раскрыта взаимосвязь факторов, обусловливающих содо; ние типовых технологических ситуаций процесса бурения, выявл природа технологической ситуации как целостного системного с зования и предложен математический аппарат для выражения сис ных взаимосвязей факторов технологических ситуаций.

2. Предложены общие алгоритмы стабилизирующих и коррип вдих управляющих технико-технологических воздействий примею тельно к возникающим технологическим ситуациям процесса раз! дочного бурения.

3. Предложена оке темная математическа; модель, воспрои: дящая динамику развитая технологического процесса в благопр! ном я неблагоприятно« направлении в зависимости от сочетанш факторов.

Ца защиту взносятся следующие основные положения;

I. Определенность содержания технологического процесса как 5ходимое условие его управления обусловлена взаимосвязью фак-ров, математическим выражением которой является закон компо-5ии системы.

2\ Основу методики управления технологическим процессом с юльзованием системной математической модели составляет после-вательннй анализ изменения неопределенности геологического ьекта в процессе его разведки с учетом марковости как объек-вного свойства недр.

3. Переход к рациональному управлении на основа строгой ма-латической модели позволяет отказаться от традиционного эмпи-1еского нормирования требований к результатам бурения и перей-к прямому расчету погрешности в оценке запасов полезных ис-яаемых, возникающей за счет технологического искажения отдель-с подсчетных параметров.

Обоснованность и достоверность научных положений и выводов цтвэрждается применением при решении поставленных задач клас-геских методов системного анализа и принятия ресений в усло-IX неопределенности, их частных приложений, апробированных в истина геологоразведочных работ, а также необходимым и доста-шым объемом экспериментальных, опытно-технологических иссле-ваний и результатами внедрения, их сходамоотыо с теоретически расчета!®.

Практическая пеыкость работы.

1. Предложена и обоснована методика оценки влияния отклоне-I трассы скважины от проекта и углов скважины при подсеченш того тела, позволяющая формировать рациональные требования к зультатам бурения с учетом особенностей реального объекта и меняемой техники.

2. Разработана методика и программное обеспечение для выбо-технико-технслогических решений при направленном бурении -заяин, обеспечивающих выполнение геологических заданий.

3. На основе алгоритма выбора рациональных технико-техноло-юских решений бьма обоснована технология и разработаны технизкие средства для отбора ориентированного керна.

Реализация работа. Результаты исследований в вида методик пакета прикладных программ, а такие технологии и технических здств для бурения с отбором ориентированного керна внедрены в *раэделениях треста "Уралцветметразвецка". Эконо кческий

фект от внедрения составил 56 тыс.рублей.

Апробация работы. Основные положения, разработанные в дао сертации, докладывались на научно-технической конференции по бурению разведочных скважин (г.Иркугск, 1989 г.), на научной конференции СГИ (г.Свердловск, 1990 г.), на научно-практичесюг конференциях (г.Челябинск, 1939 г., г.Свэрдловск, 1989 г.), на научном семинаро кафедры техники разведки УГИ (г.Екатеринбург, 1992 г.), на заседаниях НТО треста "Уралцветыетразведка"(г.Вер няя Пыша, 1988 г., 1991 г.).

Публикации. По теме диссертации кроме тезисов докладов он; блаковано 9 статей, 2 учебных пособия, I информационный листок

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения 4 глав, заключения, списка литература, включающего J05 наимено ганий, изложена на 162 страницах малшнописного текста, содержи 23 рисунка, 3 таблицы, 5 приложений.

Во введении обосновывается актуальность работы, сформулир вата идея и цель исследования.

В первой главе представлен анализ существующих критериев оценки результативности разведочного бурения, используемых мет дов формирования требований к результатам бурения и принятия технико-технологических решений. На основе проведенного анализ поставлены задачи исследований и сформулированы методические подхода к их решению.

Во второй главе рассмотрена системность технологии разведочного бурения, означающая, что влияние любого его составляют го (устройство, схемы компоновки или параметра рехима эксплуат цш) на конечный результат работы определенно и однозначно лши с учетом влияния всех других компонентов системы, взятых в целостном единстве. В результате анализа системности технологии разведочного бурения был получен закон композиции технологичес кой системы, определяющий реализацию той или иной технологичес кой ситуации, который дал возможность построить системную иате матическую модель технологического процесса, которая рассматри Бается как основа методики принятия рациональных технико-техно логических решений.

В третьей главе изложен анализ искажающего влияния характеристик технологического результата буренит, приведены метода хи в алгоритмы количественного расчета погрешностей геологичес кого результата при различных значениях отклонения трассы сква жины от проекта в углов скважины при подсечекии рудного тела.

гаедено обоснование возможности и целесообразности использона-£ метода имитационного моделирования при управлении технологиями процессом разведочного бурения, изложена методика приня-: технико-технологических решений, а также ее реализация при давлении процессом направленного бурения скважин.

В четвертой глеве представлены результата внедрения иссле-заний в геологоразведочное производство, выполнен анализ тзх-со-экономической эффективности разработанных методик.

В заключении изложены основные научные выводы и практичес-1 рекомендации.

В приложениях представлены материалы, поясняющие полученные заботе результаты, распечатки компьютерных программ, акты >дрения.

Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность гчному руководителя диссертационной работы доктору технических гк О.В.Ошхордину, кандидату технические наук А.А.Мецгеру и зм сотрудникам кафедры техники разведки УГИ,

рабоишкам

¡ста "УралцвешетразЕедка", приша/авшик участие во внедрении »работок и оказавшим помощь в оформлении диссертации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ (Обоснование защищаемых поколений)

Первое защищаемое положеше устанавливает вид закона компоста технологической системы как основы математической модели завления технологическим процессом разведочного бурения.

Под технологическим результатом буровых работ при поисках йзведке большинства месторождений приняты такие характеристи-как отклонение трассы скважины от проекта, выход корна, углы 1ажины при подсечении рудного тела и некоторые другие. Обосно-гию ноома:ивншс значений указанных характеристик, относительно •орых осуществляется проектирование и контроль процесса буре-[, посвящено значительное число публикаций отечественных и за-¡екных авторов. Большинство авторов при этом реализует метод яогии, заклот-ающийся в отнесении разведываемого объекта к ¡у или иному классу месторождений, оптимизированный рецепт раэ-;ки которых и переносится на разведываемый объект. Подобный :хоц подтвержден опытом успешной разведки многих меотороавд-;, однако он затрудняет осуществление количествонной оценки

возможных искажений геологических данных на основе анализа суде ствувдих представлений о реальном объекте л характере технологи ■адского процесса.

Методы принятия технико-технологических решений по уцравле кию процессом разведочного бурения получили свое развитие в работах Д.Н.БалпсатоБа, С.А.Волкова, А.Г.Калинива, А.Т.Киселева, Е.А.Козловского, М.А.Комарова, Е.Л.Лиманова, И.П.Мельничука, Ю.Т.Морозоза, В.М.Иятерского, С.С.Сулакшша, Н.Т.Туякбаева, А.В Яковлева и других. Их отличительной особенностью является опора на обширный фактический г/лтериал, что определяет достаточно высокую степень обоснованности решений.

Преодолеть относительную ограниченность процедур формирова шш требований к результата..! бурения и выработки технико-технологических решений по их обеспечению, приблизить данные продеду рк к реальному объекту разведки мокно лишь на основе анализа вэ шодействия в система "объект - средства бурения", адаптации об щей теории принятия решений к разведочному бурению, подучившей свое выражение в работах Е.А.Козловского, М.А.Комарова, О.В.Ош-кордина, В.М.Питерского и других авторов.

В условиях сложного иерархического строения геологических объектов значимо проявляет себя системность технологии разведок кого бурения, когда целевне и функциональные возможности отдель ных элементов средств бурения (устройств, веществ, действий) имеют определенность только в рамках целостной технологической системы. Технологическую систему образуют: совокупность необхо-дишх средств бурения (технологическая цепь), совокупность харе теристик строения конкретного объекта и совокупность задач его геолого-промышленкой оценки.

Однозначное управление процессом бурения скважин затруднвЕ неопределенным характером строения месторождения, атрибутивно присущим ему как объекту разведки. Для создания системной математической модели управления технологическим процессом развелся ного бурения необходимо выделить структуру взаимосвязей мевду различными факторами технологического процесса.

Процесс бурения представляет собой последовательную смену технологические ситуаций, условием реализации каждой из которт является целостная совокупность геологических и технико-технолс гических факторов. Под технологической ситуацией понимается фа* характерного протекания процесса бурения: плавное иди резкое В1

наживание, выкручивание или сохранение прямолинейности трас-скважнны. самозаклинивание керна, его истирание в колонкой трубе и т.д.

На рис. I представлена структурная формула закона компота» технологической системы разведочного бурения.

Рис. I. Закон композиции технологической системы.

В качестве системообразующего элемента рассматривается кнологическая ситуация т ТСуСк , соответствующая текущему центу времени Т , на формирование которой оказывают влияние: а. - сочетание конкретных значений геолого-техничв-

пс факторов, формируемое из общего множества возможных значе-I характеристик сбъекта {Лу} ;

в. т - конкретное сочетание технико-технологических поров, формируемое из общего множества благоприятных [¿*} ^благоприятных факторов;

В. - рассматриваемая технологическая ситуация в -

«шествующий момент времени Т0 ( ?„< 7 ), переход которой в шизирувмую ситуацию возможен с рероягностьп, определяемой эмулой Байэса

ТС^гТС&ЩгМ}«)

Совокупность факторов отдельной технологической ситуации мояет быть представлена строкой - матрицей вида

ТС' - [г, .....{*}„, г, Щ.....гЛ^},

(2)

где

- логические отношения соответствия ( га - соответствия, г{ - несоответствия)» Тогда .для всех анализируемых технологических ситуаций имеем общую матрицу вида

г .....{*Ь

тс'

тс"

2/ . -- • г/

• 2/ г* ' - Ъ

(3)

Одним из вариантов практических следствий интерпретации структурной формулы закона композиции системы является алгори методики принятия рациональных технико-технологических решена

Второе зашгаадмое положение раскрывает содержание метода управления технологическим процессом разведочного бурения с в ■ пользованием системной математической модели.

Общая постановка задачи управления технологическим проце сом выглядит следующим образом: если имеется какой-либо технс логический опыт (эмпирические, теоретические или экспертные данные), то необходимо выявить механизм рационального исполье вания этого опнта в условиях не строго закономерного строения геологического объекта. Неопределенность объекта выражается многовариантностью возможных технологических ситуаций, воспрс ведение которых на ЭВМ осуществляется с учетом экспертных, Э1 пирцческжс ш теоретических данных о вероятности реализации того или иного отдельного фактора.

Включение в анализ ЭВМ позволяет моделировать множество возможных вариантов развития технологического процесса, учес? взаимовлияние отдельных элемэнтов средств бурения к возмояные последствия технико-технологических решешй с учетом вероя ности отдельных факторов. Параллельно осуществляется анализ I можных последствий в отношении выхода керна, открытости и дос тупностн ствола скважины для геофизических исследований, стех ни его кольмагащш, размеров вещественных проб и т.д., в аооч ветствии о целостной системой требований к результатам бурен;

гам достигается непротиворечивость технологических решений в гношении конечных целей буровых работ.

На рис. 2 представлена схема методика технологического гализа. Поясним ее. Признаки строения объекта, характеристики ¡ловиЙ бурения < X, , Лу-', Хс ) в система технологического опыта ши могут быть охарактеризованы в каждом конкретном случае зкоторой вероятностью возможной реализаций ), Р (Лу ), ,

•и/).

Интервалы исходной неопределенности характери- стик стих

Возможные комбянвшш значений харахтври-

>!? /

Возможные Интерзалы варианта варьярова-гехняко- технлко-твхнох.оги- технологических ре- ческах фа-веняА кторов

Анализируемая технологическая ситуация

Рис. 2. Схеме методики технологического анализа.

Рассматривая массив исходных данных о вероятности отдельна признаков строения объектов (трещиковатооть, буримооть, крупна залетом пород на различных глубинах и т.д.), ЭВМ оценя-,ет вероятность их сочетаний на основе формулы БаЙоса и дает' личеотвенные характеристики приоритетности тех или иных зна-мо различавшихся в технологическом отношении геологических ;туаций:

{4, - РШ, И; .....~ .

Далее каждой геологической ситуации по опыту ставится в •ответетеш вероятность возникновения той или иной технологичной ситуации Сплавное или резкое выполаживанне скважины, вы-

кручиваиие скваашы, самозаюшшвакие керна, его истирание в к

лонковой трубе и т.д.): 7ГД - Р (ТС^).....ТС)Х - Р (гф

ТСг'к - Р[ГС^к) , возникающей при использовании конкрэтно технико-технологического решения , {¿}к , .

Рассмотрим реализацию методики принятия рациональных техн ко-технологических решений на примере управления трассами сква жин (рис. 3).

Формируется массив возможных вариантов грасс скважин {7~} Отдельный вариант трассы представляет собой упорядоченную по глубине последовательность пар чисел, каждая из которых предст. вляет собой конкретное сочетание значений интенсивностей искри ления (зенитного и азимутального) на данном интервале глубин. Конкретность значений шгрчсивностей, входящих в данный вариан определяет однозначность пространственного полокенш соответст вуюшйй трассы. При формировании указанного массива монет часть вариантов оказаться технологически "абсурдными", например, интенсивное выхолаживание сквакины в интервале в 10 и сменяется интенсивным выкручиванием. Однако никакой предварительной выбр ковки сформированного массива не производится - в технологичес •ком анатазе участвуют все принципиально возможные варианты.

Нормирование массива возмокных вариантов реализации объек осуществляется на основе имеющихся представлений о строении ра реза, с учетом неопределенности (неоднозначности) этих предста лений. Результатом является некоторое множество, каждый алемен которого представляет собой конкретный вариант разреза - {Р/} (на каадом из интервалов глубин определены технологически знач ше характерце тики, например, Т1Ш пород).'

Расчет вероятности типа пород на //-ой глубине -выполняется с учетом марковости характеристик разреза, выраяен ных матрицами переходных вероятностей (на рис. 4, а показан фр мепг матрицы, составленной для одного из медао-кодче данных мес порождений).

Расчет вероятности значения интенсивности искривления, со ответствуицего ¿'-ой трасса на Н-ой глубине в условиях ¿'-го разреза - р{Ившхолняется по аналогичным матрицам

Матрицы переходных вероятностей проверялись на наличие ма ковского свойства. Проверяемая или нулевая гипотеза заклшаетс в том, что события, образуадиэ последовате^ность, независимы, а альтернатива - в том, что они зависимы. Для проверки нулевой гипотезы нужно вычислить величину Л :

/Ввод исходных данных/

Для есох вариантов трасс (?;) 1=1,_К_____*~|

Ддя^всох вариантов разреза (Ш ____

Для всех интервалов глубин ~ТШН=0,1^

Расчет вероятности типа,пород, соответствующего ./-му разрезу на Н-ой глубине

Расчет вероятности значения интенсивности искривления, соответствующего /-ой трассе на Е-ой глубине, в условиях /-го Разреза_ "_р(И;;я)

йп = СИ/ + Я.ЦН_}—

Затрат на бурение Них> интервала глубин по /~ой трассе в условиях у'-го разреза

Расчет трассы "сверху вниз"

р(Г33)*р1ГЗ£)*р1ГЗг)! _

' Печать

р(гз,!.р<гз2)

'ио. 3. Алгоритм оценки геолого-экономической результативности технико-технологических решений при управлении трассаыи скважин.

J

/ р- \ па

Воли проверяемая гипотеза верна, то величина -2 £пА будет распределена асимптотически как Xе с {т - I)2 степенями свобода. Это выражение эквивалентно более удобной для вычисления формуле:

(5)

где Ру - вероятность, соответствующая строке с номером / я столбцу о номером / матрицы переходных вероятностей; Р.- -безусловная вероятность, соответствующая ¿-щ столбцу; /?■■ -частота переходов для /-ой строка к у-го столбца; т - общее число состояний.

Проверка перечисленных вша матриц с помощью выражения (5 ) показала наличие у них марковского свойства.

в т 1М о,а

5 и ля я.а М

Г 40 о,а

?>' 63 ш в,и

Ь ее № до ем

т оло це« ДО

4 » ом Ш

а 0,10 ом Ш

2 V еле ни ш

В и лы е,зя ш

«1 ы «.» 1.4 з.аа

* ПС ш № ИМ

5| 51 II 0 № Я.Ю ИМ

г» то чи

я « им о.ос

I ы ла о,м ем

« 1 ** «4 ш ем т

* т о.зс ем ш

4 « т т с.н

£ 33 ЦП Ш т

I « № о.м

ю 0.М ем

и на ям о,и

* ЛМ т ем /М

И Л е

Г(я!а>О1'Ш

Рпо. 4. Матрица переходи;« вероятностей, учитывающая марковость характеристик разреза.

Объем выборки л (вариантов трасс и вариантов разреза) за-ются из условия обеспечения достаточной достоверности получае-IX результатов - их статистической сходимости с результатами, «¡учаемдаи при обсчете генеральной совокупности вариантов. Так, шример, опытные расчеты, выполненные для условий разведай Гу-зшевского месторождения, выявили зависимость коэффициента ва-вдии вероятности вшолнеция геологического задания от числа эасс, по которым производится расчет (рис. 5).

'Л? «

37 13 /О

N

¡3 ге ¡з w яг st п м & т м

Рис. 5. Зависимость коэффициента Еариадии вероятности выполнения геологического задания от числа анализируемых трасс.

Расчет трассы заключается в определении координат скваяикн ее углов в точке поцсеченпя с руднкгл телом. Полученные данные .. пользуитоя при проверке выполнения данным вариантом трассы ологических заданий: на попадание в область, задашу» норма-вой предельного о-пслонения и обеспечения норлативного угла тречи о рудным телом.

В ходе исследований проводилась проверка адекватности размотанной методики математичесзсого моделирования технологичес-го процесса разведочного бурения, Проверка проводилась для ъектов опытно-мэтодичоских работ а заключалась в следующем, ли обработаны данные по 15 пробуренным ранее скважинам, т.е. явлены геолого-техпические условия бурения и тохнико-техноло-ческио решения, прштлавшгася при бурении этих скважин, опре-леяы значения координат трасс скважин с шагом в 50 метров аг определялся частотой проведения ищшшсметрии). Иа основа-и атих данных были проведены расчеты идя координат трасо сква-н по разработанной методика (использовались программы "Забой"

и "Устье"). Определялась величина относительного.отклонения по формуле у-----—,

--~т-1- ' <6)

где Х6 ,у0 . - координаты трассы скважины по данным ишшио-метрии; /¿» У/ * -координаты траосн скважины, рассчитанные по разработанной методике; I - глубина скважины.

Для полученного таким образом распределения проверялась г» потеэа о том, что генеральная совокупность распределена нормаль, но (использовался критерий Пирсона). А затем при помощи доверительного интервала с надежностью V = 0,95 проводилась оценка математического ожидания относительного отклонения. Предельная погрешность отклонения (и/ ) задавалась равной I % от глубины скьажинн ( 1> ). Проведенный расчете показали,, что величина относительного отклонения

С ) при использовании разработанной методики не превышает величины предельной погрешности.'

Использование описанной методики управления трассами скважин позволяет эффективно решать задачи оперативного способа коррекции трассы, глубины установки отклонителя и параметров его установки, частоты проведения шпиишометрии и т.д.

На основе предложенной методика могут разрабатываться различные компьютерные программы - от простейших до самых сложных. В настоящее время созданы относительно несложные программы для персональной ЭВМ "Искра-1030" на я^аке Бейсик, версия 2.00(А).

Третье защищаемое положение раскрывает возможность перехода к прямому расчету погрешности в оценке запасов полезного ископаемого, возникающей за счет технологического искажения отдельных П0ДСЧ9ТКЫХ параметров.

При определении погрешности подсчетного параметра на стадии проектирования (ведения) разведочных работ непосредственное применение формулы для вычисления относительной погрешности невозможно в силу следующих обстоятельств:

1. Неопределенность объекта разведки не позволяет однозначно говорить о распределении полезного компонента в пространстве, а следовательно, к об истинном значении подсчетного параметра,

в противном случае мы имели бы дело с объектом эксплуатации.

2. Неопределенность технологической ситуации не позволяет однозначно оценить значения подсчетного параметра, даже если на

гадай проектирования однозначно известно распределение полез->го компонента. Например, потери керна могут ирсисходить как т подъеме снаряда, так и за счет взаимоистирания кусков при грении, а в последнем случае не могут быть однозначно локали-)ваны интервалы кэрноштерь и определены удельные потеря керна кавдом из этих интервалов.

Преодолеть указадане противоречия можно да основе следугаце-> допущения, Исходная неопределенность объекта разведки заме-:ется конечным множеством предельно конкретных вариантов его шожной реализации {A}t, ... , {/}# (рис. 6). Так как каждый этих вариантов предельно однозначен, то для него может быть .ределено "истинное" значение додсчетного параметра, например, lj . С другой стороны, неопределенность технологической ситуа-и заменяется конечным иновеством ТС', ... , ТС*. Конкретная ра: {/}{ , ТСК позволяет определить значение нодсчетного па-матра /T¡7jf( - значение параметра, которое будет наблюдаться практике, если реализуется 1-й вариант объекта и Л'-ая тех-логическая ситуация. Отсюда нетрудно .определить относительную грешность - a nflfx.

Последовательный перебор всех всшояных сочетаний {Л} и С позволяет найти величину предельных погрешностей завышения занижения додсчетного параметра л ПЛ/п^ при фиксированном знании характеристики результата, а следовательно определить ее ачение, при котором погрешность не превысит допустимого знания.

На основа сивтевзмй математической модели технологического оцесса разведочного <3урения, с учетом особенностей механизма каяения подсчетных параметров, были разработаны методики рао-та погрешностей от следующих характеристик результата: отклонив трасс скважин и углы скваннны лри подсечбнии рудного тела.

На рис. 7 приведен алгоритм реализации одной из методик -тодшси оценки влияния углов скважины на погрешность определе-я мощности рудного тела.

Расчет видимой мощности, которая будет' наблюдаться на правке при определенном сочетании {/J^ и TCJ производится но рмуле

.__I_/^t-______

Vя ~ COS &J-cos ^ ± Jen öj ■ sin • MS (oL- * (^

ж

^—

> _____

-ьМпох

Водмтные ¿арианты Максимальные

/яеммвгимс/а/х ситуации аШшения'и

занижения

Рис. 6. Схема определения максимальных погрешностей лодсчетннх параметров запасов.

К расчету истинной мощности принимаются центральные значения угловых величин

Производится расчет относительной погрешности определения истинной мощности;

На рис. 8 представлены результаты•опытных расчетов для объектов 1>ешевского месторождения, характеризующихся различной изменчивостью характеристики "мощность" в сечении рудного тела. При этом следуот учитывать то . обстоятельство, что сама по себе изменчивость геолого-технических характеристик (высо- . кая, низкая или ее отсутствие) не определяют величину возможны погрешностей подсчетных параметров. Действительно, если для объекта разведки достовэрно известно изменение характеристик его морфология, показателей качества руды в пространстве, то отсутствует многовариантность объекта и бессмысленно говорить

■ис. 7. Алгоритм оценки влияния углов скважины

на погрешность определения мощности рудного тела.

1==Н 1=1-«

I - /Г„ = 15,4 г - Ку= 11,2 %.

Рис. 0. Зависимость максимально возможных погрешностей при различных значениях коэффициента вариации мощности (

о том, что ыогет произойти при том шш ином отклонении трассы скважины или таи или ином угле оквакины при подсочонии рудного тела. Детерминированность объекта разведки свидетельствует об отсутствии самого предмета разведки.

Методики расчета погрешностей на создавая по существу нового знания, позволяют геологу, опираясь на личный опыт, результаты предыдущих работ и т.д., в корректной..форме оценивать последствия тех или иных геодого-Тохнических ситуаций.

основные выводы, результаты и рекомендации

1. Выполнен системный анализ технологии разведочного бурения, позволивший построить системную математическую модель технологического процесса, которая послужила основой для разработки методики принятия рациональных, технико-технологических решений.

2. Обоснована возможность и целесообразность применения метода имитационного моделирования ори выборе рациональных технико-технологических решений.

3. Разработана методика оценки геолого-экономической результативности технико-технологических решений, включающая в себя формирование рациональных требований к результатам бурения к выработку решонлй, обеспечивающих данные требования с минимумом затрат в условиях реального объекта.

4. Разработана методика принятая технино-технологичеоких решений в условиях неопределенности. Показана целесообразность «¡пользования в качестве ведущих критериев величины обобщенных »трат на обеспечение заданного уровня технологической рзэуль-ративности и вероятности выполнения геологического задания.

5. Соз-цано программно-математическое обеспечение управле-шя трассой скважины в условиях неопределенности,исходя из гребоваяий к координатам подсэченая рудного тела и углам ветре-

Ш С НИМ.

6. Разработан механизм количественной оценки искажающего алияния характеристик технологического результата бурения на юказатели точности я достоверности разведки объекта. Показала необходимость учета при этом как параметров изменчивости эбъекта разведки, так и параметров исходной неЬпроделенности распределения исследуемых свойств и технологической природы сарактеристик результата бурения.

7. Выполнен системный анализ результативности технологии гтбора ориентированного керна и разработаны технические средства, позволяющие вести отбор ориентированного керна в процсс-зе бурения.

Основные положения опубликованы в следующих работах:

1. Системность технологии и закон композиции технологи-юской системы разведочного бурения//Гвология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири: Тезисы докладов научно-технической конференции.-Иркутск; ИЛИ, 1989,2. 97-98. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A.).

2. Методика управления качеством разведочного бурения. -lea. в ВИНИТИ, » 2227-В89. - 54 о. (Соавторы Ошкордин О.В., Лэцгер A.A.).

3. Анализ современного состояния теории, методики и практики квалиметрии. - Деп. в ВИНИТИ, » 2855-В89, - 38 с. (Соавторы Ошкордин О.В., Мацгер A.A.),

4. Принцип алгоритмизации технологического знании/Диалог 'Человек-ЭВМ": Тезисы докладов конференции,- Свердловск: IS89.-3. I60-I6I. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A.).

5. Взаимосвязь метода аналогии и байесовского подхода в разведочной деле // Применение математических методов и ЭВМ 1ри обработке информации на геологоразвадочтгс работах: Тезисы юкладоа П научно-практической kg;ó. - Чааябинск: 1989. -

С. 56. (Соавторы Оакорда® О.В., Мецгер A.A.).

6. Закон композиции технологической системы как основа ре циональной организации средств разведочного бурения. - Дел. в ВИНИТИ, H 620-В90.- 61 с. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A.

7. Алгоритмизация содержания технологии разведочного бурс няя на основе системного подхода. - Деп. в ВИНИТИ, № 635-B9Q.-10 с. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A.).

8. Методика управления трассами разведочных скважин с npi менением ЩЛ// Повышение эффективности горных и геологоразведочных работ в условиях хозрасчета: Тезисы докладов научно-те* uiuecKoii конференции. - Свердловск: СГК, 1090. — С. 6S-69. (Соавтор Сагдеев И.Р.).

9. Качество разведочного бурения. Учебное пособие.-Сверя-ловск: СГИ, 1990.- 85 с. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A.)

10. Принцип алгоритаизацш технологического знания и методика принятия технико-технологических решений// Техника и технология бурения сквааии на твердые полезные ископаемые: Межвуа науч.-темат.сборник.- Свердловск: СГИ, 1990. - С. 73-7?. (Соавторы Ошшрдин О.В., Мецгер A.A.).

11. Компьютерная программа выделения кондиционных рудйых интервалов при подсчете запасов// Информационный листок. Сверл ловскпй центр научно-технической информации.- Свердловск: 1991. & 15-91. (Соавторы Ошкордин О.В., Мецгер A.A., Яшшна М.К.).

12. Марковость как свойство геологических объектов и ее влияние на выбор гехншсо-текколо^ических решений, обеспечивающих качество буровых работ// Техника и технология бурения сива жик на твердые полезные ископаемые: Мехвуз. науч.-темат.сборник. -Свэрмовск: СГИ, 1991.- С. 15-21, (Соавторы Ошкордин О.В, Мецгер A.A.).

13. Использование персонального компьютера вм анализа тех нологических ситуаций в производственных условиях// Разведка и охрана недр.- 1992. - И 3. - С. IO-I4. (Соавторы Ошкордин О.В. Мецгер A.A., Суханов A.B.).

14. Обоснование рациональных углов сквавдш при подсечении рудного тела// Тешока и технология бурения скважин на твердые полезные ископаемое: Менвуз. науч.-темат.сборник.'- Екатеринбург: УТИ, 1992. - С. 14-17. (Соавтор Мецгер A.A.).

15. Математической аппарат решения задачи по выработке технико-технологических решений при проектировании направлению скважин. - Деп. в ВИНИТИ, Ji 576-В.92. - 15 с.