автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.16, диссертация на тему:Создание программно-аппаратных средств и математического обеспечения для цифровой регистрации, компьютерной обработки и статистического анализа каротажных диаграмм

На правах рукописи

НЕМИРОВИЧ Татьяна Геннадьевна

УДК 681.518.3+681.3.016+519.246.8

I р и

16

О,

СОЗДАНИЕ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ И МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ

РЕГИСТРАЦИИ, КОМПЬЮТЕРНОЙ ОБРАБОТКИ И СТАТИСТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА КАРОТАЖНЫХ ДИАГРАММ

Специальность:

05.13.16 ~ Применение вычислительной техники, математического моделирования и математических методов в научных исследованиях

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск-2000

Работа выполнена в Ижевском государственном техническом университете (ИжГТУ) и ОАО "Удмуртгеология".

Научный руководитель:

заслуженный изобретатель Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Лялин В.Е.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Максимов В.П.

(Пермский государственный университет);

кандидат физико-математических наук, зав. лабораторией

геолого-технологического моделирования и новых

методов добычи нефти, Лауреат Государственной премии

Российской Федерации Зубов Н.В.

(Институт «УдмуртНИПИнефть», г. Ижевск)

Ведущее предприятие: ОАО НПП ВНИИГИС, г. Октябрьский (Башкортостан)

Защита состоится 4 июля 2000 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 064.35.01 в ИжГТУ по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим выслать по указанному адресу в двух экземплярах.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИжГТУ. Автореферат разослан 2 июня 2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

Гольдфарб В.И.

¿>3 с /<Р/, О

ВВЕДЕНИЕ

Объектом исследования являются: аппаратура цифровой записи параметров каротажа (АЦЗПК), цифровые магнитные регистраторы (ЦМР) и регистраторы каротажных диаграмм (РКД) автоматических каротажных станций, устройство ввода служебной информации, устройство для селекции импульсов глубины скважины от импульсов помех, интерфейсный блок согласования ЦМР с ЭВМ, программно-аппаратный комплекс (ПАК) для геофизических исследований скважин (ГИС) на основе микропроцессорных вычислительных средств (МГГОС) и электростатическое печатающее устройство (ЭСПУ).

Предметом исследования являются комплекс программ ввода и предварительной обработки Р018К-2, алгоритмы программы ввода и контроля данных информационной таблицы записи, анализа стандарт-сигналов, восстановления сигналов по его реализациям в различных масштабах, автоматическая коррекция границ интервалов кодов глубины, редактирование каротажных диаграмм (КД) в диалоговом режиме, программный модуль для оценки качества введенной информации, значения амплитуд, частот и фаз скрытых периодичностей, разностное уравнение авторегрессии - скользящего усреднения (АРСУ), оценки спектральной плотности и корреляционной функции, проекционные оценки плотности распределения, глубина залегания потенциально продуктивных нефтяных пластов.

Актуальность темы. Массовые ГИС возможны только при использовании интеллектуальных ПАКов, осуществляющих преобразование аналоговых каротажных сигналов в цифровой код, записи его на машинные носители информации, фильтрацию, распознавание и редактирование полученных дан-ных, обработку и регистрацию КД, привязанных к откорректированным с по-мощью МПВС значениям глубины скважины, и экспертных систем для после-дующей верификации и интерпретации отредактированных КД.

Решение проблемы автоматизации ГИС требует создания и совершенствования парка приборов, включающего цифровые регистраторы, компьютеризированные системы для производства работ отдельными скважинными приборами или комплексом скважинных приборов, цифровые каротажные станции, а также системы для ГИС программно-управляемыми приборами.

При этом особое место уделяется разработке новых принципов автоматизации процессов сбора, оперативной предварительной обработки и интерпретации результатов ГИС, широко использующих современные программные комплексы для классификации и распознавания КД и геологических объектов.

КД представляет собой кривую, отражающую изменение какого-либо одного параметра по глубине скважины. Зная значение этого параметра в различных породах и при различных мощностях пластов, можно на основе КД выполнить литологическое расчленение, т.е. определить тип и мощность изучаемых пластов, а также их возможную продуктивность. Тем не менее, по форме КД его возможно проводить только в идеальном случае, в реальных же условиях приходится применять более сложные методы, поскольку формируемые в тракте преобразования сигналов КД являются "зашумленными", и требуется идеи-

тификация шумов с последующим их "вырезанием".

Однако, нерешенными задачами остаются разработка оценок точности регистрации КД, сформированных датчиками скважинного прибора и переданных по каналу связи на регистратор каротажной станции, оценок ее достоверности, построение математической модели процесса регистрации, позволяющей количественно указывать, как влияют на точность записи различные помехи в канале связи, а также параметры регистратора и условия его работы.

К настоящему времени написано большое число работ, предлагающих самые разные процедуры статистического анализа сигналов вообще. Однако, оказывается, что единого и достаточно простого подхода как при выделении регулярных периодичностей, так и при статистическом анализе спектра и распределения стационарного процесса, каковым в большинстве случаев идентифицируются КД, нет. Уж очень много что зависит от априорной информации, от выбираемой функции потерь и от применяемой вычислительной техники.

Поэтому для автоматизации ГИС необходимы комплексные программные средства, по структуре, характеристикам и предназначению являющиеся инструментом для обработки и интерпретации КД и состоящие из головной программы (загрузчика) и набора программ-'инструментов". Головная программа управляет процессом обработки, выполняя, по выбору пользователя, работу тем или иным "инструментом". Сервисные программы обеспечивают взаимодействие с файловой системой хранения данных, выполняют справочно-информа-ционные и редакционные функции, а также оформление и представление результатов обработки.

Цель работы-проведение комплексных исследований, направленных на решение проблемы по совершенствованию и научному обоснованию методологических и технических решений, способствующих созданию эффективных программно-аппаратных средств и математического обеспечения для цифровой регистрации, компьютерной обработки и статистического анализа КД.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

- выбор и обоснование путем теоретических и экспериментальных исследований структуры и функциональных схем АЦЗПК и устройств ввода-вывода геофизической информации в МПВС, компьтеризированного ПАК для ГИС, принципов построения программного, лингвистического и информационного обеспечения ПАК, обеспечивающих цифровую запись каротажных сигналов и их оперативную предварительную обработку;

- разработка теоретически обоснованных алгоритмов: ввода и контроля данных информационной таблицы записи; раскодирования глубины скважины с самокорреляцией интервалов кодов глубины; автоматического анализа качества стандарт-сигналов; восстановления сигнала по нескольким его реализациям с одновременным переходом к равномерному шагу по глубине; последовательной обработки информации с использованием диалога; запись и передача уровней стандарт-сигналов из одного участка информации в другой; печати содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде;

- создание комплекса программ и процедур ввода в МПВС и предварите-

льной обработки каротажной информации, обеспечивающего реализацию алгоритмов обработки информации, включающей следующие этапы: создание базы данных и набора данных, ввода информации, разделение информации на участки, первичную обработку участка, редактирование каротажных сигналов на участке записи, предварительную обработку последовательности участков и графический вывод информации;

- разработка научно обоснованной методики для статического анализа КД, включающей выделение в их составе регулярных периодичностей, анализ спектральной плотности и ковариационной функции, а также одномерных функций распределения и плотностей распределения стационарной случайной составляющей КД, позволяющей дать оценку точности их регистрации, идентифицировать и отфильтровывать детерминированные и случайные помехи, и на основе реальной каротажной диаграммы производить литологическое расчленение разреза скважины.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные исследования.

Теоретические исследования базируются на использовании методов статистического анализа временных рядов в приложении к геофизическим сигналам. При создании АЦЗПК И ЦМР использовались теоретические основы радиоэлектроники, теория точной магнитной записи и теоретические основы вычислительной техники. Создание электростатических регистраторов базировалось на теории электростатики и электродинамики.

При создании программных комплексов использовались теория вероятностей и математической статистики, теоретические основы информатики и программирования, а также методы распознавания образов. При анализе КД они представлялись моделями АРСУ и скользящего усреднения, для определения регулярных периодичностей использован метод циклического спуска, для вычисления оценок спектральной плотности и корреляционной функции применялись метод уравнений Юла-Уокера и метод наименьших квадратов. Аппроксимация неизвестной плотности распределения осуществлялась с помощью метода проекционных оценок.

Для проверки теоретических положений были спроектированы и изготовлены устройства для записи цифровой и графической информации. Экспериментальные исследования АЦЗПК проводились с помощью методов ГИС, теории измерения электрических и механических величин. Интерпретация каротажной информации осуществляется на основе использования методов геолого-геофизических исследований литологической структуры разрезов скважин и теории корреляционного анализа.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена результатами системного анализа АЦЗПК, ЦМР, РКД, и компьютеризированных ПАКов, а также многолетним опытом их производственной эксплуатации.

Математические модели и алгоритмы, предложенные в работе, основаны на фундаментальных положениях функционального анализа, теории вероятное-

тей и случайных функций и теории статистического анализа временных рядов.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений точности регистрации КД, большим объемом экспериментального материала, проведением вычислительного эксперимента, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов.

На защиту выносятся результаты исследования АЦЗПК и ПАКов, обеспечивающих высокую точность цифровой записи каротажных сигналов, создание алгоритмов и комплексов программ для их оперативной предварительной обработки и статистического анализа КД, способствующих повышению информативности и достоверности геофизической информации, а также надежности документирования и наглядности представления результатов ГИС, в том числе:

- структурные и функциональные схемы блоков и устройств АЦЗПК, производящей усиление низкочастотных сигналов, их оцифровку и запись на ЦМР в соответствии с координатой глубины; РКД, обеспечивающих документирование графической и буквенно-цифровой информации, ЭСПУ, работающем на принципе развертывающего сканирования поля изображения электростатическим лучем, и компьютеризированных ПАКов, функционирующих на основе универсальной системы программного обеспечения, информационной модели, построенной в виде базы знаний, и интерактивном взаимодействии с оператором каротажной станции;

- разработка комплекса программ ввода и предварительной обработки Р01БК-2\ создание алгоритма расшифровки значений глубины, записанных в виде шестнадцатиуровневого кода, и закодированых номеров разрядов ЦМР; использование гистограммы кодов глубины для программной коррекции границ их интервалов; проведение оценки качества стандарт-сигнала путем анализа его уровней по всем каналам для данного метода каротажа и по величине реальных коэффициентов усиления; решение задачи восстановления единого сигнала путем приведения реализаций сигнала к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала; принятие принципа организации информации, при котором распакованная по кадрам информация с одного листа ЦМР записывается в один последовательный файл-множество, состоящее из отдельных участков записи;

- разработка программ ввода информации со специализированного устройства в ЭВМ; создание программ и процедур, обеспечивающих решение основных задач первичной обработки информации; разработка программ редактирования КД в диалоговом режиме, внедрение программ и процедур отображения информации в цифровом и символьном виде на АЦПУ на различных этапах обработки; создание комплекса программ графического вывода геофизической информации;

- алгоритм и пакет программ выделения скрытых периодичностей, определение значения их амплитуд, частот и фаз; применение метода циклического спуска в случае известных частот и вычисление значений периодограммы для

некоторого окна данных в случае известных интервалов при определении частот; выбор в качестве математической модели представления помех КД модель стационарного случайного процесса, удовлетворяющего разностному уравнению АРСУ; алгоритм определения весовой последовательности проекционных оценок для аппроксимации неизвестной плотности распределения.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными комплексными исследованиями, направленными на получение научно-обоснованных технических решений, способствующих созданию автоматизированных ПАКов двух поколений оригинальной структурной конфигурации, позволивших отказаться от использования шлейфового осциллографа и фотобумаги, как основного средства визуализации КД, и перейти к получению каротажных сигналов на машинных носителях, повысить надежность ГИС за счет увеличения количества и плотности записываемой информации, обрабатывать информацию по всей глубине скважины с помощью МПВС, а не на отдельных ее участках, как это делалось при ручной обработке, резко сократить время, повысить качество предварительной обработки КД, в ходе которых:

- разработан основополагающий для ПАКа первого поколения принцип многоканальной цифровой магнитной записи больших массивов каротажных сигналов, предложена покадровая структура и система кодирования полезной, служебной и сопроводительной информации; создан комплект блоков и устройств на основе отечественных элементной и конструктивной баз, позволяющий осуществлять масштабирование каротажных сигналов, преобразование их в цифровую форму, запоминание этих сигналов на магнитном носителе с последующим вводом в ЭВМ, вывод отредактированных КД и документирование их в виде твердых копий на бумажном носителе;

- создан компьютеризированный ПАК второго поколения, обладающий системой программного обеспечения, легко модифицируемой под конкретные требования и имеющей возможность расширения новым комплексом задач и процедур обработки; предложен отличный от традиционного принцип информационного обеспечения, при котором ключевым понятием в базе данных ПАКа введен «фрагмент диалога»-текстовый файл, определяющий форму представления информации на экране, который описывает структуру участвующих в диалоге данных, является шаблоном выходного документа;

- внедрена вторая версия комплекса программ ввода и предварительной обработки РОШК-2, повысившая степень автоматизации и технологичности процесса оперативной обработки ГИС; разработан алгоритм программной коррекции границ интервалов кодов глубины, использующий гистограмму кодов, соответствующие которым цифры рассматриваются как случайные величины, имеющие нормальное распределение; создан алгоритм автоматической аттес-таци качества стандарт-сигналов и выбор наилучшего из них;

- разработан алгоритм восстановления единого сигнала путем приведения реализаций сигнала к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала, для точек, ближайших по глубине к расчетным значениям глубины, полученным при переходе к равномерному шагу; обеспечено редактирование

каротажных сигналов на участке в диалоговом режиме; разработаны алгоритмы программ, для разрешения нестандартных ситуаций, когда исходные данные не полностью удовлетворяют требованиям; разработан алгоритм программы печати содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде;

- создан комплекс программ ввода в ЭВМ и предварительной обработки каротажной информации, состоящий из шести групп, согласно выполняемым функциям реализует алгоритм обработки информации, включающий следующие этапы: создание базы данных и набора данных, ввода информации, разделение информации на участки, первичная обработка участка, редактирование последовательности участков и графический вывод информации;

- предложена методика статистического анализа помех КД, рассматриваемых как сумму неслучайных незатухающих периодичностей и сравнительно хорошо перемешанного во времени стационарного случайного процесса, включающая выделение регулярных периодичностей, анализ спектральной плотности, кова-риационной функции и одномерных функций распределения и плотностей распределения стационарной составляющей помех; разработанная методика реализована с помощью пакета программ "СПЕКТР", включающего программы определения частот для случаев известных частот и известных интервалов, про-грамм для анализа спектра КД с помощью АРСУ и плотности распределения на основе применения проекционных оценок.

Практическая ценность. Созданные ПАКи двух поколений позволили решить проблему автоматизации ГИС в ОАО "Удмуртгеология" за счет обеспечения цифровой записи параметров каротажа, позволяющей вести их оперативную обработку с помощью МПВС по всей глубине скважины, и обеспечить информативность и наглядность документирования КД.

Многолетнее использование серийно изготавливаемых ПАКов в полевых условиях Удмуртии и севера Тюменской области показали их высокую надежность при записи и обработке каротажных сигналов.

Технический и экономический эффект от внедрения ПАКов первого поколения заключается в резком сокращении трудоемкости технологического процесса ГИС и расхода материалов, что привело к сокращению численности работников, занятых ГИС в расчете на одну скважину. За счет сокращения трудоемкости, времени обработки информации и принятия заключения по одной скважине достигается дополнительный эффект и в сфере промысловой эксплуатации скважин как прибыль от прироста добычи нефти и ускорения ввода скважин в эксплуатацию.

Результаты диссертации были использованы при создании, отработке и отработке и промышленной эксплуатации ПАКов двух поколений, входящих в состав автоматических каротажных станций.

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных НИР, проводимых ИжГТУ и Удмуртским производственным геологическим объединением: № ГР 32-8-78/25 «Разработка аппаратуры цифровой записи параметров каротажа для серийных каротажных станций. Разработка конструкторской документации и изготовление опытной партии»; № ГР 32-81-78/24 «Опытно-мето-

дические работы по освоению и внедрению новых методов ГИС и цифровой записи каротажа»; № ПРГ-14/84-86 «Опытно-методические работы по внедрению новых методов ГИС и цифровой записи каротажа»; № ГР 32-83-18/35 «Опытно-методические работы по обеспечению эффективности применения цифровой записи параметров каротажа на серийных станциях АКСЛ-7»; № ГР 32-85-45/42 «Опытно-методические работы по внедрению системы цифровой записи и дистанционной передачи параметров каротажа»; № ГР 32-86-19/ 43 « Совершенствование методов и средств записи, документирования, передачи и обработки каротажных данных с помощью ЭВМ»; № ГР 32-87-43/37 « Опытно-методические работы по совершенствованию системы цифровой регистрации параметров каротажа».

Реализация работы в производственных условиях. Полученные результаты использованы при проведении ГИС в ОАО «Удмуртгеология». За большой вклад в разаботку, создание, опытно-методическую отработку и внедрение в производство ПАКов двух поколений, обеспечивших автоматизацию ГИС, автор работы удостоен почетного звания «Заслуженный нефтяник Удмуртской Республики» (2000).

Результаты диссертации могут быть использованы в практике работы геологоразведочных предприятий, занимающихся разведкой и оценкой запасов полезных ископаемых, геофизическими исследованиями территорий.

Общий экономический эффект от внедрения диссертационной работы и вклада ее автора в создание автоматизированных ПАКов, рассчитанных в ценах 1991 года, составляет 730 тыс. рублей.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались III Республиканской научной конфе-ренции молодых ученых «Молодые ученые Удмуртии —народному хозяйству», (Устинов, 1984); Республиканской научно-практической конференции "Моло-дежь Удмуртии -ускорению научно-технического прогресса" (Устинов, 1985); Зональной конференции «Методы прогнозирования надежности проектируемых РЭА и ЭВА», Всесоюзной научно-технической конференции "Конструктивно-технологическое обеспечение качества микро- и радио-электронной ап-паратуры при проектировании и в производстве" (Ижевск, 1988), 32 Научно-технической конференции ИжГТУ (Ижевск, 2000); Научно-технической конфе-ренции с международным участием "Информационные технологии в инноваци-онных проектах" (Ижевск, 2000).

Разработка, создание и внедрение ПАКов первого поколения удостоены премии НТО Удмуртии (1983) и серебряной медали ВДНХ СССР (1988).

Публикации. Результаты работы отражены в 18 научных публикациях: 9 статей в печати, 2 тезисов научно-технической конференции, 7 научно-технических отчетов по бюджетным НИР.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 глав и заключение, изложенные на 199 с. машинописного текста. В работу включены 71 рис., 7 табл., список литературы из 105 наименований и приложения, в котором представлены 1 таблица и акты об использовании результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит развернутое определение объекта и предмета исследований, обоснование актуальности темы, формулировку целей и задач работы, основные положения, выносимые на защиту, и определяет содержание и методы выполнения работы.

В первой главе дан обзор программно-аппаратных средств для автоматизации ГИС. Рассмотрены аппаратное обеспечение, комплексы аппаратуры для измерения и регистрации каротажных сигналов, цифровые магнитные регистраторы, автоматизация процессов сбора, обработки и интерпретации результатов ГИС, компьютеризированные каротажные станции.

Вторая глава посвящена созданию комплексов аппаратных средств двух поколений для цифровой записи и машинной обработки каротажных данных. Описаны структура и назначение комплекса АЦЗПК, устройство записи-считывания цифровой информации, устройства повышения точности измерения глубины, устройство сопряжения ЦМР с ЭВМ, структурная схема и функцини-рование компьютеризированного ПАКа, электростатический регистратор.

АЦЗПК обеспечивает усиление низковольтных (слаботочных) сигналов, снимаемых с панелей преобразования каротажной станции, преобразование в цифровую форму и запоминание этих сигналов на магнитном носителе в соответствии с координатой глубины (рис.2.1).

АЦЗПК работает следующим образом. Аналоговая информация с входных клемм через коммутатор каналов, позволяющий выбрать каналы записи для каждого входного сигнала и через аттенюаторы, служащие для приведения входных сигналов к одному уровню, поступает на блок коммутации калибровочных сигналов. Последний для оперативного контроля параметров усилителей постоянного тока по методу эталонных напряжений под воздействием блока управления калибровкой переключает входы усилителей постоянного тока от аттенюаторов к блоку калибровочных сигналов на время калибровки.

Усилители постоянного тока усиливают подаваемые на них сигналы до уровня, достаточного для работы ЦМР, и, через фильтры низких частот, отфильтровывающие импульсные помехи, подают их на последние.

При включении ЦМР в режим записи аналоговые сигналы, поступающие на его выход, преобразуются в нем в параллельный цифровой код и регистрируются на магнитной ленте. Запись каналов происходит последовательно, с частотой опорных импульсов. Повторение записи всех каналов происходит с частотой кадровых импульсов.

Эти импульсы соответственно через формирователи опорных импульсов и кадровых импульсов подаются на счетчик опорных и на кольцевой счетчик кадровых импульсов. Установка в ноль счетчика опорных импульсов происходит с формирователя кадровых импульсов.

Состояние счетчиков опорных и кольцевого счетчика кадровых импульсов дешифруется соответственно дешифратором номера опорных импульсов и дешифратором номера кадровых импульсов. Формирование сигнала служебного канала происходит в блоке формирования служебного канала.

Аппаратура цифровой записи параметров каротажа

Цифровой магнитный регистратор

ФНЧ

м

11

Формирователь опорных импульсов

Формирователь кадровых импульсов

Счетчик опорных импульсов

Счетчик кадровых импульсов

Усилитель постоянного тока

И.

Блок формирования служебных программ

Цифровой индикатор

Коммутатор сигналов

тш

е:

Дешифратор

кадровых

импульсов

Счепик глубины

Аттенюеторы

♦ Ж

Коммутатор каналов

Дешифратор

номера калибровки

Блок управления калибровкой

Блок калибровочных сигналов

глубины"'"

Формирователь синхроимпульсов

гл> бины ♦

Дешифратор номера опорных импульсов

Формирователь

импульсов кабельных меток

Датчик синхроимпульсов глубины

Счетчик импульсов кабельных меток

Датчик меток глубины

Рис.1.

Запись всей служебной информации происходит условными //-кадровыми циклами (где N определяется величиной кольцевого счетчика кадровых ипульсов) по одному, специально выбранному, служеному каналу ЦМР, который воспринимает аналоговый сигнал, преобразует его в цифровой код и записывает на магнитную ленту. По условному первому кадровому ипульсу, со второго выхода дешифратора номера кадровых импульсов на выходе блока формирования служебного канала появляется напряжение соответствующее маркерному уровню, с помощью которого определяется начало условного ^-кадрового цикла.По следующим Л^ал кадровым импульсам, например, по 2 и 3 блок формирования служебного канала на своем

выходе последовательно отображает состояние счетчика номера калибровки следующими выходными напряжениями: С/вьк-г= Е/2; иъшГ2-^иъ. Таким образом, в нашем случае, по 2 и 3 кадровому импульсу в служебный канал ЦМР записывается состояние 2-х разрядного кода счетчика калибровки. Число разрядов этого счетчика в общем случае равно Л^. Аналогичным образом записывается состояние счетчика глубины по следующим Л^б кадровым импульсам, где уУгпуб - число разрядов счетчика глубины в двоичном коде. Причем N>1+ Л^кал+ДГглув.

Примененный способ регистрации состояния счетчика импульсов кабельной метки и номера калибровки позволяет их записывать один раз за время Лг-кадрового цикла. Для точной привязки времени поступления синхроимпульсов глубины и импульсов кабельной метки соответственно через блок формирования синхроимпульсов глубины и блок формирования импульсов кабельной метки поступают на блок формирования служебного канала. Наличие этих импульсов в промежутке между двумя кадровыми импульсами приводит к изме-

нению уровня на выходе блока формирования служебного канала. Всего возможно 4 ситуации из факта наличия или отсутствия этих двух взаимно независимых импульсов в промежутке между двумя кадровыми импульсами, поэтому на выходе блока формирования служебного канала возможно появление любого из 3x4=12 состояний.

Сигнал на счетчик импульсов кабельной метки поступает из блока формирования. Состояние счетчика номера калибровки изменяется под действием отдельного импульса с выхода дешифратора номера кадровых импульсов. Этот же сигнал, поступая в блок управления калибровкой, разрешает проведение калибровки, причем номер калибровки задается в блок управления калибровкой счетчиком номера калибровки. Частота проведения калибровок усилителей зависит от N. Момент подключения входа усилителей постоянного тока каж-дого канала к калибровочному сигналу задается в блок управления калибровкой дешифратором номера опорных импульсов.

Создан ПАК второго поколения, построеный на базе персональных компьютеров 1ВМ РС АТ типа иШ1еЬоо1?\ Предложена универсальная система программного обеспечения, легко модифицируемая под конкретные требования и имеющая возможность расширения новым комплексом задач и процедур обработки; построена информационная модель системы в виде базы знаний, содержащей сведения о понятиях, отношениях и ограничениях предметной области.

Разработано устройство, на базе которого создано ЭСПУ. Способ регистрации аналоговой информации, определяющий работу ЭСПУ, основан на развертывающем сканировании поля изображения электростатическим лучем, последовательном сравнении амплитуд сигналов изображения с амплитудой сигнала развертывающего сканирования и модуляции заряда электростатичес-кого луча. При этом аналоговые сигналы с амплитудами, изменяющимися в широких пределах, можно записывать с высокой точностью.

В третьей главе представлена разработка алгоритмов комплекса програм Р018К-2 для оперативной предварительной обработки ГИС. Проанализированы результаты обработки информации с его помощью, рассмотрены алгоритмы раскодирования глубины с самокоррекцией интервалов кодов глубины, алгоритмы вспомогательных задач предварительной обработки и отображение информации в цифровом и графическом виде.

Разработанный принцип восстановления сигнала по нескольким его реализациям с одновременным переходом к равномерному шагу по глубине заключается в следующем. Для увеличения динамического диапазона регистрации запись каротажных сигналов на ЦМР производится обычно в нескольких масштабах с различными коэффициентами усиления. Регистрация параметров каротажа ведется с неравномерным шагом по глубине, к тому же при параллельной записи разных методов из-за смещения зондов относительно точки съема глубины следует учитывать сдвиг по глубине на некоторую постоянную величину. В связи с этим при редактировании возникают задачи восстановле-

ния сигналов по его реализациям в различных масштабах и перехода к равномерному шагу по глубине.

В случае, когда запись каротажного сигнала ведется в трех масштабах с коэффициентами усиления К\, , К3 (коэффициенты считаются расположенными в порядке возрастания), значения сигнала в трех масштабах обозначим соответственнох1,х2,х3. При цифровой регистрации каждый из этих сигналов квантуется в некотором диапазоне и может принимать целые положительные значения от 60 до 249. При выходе за верхнюю границу диапазона сигнал принимает значение, равное границе. Для дальнейшего использования каротажной информации в системах обработки необходимо по имеющимся реализациям построить единый сигнал.

Далее считаем, что имеется совокупность реализаций сигнала {*/,, х2ьх&}, последовательность значений глубины (О) и последовательность номеров значений сигнала, соответствующих М заведомо меньше количества реализаций сигнала N. Необходимо определить последовательность значений единого с заданным шагом дискретизации по глубине НЛ с учетом сдвига по глубине 2.

Значение сигнала ук в некоторой точке = Ся + НЯ (к-\) глубины с равномерным шагом находится с помощью линейной интерполяции следующим образом: если Сгд = О, + г, то Ук = у¡, ¡' = 1,..., М; если б1,.; + г < Сц< Б, + г, I = 2, ..., N, то ук = у1А +(_у, — — -г!йу, где - шаг измерений между соседними метками глубины бу./ и Gj вычисляется в предположении равномерности: И] = -1п] -п]А,] = 2,..., М

В вычислении участвуют значения единого каротажного сигнала в точках регистрации С„ ближайших по глубине к СК . Значение глубины, соответсву-ющее значению сигнала у,, определяется по формуле: С, = С7,.у + г + И (7 - п^,).

Таким образом, восстановление значения единого сигнала по нескольким реализациям производится не для всех точек регистрации, а только для точек (7„ ближайших по глубине к расчетным значениям глубины , полученным при переходе к равномерному шагу. Такое совмещение этапов решения двух задач редактирования дает выигрыш во времени вычислений.

Задача восстановления единого сигнала решается путем проведения реализаций сигнала хц, х2,, х3, к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала. Номер К калибровочного канала считается априорно заданным. Приведенное значение сигнала находится по следующим формулам.

Для трех масштабов: у1 - - 1!0])РКи если х2 > 247 и х3 > 247; (х2, -и02)РК2, если х3 > 247; (хз, - ит)РК^, где и0/, и02 и 1103 - нижние уровни стандарт-сигналов по каждому из трех каналов.

Для 2-х масштабов: у1 = (х,, - 1/(,[)РКи если х2 > 247; (х2, - и02)РК2.

В этих формулах РК/, РК2 и РК3 - пересчетные коэффициенты, вычисляемые следующим образом: РКт = ик- Оок Шя- С/от, я? = 1, 2, 3, где {У*, {/„* -верхний'и нижний уровни стандарт-сигнала для канала калибровки; 13т - значение верхнего уровня стандарт-сигнала для т-го канала. Очевидно, что для кана-

ла калибровки РКк = 1.

Созданы алгоритм программы ввода и контроля данных информационной таблицы записи, которая содержит сведения о скважине и методах каротажа, номерах каналов ЦМР; о теоретической величине коэффициента усиления, величине смещения зонда относительно точки съема глубины скважины; о количестве каналов регистрации, о номерах каналов, о канале калибровки; калибровочные данные: нижний и верхний уровни калибровочного сигнала в физических единицах. Информационная таблица перенесена на машинные носители, введена и записана в справочный файл для использования на различных этапах предварительной обработки.

Для каждого участка информации решена задача расшифровки значений глубины, записанных в седьмом канале ЦМР с помощью специального шестна-дцатиуровневого кода, с учетом того, что каждое значение глубины представляется пятиразрядным десятичным числом, четыре разряда целых и один дробный, а каждой цифре соответствует уровень сигнала и интервал кодов ЦМР. В целях увеличения надежности записи закодированы также и номера разрядов ЦМР.

С целью предотвращения ошибок, возникающих из-за неправильной на-строй-ки аппаратуры, либо из-за накопления динамических погрешностей в результате большой длительности измерений, приводящих на скважине к смещению границ интервалов кодов ЦМР на неизвестную величину и, как следствие, к сбоям при раскодировании значений глубины, предложена автоматическая коррекция границ интервалов кодов глубины на каждом участке записи программным путем.

При проведении программной коррекции границ интервалов кодов глубины использована гистограмма кодов глубины на каждом участке глубин, значения кода каждой цифры рассматриваются как случайные величины, имеющие нормальное распределение, при этом априорно принято, что распределения кодов цифр независимы и достаточно разделены.

Для определения качества стандарт-сигналов предложен алгоритм их автоматического анализа, позволяющий производить аттестацию стандарт-сигнала и выбор лучшего из них автоматически. Оценка качества стандарт-сигнала производится путем анализа его уровней по всем каналам для данного метода каротажа, а также по величине реальных коэффициентов усиления. Все стандарт-сигналы разбиваются на группы, каждой группе ставится в соответствие признак качества.

При разработке программ первичной обработки принят принцип организации информации, при котором распакованная по кадрам информация с одного листа ЦМР записывается в один последовательный файл- множество, состоящее из отдельных участков записи. Разбиение на участки внутри файла приводится с помощью специального кадра-признака.

В отличие от комплекса программ Р01БК-1, комплекс програм Р01БК-2 обеспечивает уменьшение затрат времени на обработку, так как использует концепцию последовательной обработки нескольких участков информации на

один проход. Учитывая тот факт, что идентификация отдельных участков и методов не может проводиться автоматически, комплекс программ РОШК-2 обеспечивает редактирование каротажных сигналов на участке в диалоговом режиме, используя форму диалога «запрос-ответ».

Для решения вспомогательных задач предварительной обработки информации созданы алгоритмы программ, связанных с созданием файлов, например, создание каталога архива или справочного файла и реализующих вычислтель-ные алгоритмы в целях контроля настройки аппаратуры-это вычисление и печать гистограммы распределения кодов глубины, кадровый анализ данных.

Предусмотрено разрешение нестандартных ситуаций, когда исходные данные не полностью удовлетворяют требованиям, разработаны алгоритмы программ: запись дополнительного разделяющего признака между участками каротажной информации, запись уровней стандарт-сигналов в справочный набор данных с машинных носителей, передача уровней стандарт-сигналов из одного участка информации в другой.

Разработаны алгоритмы программ для печати в цифровом виде. Кроме того, для осуществления в процессе предварительной обработки необходимости отображения из справочного файла, из архива и каталога архива конечного результата редактирования - КД в графическом виде разработаны алгоритмы следующих программ: печать содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде, печать информации каталога архива в табличной форме, графическое отображение каротажных кривых.

В четвертой главе описан комплекс программ ввода и предварительной обработки данных ГИС «Р01БК-2». Представлены общее описание структуры, входные и выходные, эксплуатационные характеристики, функционирование, основные этапы обработки и дополнительные возможности комплекса, а также анализ временных затрат на ввод и предварительную бработку геофизической информации и оценка качества информации в процессе обработки данных ГИС.

Комплекс программ Р018К-2 представляет собой совокупность программ, подпрограмм и процедур, написанных на алгоритмических языках различного уровня. Программы и процедуры комплекса условно можно разделить на 6 групп, согласно выполняемым функциям.

К первой группе относятся программы и процедуры ввода, обеспечивающие ввод информации со специализированного устройства в ЭВМ и контрольную печать начального участка информации в цифровом виде. Вторую группу составляют программы и процедуры, обеспечивающие решение основных задач первичной обработки информации и редактирования каротаж-ных кривых.

В третьей группе сосредоточены программы и процедуры, позволяющие решать задачи первичной обработки информации и редактирования каротажных кривых в диалоговом режиме. Четвертую группу определяют программы и процедуры, обеспечивающие отображение информации в цифровом и символьном виде на АЦПУ на различных этапах обработки.

Программа графического отображения каротажной информации относит-

ся к пятой группе, содержащей управляющую программу для вывода каротажных кривых на рулонный графопостроитель и комплекс программ графического вывода геофизической информации. Шестую группу составляют программы и процедуры, выполняющие ряд обслуживающих и вспомогательных функций.

В результате проведения статистического анализа случайных сбоев в структуре кадра информации с помощью разработанных алгоритма и прграмм-ного модуля для оценки качества введенной информации установлено, что процент таких искажений очень мал и составляет в среднем 0.01%. За основной критерий оценки качества информации выбран относительный процент кадровых сбоев и общая длина непрерывного участка бракованной информации.

В пятой главе описана разработка математического и программного обеспечения для анализа КД, включающего выделение скрытых периодичнос-тей, спектральный анализ в рамках модели АРСУ, анализ одномерного распределения с помощью проекционных оценок и получение статистических оценок спектральной плотности (с.п.).

Оцифрованные КД идентифицированы временным рядом:

= х(кА), k = 1,2... N, (1), где А - шаг дискретизации аргумента t, NA<T.

В данном случае предполагается, что наблюденный временной ряд (1) является реализацией случайного процесса:

и . .

x(t)=ii + YiR1c°s(2nvJt + <pj)+Z(t), -oo<i<oo, (2)

j-I

где //-постоянная составляющая процесса x(i); т- число скрытых пердичностей; Rj, Vj и <pj — соответственно амплитуда, частота (в периодах за единицу времени О и фаза у'-ой периодичности, j =1,2, ..., т; Z{t) - стационарный случайный процесс со средним Е Z(/) = 0 и дисперсией <т2 = аг 2 = Е Z1 (е).

Модули пакета позволяют по реализации (1) оценить fJ ,Rj, Vj, (pj и az. Для определения частот v,, то в пакете предусмотрены два случая: случай известных частот Vj и случай известных интервалов [а}, , таких что a, <vj< ¡3 j,j =1,2,..., т; Реализацию (2) перепишем в виде:

хк=ц + ^{Aj cos а+ BJ sin (0^)+ Z,,

j-1

где Z*= Z(kA), coj = IxvjA, k = 1,2,..., N,Aj=Rj cos cpj и Bj=Rjsm <pj. Амплитуды R и фазы cp вычисляются по значениям А и В согласно формулам R = %1Л2 + Вг; <р = arctg {-В / А), А > 0; arctg {-В / А)-тг, А < 0, £>0; arctg {-В / А)4-л; А < 0, В>0; -л 12, А = 0 В< 0; л72, неопределенно, А = 0, В= 0. В случае известных частот считается, что частоты v, (а следовательно и coj) известны. В таком случае параметры /х, А¡, В/, ..., Ат, Вт можно оценивать, минимизируя сумму квадратов:

ы 2

Q{}i,Ax,Bx,..... А„,ВЯ)=X xt-ju-Z(AjCOs со ,к + В sin со ,(3)

j-1

Возможные пути соединения модулей при спектральном анализе в рамках модели АРСУ

График теоретической п.р., гистограммы и проекционной оценки (5) п.р. с весовой последовательностью (6) при N == 1000.

Г-П

4 йч

/ Т V

/ Лт

1 *.

/ 1

7 /

г А

.,..,.. ятггттГ!. .1.1,1.1, V ■ 1.1,1.1. .1.1,1.1. .П^Ыь........

Рис.3.

Модули анализа одномерного распределения

{1 ] —(){р, А, ,В1, ....,Ат, Вт )|

Однако вычислительная реализация формулы (3) при больших т является сравнительно сложной, поэтому в пакет "СПЕКТР" заложен другой алгоритм, так называемый метод циклического спуска. При его применении параметры Л у, 5у (/ = 1>2, ...,т) и ц оцениваются последовательно, при этом применяется несколько циклов уточнения оценок.

В случае известных интервалов частот исходными являются начальные значения амплитуд и фаз Я;0 и <р р , число Ас циклов уточнения оценок /лД,,\>гф] (/'= 1,2,..., т), аг а также интервалы [ау,/?у], удовлетворяющие условиям: 0 < а/, ($п < 1/Д , Р)< а}+1 при у = 1, 2,..., /и-1 и 0 < /?у - < 1/(ЛА) при у = 1,2,..., т. Для выбора интервалов [ау , /ЭД: вычисляются значе-ния периодограммы для некоторого окна данных; находятся аргументы х;, х^, ..., хт разумного числа максимумов периодограммы; подбираются а 1 и так, чтобы 2ка}< Ху < 2пР] и р]- а}< 1/(уУА). Одновременно определяется и число т.

Во время работы алгоритма частоты могут выйти из исходных интервалов [aj, Р]\. Однако всегда

2 V 2 3 Ас

Поэтому при выборе параметра Л^ и интервалов [а7, желательно обеспечить нужные промежутки между соседними интервалами [а;, между нулем и ^, а также между /?„ и 1/Д.

В качестве одной из возможных математических моделей ряда (1) в пакете "СПЕКТР" (рис.2) выбрана модель стационарного случайного процесса, удовлетворяющего разностному уравнению АРСУ:

(х, -- //)= ^ + £Ъ(4), где х = х (/Д), / = ...,-1,0,+1, ... ; ц -

и

среднее процесса; 2, - случайный шум со средним Е2, = 0 и дисперсией а,2 = Е 2,2', а}у Ь] - неизвестные коэффициенты; р и ^-порядкис оответственно авторегрессии (АР) и скользящего усреднения (СУ), р, (]> 0.

В пакете "СПЕКТР" для данной модели решаются две задачи: оценить параметры:

А> о"х={£[д:(')-а]2}"2./'. Ч, Л = {а^а2.....ар\ 5 = (б1,Ь2,...,ьД<гг;

по этим параметрам вычислить оценки нормированной с.п. и корреляционной функции.

В пакете реализованы два способа оценивания коэффициентов модели (4): оценивание с помощью уравнений Юла-Уокера и оценивание методом наименьших квадратов. В последнем случае процесс, описываемый моделью АРСУ и моделью СУ, аппроксимируется моделью АР большого порядка.

В работе использован метод проекционных оценок, идея которого состо-

График спектральной плотности каротажного сигнала. Скважина №1161, метод ДС, интервал глубин 1330-1370 метров.

I и

1/»Ь Л А

¡г-

1В он «я «ч 1 оо 1Я 1М «ге 503 >«

Рис.5

График пространственной спектральной плотности. Скважина №1161, метод ДС, интервал глубин 1330-1370 метров, окно данных 10 метров, сдвиг 2 метра.

График взаимной спектральной плотности. Скважина №1132, методы ГГК, ДС, интервал глубин 1681-1691 метров.

ит в аппроксимации неизвестной плотности распределения (п.р.) некоторым отрезком ее ряда Фурье по подходящей системе функций. Тогда каждый коэффициент Фурье представляет собой линейный функционал от плотности и его можно оценить по наблюдениям хи ..., х^. Когда п.р./(х) аппрокмируется отрезком тригонометрического ряда Фурье и сосредоточена в интервале ( л,к), проекционной оценкой п.р. называется статистика вида:

7(х)=— ^^кСкечкх ,(5)где С4 =Лг']Ге -оценка коэффициента Фурье п.р.

2л

Ск = Е! е'к'1, к = 0,±1 ,...,а{а>к} — некоторая весовая последовательность.

В пакете "СПЕКТР" используется следующий алгоритм определения весовой последовательности {<у*} в проекционной оценке (5). Обозначим Л/ = {\},А2= {2,3},Л3= {4,5,6},... ;А5 = [Б(Б- 1)/2+ 1, Б(5+ 1)/2] пА^

= 5"1 С4| . Положим Ж0 = 1 и при | к \ е ,

цг = |1-(ш)"\ естМ?>1 + 5|/4и (6)

[0, в противном случае.

Проекционная оценка с такой весовой последовательностью проста в реализации и требует небольших ресурсов компьютера. На рис.3, приведены графики теоретической п.р., гистограммы и проекционной оценки п.р. (5) с весовой последовательностью (6) при N = 1000.

В пакет "СПЕКТР" включены пять модулей, оцеивающие одномерное распределение КД, каждый из которых, соответственно, определяет выброчную функцию распределения КД, вычисляет гистограмму, реализует алгоритм адаптивной проекционной оценки п. р. с весовой последовательностью, строит га-уссовскую функцию распределения, формирует графики указанных функций.

На рис.4 показаны модули анализа одномерного распределения. В рзуль-тате проведения вычислительного эксперимента с помощью вышеуказанных теоретических положений получены оценки с.п. каротажных сигналов. На рис.5 представлен график оценки с.п. кавернометрического каротажа (метод ДС), на рис.6 изображен график взаимной с.п. радиоактивного (метод ГТК) и кавернометрического каротажей, а на рис.7 получен график пространственной с.п. для метода ДС.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведение комплексныъх исследований, направленных на решение проблемы по совершенствованию и научному обоснованию методологических и технических разработок, способствующих созданию высокоэффективных программно-аппаратных средств и математического обеспечения для цифровой регистрации, компьютерной обработки и статистического анализа КД, создано два поколения автоматизированных ПАКов оригинальной струк-

турной конфигурации.

Основные выводы и результаты работы.

1. Создан и внедрен автоматизированный ПАК для ГИС первого поколения, включающий в свой состав АЦЗПК, устройство ввода служебной информации, устройство для селекции импульсов глубины скважины от импульсов помех, регистраторы КД и интерфейсный блок согласования ЦМР с ЭВМ. Техническая новизна и практическая полезность всех блоков ПАКа первого поколения защищены целым рядом свидетельств на изобретения.

2. Многолетнее использование серийно изготавливаемого ЦМР в полевых условиях Удмуртии и севера Тюменской области показали его высокую надежность записи каротажных сигналов. Требуемая динамическая точность работы ЦМР достигнута за счет корректного выбора кинематической схемы механизма транспортирования ленты, а его прецизионность обеспечена за счет применения эффективных математических методов оптимального синтеза механичских фильтров.

3. Для осуществления надежной работы ЦМР в экстремальных полевых условиях разработаны основополагающие принципы многоканальной цифровой магнитной записи параметров каротажа в оригинальном формате: кодовые посылки формируют без промежутков массивы информации отдельными блоками, соответствующими различньм методам каротажа в определенном ин-тер-вале глубин скважины.

4. Технический и экономический эффект от внедрения ПАКа первого поколения заключается в резком сокращении трудоемкости технологического процесса ГИС и расхода материалов, что привело к сокращению численности работников, занятых ГИС в расчете на одну скважину, и за счет повышения производительности труда и увеличения объема ГИС к дополнительному условному сокращению трудовых ресурсов и материалов.

5. Созданный ПАК первого поколения позволил повысить надежность ГИС за счет увеличения количества и плотности записываемой информации, съем которой в скважине технически обеспечен через каждые 2 см, что особенно важно для разведки нефтяных месторождений в Удмуртии, где рентабельными считаются нефтенасыщенные пласты с нижним пределом по толщине до 20 см.

6. Проанализированы особенности построения и разработана структура компьютеризированного ПАКа, разработаны алгоритмы ввода информации, расчета и коррекции глубины и скорости геофизического прибора, а также программы выдачи из компьютера управляющей информации и ввода аналоговой информации в комплекс через интерфейсный блок согласования.

7. Предложен отличный от традиционного принцип информационного обеспечения, при котором ключевым понятием в базе данных ПАКа введен «фрагмент диалога» - текстовый файл, который определяет форму представления данных на экране в процессе диалога, описывает структуру участвующих в диалоге данных, является шаблоном выходного документа, в результате чего пользователь имеет возможность, используя язык описания фрагментов диало-

га, создать требуемые структуры данных в базе, удобную форму диалога и выходного документа без изменения программного обеспечения.

8. ПАК второго поколения внедрен и успешно эксплуатируется на ряде геологоразведочных предприятий Удмуртии, Татарстана и Тюменской области.

9. В целях повышения степени автоматизации и технологичности процесса проведения оперативной предварительной обработки ГИС, а также сокращения временных затрат на нее разработана вторая версия комплекса программ ввода и предварительной обработки РОШК-!.

10. Комплекс программ Р01БК-2 представляет собой совокупность программ, подпрограмм и процедур, написанных на языках различного уровня. Программы и процедуры комплекса условно можно разделить на 6 групп, согласно выполняемым функциям.

11. Созданий программный комплекс обеспечивает анализ, распаковку информации по кадрам и разделение ее на участки записи; выделение и обработку стандарт-сигналов; раскодировку и контроль значений глубины; расшифровку, обработку и контроль служебной информации; восстановление значений сигнала по нескольким реализациям с переходом к равномерному шагу по глубине; перевод значений каротажных сигналов в физические единицы.

12. При анализе КД они рассматриваются как суперпозиция совокупности детерминированных сигналов и случайного шума. Разработанный пакет программ "СПЕКТР" включает алгоритм выделения гармонических составляющих, кото-рый предоставляет пользователю самостоятельно выбирать их число.

13. При определении частот пакет программ предусматривает случай известных частот и случай известных интервалов. При анализе КД в первом случае исходными являются значения амплитуд и фаз, число циклов уточнения оценок, а также возможные интервалы частот. Для выбора интервалов вычисляются значения периодограммы для некоторого окна данных находятся аргументы разумного числа максимумов периодограммы, подбираются границы интервалов частот, одновременно определяется число периодичностей.

14. В качестве одной из возможных математических моделей представления КД в созданном пакете программ "СПЕКТР" выбрана модель стационарного случайного процесса, удовлетворяющего разностному уравнению АРСУ. Для данной модели решены две задачи: оценка параметров среднего, дисперсии КД и порядков АР и СУ и по этим параметрам вычисление оценок с.п. и корреляционной функции.

15. Предложен метод проекционных оценок, при котором п. р. аппроксимируется некоторым отрезком ее ряда Фурье по подходящей системе функций. Тогда каждый коэффициент Фурье представляет собой линейный функционал от плотности и его можно оценить по наблюдениям. Осуществлен выбор параметров проекционных оценок по имеющейся выборке.

16. Общий экономический эффект от внедрения диссертационной работы и вклада ее автора в создание автоматизированных ПАКов, рассчитанных в ценах 1991 года, составляет 730 тыс. рублей.

НАУЧНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Автоматизированная информационно-измерительная система для геофизических исследований скважин / Лялин В.Е., Тарасов A.B., Немирович Т.Г. и др.; Ижевск: ИжГТУ, 1999 - 66с,- Деп. в ВИНИТИ 1999, № 3425 -В99.

2. Выделение скрытых периодичностей при анализе каротажных диаграмм / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Гаврилов Д.С., Бархатов С.П.; Ижевск: ИжГТУ, 2000.-12с.- Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1183-ВОО.

3. Данилов В.А., Немирович Т.Г., Лялин В.Е. Спектральный анализ каротажных сигналов в рамках модели авторегрессии и скользящего усреднения // Труды международной научно-технической конференции "Информационные технологии в инновационных проектах" (Ижевск, 2000). - Ижевск: ИжГТУ, 2000.- С.7-11.

4. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния каротажного кабеля, идентифицирующегося реологической моделью Гука / Гаврилов Д.С., Тарануха В.П., Немирович Т.Г., Лялин В.Е. и др.; -Ижевск: ИжГТУ, 2000. - 16с. - Деп. в ВИНИТИ 2000 №1179-В00.

5. Опытно-методические работы по обеспечению эффективности применения цифровой записи параметров каротажа на серийных станциях АКСЛ-7: Отчет о НИР / ПГО "Удмуртгеология", Устиновский механический ин-т; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, P.M., Т.Г.Немирович, И.А.Вахрушев и др. - № ГР 32-83-18/35; Инв. № 1853. - Устинов, 1985. - 138 с.

6. Опытно-методические работы по внедрению системы цифровой записи и дистанционной передачи параметров каротажа: Отчет о НИР / Удмуртский трест разведочного бурения; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, Т.Г.Немирович, И.А.Вахрушев и др. - № ГР 32-85-45/42; Инв. № 1937. - Устинов, 1987. - 150 с.

7. Опытно-методические работы по совершенствованию системы цифровой регистрации параметров каротажа: Отчет о НИР / Удмуртское производственное геологическое объединение; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, A.B. Тарасов, Т.Г.Немирович, и др. - № ГР 32-87-43/37; Инв. № 2032,- Ижевск, 1989. -116 с.

8. Опытно-методические работы по освоению и внедрению новых методов ГИС и цифровой записи каротажа: Отчет о НИР / ПГО "Удмуртгеология; Ижевский механический ин-т; Рук. В.Е. Лялин; Исп. Т.Г.Немирович, Н.АШилинская, Р.М.Гараев и др.-№ ГР 32-81-78/24; Инв. № 1745.- Ижевск, 1983.- 98 с.

9. Получение статистических оценок каротажных сигналов для решения задач классификации и распознавания при комплексных геофизических исследованиях скважин / Лялин В.Е., Межов А.П., Немирович Т.Г. и др.; Ижевск: ИжГТУ, 1999.-77C.- Деп. в ВИНИТИ 2000, №1182 - В00.

10. Программно-аппаратные средства для автоматизации геофизических исследований скважин /Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Тарануха В.П.и др.; Ижевск: ИжГТУ, 2000. - 52с. Деп. в ВИНИТИ 2000, №1181 - BOO.

11. Разработка и внедрение аппаратуры цифровой записи параметров каротажа для серийных каротажных станций. Разработка конструкторской документации и изготовление опытной партии: Отчет о НИР / ПГО "Удмуртгеоло-гия; Ижевский механический ин-т; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, Немирович Т.Г., А.И.Нистюк и др.-Jfe ГР 32-81-78/25; Инв. № 17Ю.-Ижевск,1982.- 64 с.

12. Разработка и анализ принципов построения электростатического печатающего устройства / Иванов В.А., Лялии В.Е., Т.Г. Немирович.; Ижевск: ИжГТУ, 1999- 18с.-Деп. в ВИНИТИ 1999, №3883-В99.

13. Разработка инструментов информационно-измерительной технологии геофизических исследований скважин, необходимых для создания базы каротажных данных / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Нистюк А.И., Данилов В.А.; Ижевск: ИжГТУ, 1999. - 76с. Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1178 - BOO.

14.Совершенствование методов и средств записи, документирования, передачи и обработки каротажных данных с помощью ЭВМ: Отчет о НИР / ПГО "Удмуртгеология, Ижевский механический ин-т; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, И.А.Вахрушев, Т.Г.Немирович и др. - № ГР 32-86-19/ 43; Инв. № 2030. - Ижевск, 1988.-108 с.

15. Создание интегрированной информационно-измерительной системы для геофизических исследований скважин на базе микропроцессорных вычислительных средств / Кузнецов В.Е., Лялин В.Е., Немирович Т.Г. и др.; Ижевск: ИжГТУ, 2000.-52с.-Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1177 - В00.

16. Создание и внедрение двух поколений программно-аппаратного комплекса для цифровой записи и машинной обработки каротажных данных / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Бархатов С.П.; Ижевск; ИжГТУ, 2000.- 45с Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1180 - В00.

17. Кайсин А.Е., Лялин В.Е. Немирович Т.Г. Математическое моделирование динамической точности устройств записи-воспроизведения информации // Тез. докл. 32 Научно-технической конференции ИжГТУ. - Ижевск: ИжГТУ, 2000,- 1с.

18. Лялин В.Е., Межов А.П., Немирович Т.Г. Разработка математических и программных инструментов для статистического анализа каротажных диаграмм //Тез. докл. 32 Научно-технической конференции ИжГТУ. - Ижевск: ИжГТУ, 2000. - 1с.

Подписано к печати ¿^'^ 2000 г. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ №3 Отпечатано в типографии КТЭ ОАО «Удмуртгеология», 426028, г. Ижевск, ул. Гагарина, 77.

Введение

Глава 1. Программно-аппаратные средства для автоматизации ГИС

1.1. Аппаратное обеспечение ГИС

1.2. Комплекс аппаратуры для измерения и регистрации каротажных сигналов

1.3. Цифровые магнитные регистраторы для ГИС

1.4. Графические регистраторы каротажных сигналов

1.5. Автоматизация процессов сбора, обработки и интерпретации результатов ГИС

1.6. Принципы автоматизации сбора геофизической информации

1.6.1. Лаборатория ЛК

1.6.2. Лаборатория ЛЦК

1.7. Принципы автоматизированной обработки и интерпретации результатов ГИС

1.8. Компьютеризированные каротажные станции

1.9. Комплекс программ обработки данных электрического, электромагнитного, акустического и радиоактивного каротажа нефтегазовых скважин

1.10. Выводы и постановка цели и задач исследований

Глава 2. Создание комплексов аппаратных средств двух поколений для цифровой записи и машинной обработки каротажных данных

2.1. Введение

2.2. Структура и назначение комплекса АЦЗПК

2.3. Устройство записи-считывания цифровой информации

2.4. Устройство для ввода служебной информации

2.5. Регистратор каротажных диаграмм

2.6. Устройства повышения точности измерения глубины при проведении ГИС

2.7. Устройство сопряжения ЦМР с ЭВМ

2.8. Структурная схема компьютеризированной ИИС для ГИС

2.9. ИИС ГИС, назначение и состав технических средств

2.10. Функционирование компьютеризированного ПАКа

2.11. Электростатический регистратор КД

3.2. Анализ результатов обработки информации с помощью комплекса программ ввода и предварительной обработки 85

3.3. Разработка алгоритмов второй версии 89 3.3.1 .Ввод и контроль данных информационной таблицы записи 89

3.3.2.Алгоритм раскодирования глубины с самокоррекцией интервалов кодов глубины 93

3.3.3. Алгоритм автоматического анализа качества стандарт - сигналов 95

3.3.4. Восстановление сигнала по нескольким его реализациям с одновременным переходом к равномерному шагу по глубине 100

3.3.5. Алгоритм и программа последовательной обработки информации с использованием диалога 105 3.3.6. Алгоритм вспомогательных задач предварительной обработки 111

3.3.6.1. Запись дополнительного разделяющего признака между участками каротажной информации 112

3.3.6.2. Запись уровней стандарт-сигналов в справочный набор данных с машинного носителя 112

3.3.6.3. Передача уровней стандарт-сигналов из одного участка информации в другой 113

3.3.7. Отображение информации в цифровом и графическом виде на различных этапах предварительной обработки 113

3.3.7.1. Вывод на печать информации из справочного набора данных 114

3.3.7.2. Печать содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде 114

3.3.7.3. Печать информации каталога архива в табличной форме 115

3.3.7.4. Графическое отображение каротажных кривых 116 3.4. Основные результаты и выводы 119

Глава 4. Комплекс программ ввода и предварительной обработки данных ГИС «POISK-2» 122

4.1. Введение 122

4.2. Общее описание структуры комплекса 122

4.3. Входные данные комплекса 128

4.4. Выходные данные комплекса 129

4.5. Эксплуатационные характеристики комплексов 129

4.6. Функционирование комплекса 131

4.6.1. Основные этапы обработки 131

4.6.2. Дополнительные возможности комплекса 137

4.7. Анализ временных затрат на ввод и предварительную обработку геофизической информации 138

4.8. Оценка качества информации в процессе предварительной обработки данных ГИС 139

4.9. Основные результаты и выводы 140 Глава 5. Разработка математического и программного обеспечения для анализа каротажных диаграмм 143

5.1. Введение 143

5.2. Выделение скрытых периодичностей 144

5.3. Случай известных частот 146

5.4. Случай известных интервалов частот 147

5.5. Состав группы модулей для выделения скрытых периодичностей 148

5.6. Оценки с использованием окон данных 149

5.7. Спектральный анализ в рамках модели авторегрессии -скользящего усреднения (АРСУ) 152

5.8. Метод Юла-У окера 153

5.9. Метод наименьших квадратов 155

5.10. Состав группы модулей для анализа в рамках модели АРСУ 157

5.11. Анализ одномерного распределения 158

5.12. Проекционные оценки 159

5.13. Состав группы модулей для анализа одномерного распределения 160

5.14. Выбор методов спектрального анализа и построение программ пользователя 160

5.15. Пример программы пользователя 161

5.16. Получение статистических оценок спектральной плотности, взаимной спектральной плотности и пространственной спектральной плотности каротажных сигналов 163

5.17. Основные результаты и выводы 177 Заключение 179 Литература 187 Приложение 200 Таблица критериев и оценки качества каротажной информации 201 Акты об использовании результатов диссертационной работы 209

ВВЕДЕНИЕ

Объектом исследования являются комплекс программ ввода и предварительной обработки Р01БК-2, алгоритмы программы ввода и контроля данных информационной таблицы записи, анализа стандарт-сигналов, восстановления сигналов по его реализациям в различных масштабах, автоматическая коррекция границ интервалов кодов глубины, редактирование каротажных диаграмм (КД) в диалоговом режиме, программный модуль для оценки качества введенной информации, значения амплитуд, частот и фаз скрытых периодичностей, разностное уравнение авторегрессии - скользящего усреднения (АРСУ), оценки спектральной плотности и корреляционной функции, проекционные оценки плотности распределения, глубина залегания потенциально продуктивных нефтяных пластов.

Предметом исследования являются: аппаратура цифровой записи параметров каротажа (АЦЗПК), цифровые магнитные регистраторы (ЦМР) и регистраторы каротажных диаграмм (РКД) автоматических каротажных станций, устройство ввода служебной информации, устройство для селекции импульсов глубины скважины от импульсов помех, интерфейсный блок согласования ЦМР с ЭВМ, программно-аппаратный комплекс (ПАК) для геофизических исследований скважин (ГИС) на основе микропроцессорных вычислительных средств (МПВС) и электростатическое печатающее устройство (ЭСПУ).

Актуальность темы. Массовые ГИС возможны только при использовании интеллектуальных ПАКов, осуществляющих преобразование аналоговых каротажных сигналов в цифровой код, записи его на машинные носители информации, фильтрацию, распознавание и редактирование полученных данных, обработку и регистрацию КД, привязанных к откорректированным с помощью МПВС значениям глубины скважины, и экспертных систем для последующей верификации и интерпретации отредактированных каротажных данных.

Решение проблемы автоматизации ГИС требует создания и совершенствования парка приборов, включающего цифровые регистраторы, компьютеризированные системы для производства работ отдельными скважинными приборами или комплексом скважинных приборов, цифровые каротажные станции, а также системы для ГИС программно-управляемыми приборами.

При этом особое место уделяется разработке новых принципов автоматизации процессов сбора, оперативной предварительной обработки и интерпретации результатов ГИС, широко использующих современные программные комплексы для классификации и распознавания КД и геологических объектов.

КД представляет собой кривую, отражающую изменение какого-либо одного параметра по глубине скважины. Зная значение этого параметра в различных породах и при различных мощностях пластов, можно на основе КД выполнить литологическое расчленение, т.е. определить тип и мощность изучаемых пластов, а также их возможную продуктивность. Тем не менее , по форме КД его возможно проводить только в идеальном случае, в реальных же условиях приходится применять более сложные методы, поскольку формируемые в тракте преобразования сигналов КД являются "зашумленными", и требуется идентификации шумов с последующим их "вырезанием".

Однако, нерешенными задачами остаются разработка оценок точности регистрации КД, сформированных датчиками скважинного прибора и переданных по каналу связи на регистратор каротажной станции, оценок ее достоверности, построение математической модели процесса регистрации, позволяющей количественно указывать, как влияют на точность записи различные помехи в канале связи, а также параметры регистратора и условия его работы.

К настоящему времени написано большое число работ, предлагающих самые разные процедуры статистического анализа сигналов вообще. Однако, оказывается, что единого и достаточно простого подхода как при выделении регулярных периодичностей, так и при статистическом анализе спектра и распределения стационарного процесса, каковым в большинстве случаев идентифицируются КД, нет. Уж очень много что зависит от априорной информации, от выбираемой функции потерь и от применяемой вычислительной техники.

Поэтому для автоматизации ГИС необходимы комплексные программные средства, по структуре, характеристикам и предназначению, являющиеся инструментарием для обработки и интерпретации КД и состоящие из головной программы (загрузчика) и набора программ-"инструментов". Головная программа управляет процессом обработки, выполняя, по выбору пользователя, работу тем или иным "инструментом". Сервисные программы обеспечивают взаимодействие с файловой системой хранения данных, выполняют справочно-информа-ционные и редакционные функции, а также оформление и представление результатов обработки.

Цель работы - проведение комплексныъх исследований, направленных на решение проблемы по совершенствованию и научному обоснованию методологических и технических решений, способствующих созданию высокоэффективных программно-аппаратных средств и математического обеспечения для цифровой регистрации, компьютерной обработки и статистического анализа КД.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

- выбор и обоснование путем теоретических и экспериментальных исследований структуры и функциональных схем АЦЗПК и устройств ввода-вывода геофизической информации в МПВС, компьтеризированного ПАК для ГИС, принципов построения программного, лингвистического и информационного обеспечения ПАК, обеспечивающих цифровую запись каротажных сигналов и их оперативную предварительную обработку;

- разработка теоретически обоснованных алгоритмов ввода и контроля данных информационной таблицы записи, раскодирования глубины скважины с самокорреляцией интервалов кодов глубины, автоматического анализа качества стандарт-сигналов, восстановления сигнала по нескольким его реализациям с одновременным переходом к равномерному шагу по глубине, последовательной обработки информации с использованием диалога, запись и передача уровней стандарт-сигналов из одного участка информации в другой, печати содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде;

- создание комплекса программ и процедур ввода в МПВС и предварительной обработки каротажной информации, обеспечивающего реализацию алгоритмов обработки информации, включающей следующие этапы: создание базы данных и набора данных, ввода информации, разделение информации на участки, первичную обработку участка, редактирование каротажных сигналов на участке записи, предварительную обработку последовательности участков и графический вывод информации;

- разработка научно обоснованной методики для статического анализа КД, включающей выделение в их составе регулярных периодичностей, анализ спектральной плотности и ковариационной функции, а также одномерных функций распределения и плотностей распределения стационарной случайной составляющей КД, позволяющей дать оценку точности их регистрации, идентифицировать и вырезать детерминированные и случайные помехи, и на основе реальной каротажной диаграммы производить литологическое расчленение разреза скважины.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные исследования.

Теоретические исследования базируются на использовании методов статистического анализа временных рядов в приложении к геофизическим сигналам. При создании АЦЗПК И ЦМР использовались теоретические основы ра-диоэлёктроники, теория точной магнитной записи и теоретические основы вычислительной техники. Создание электростатических регистраторов базировались теории электростатики и электродинамики.

При создании программных комплексов использовались теория вероятностей и математической статистики, теоретические основы информатики и программирования, а также методы распознавания образов. При анализе КД они представлялись моделями АРСУ и скользящего усреднения, для определения регулярных периодичностей использован метод циклического спуска, для вычисления оценок спектральной плотности и корреляционной функции применялись метод уравнений Юла-Уокера и метод наименьших квадратов. Аппроксимации неизвестной плотности распределения осуществлялась с помощью метода проекционных оценок.

Для проверки теоретических положений были спроектированы и изготовлены устройства для записи цифровой и графической информации. Экспериментальные исследования АЦЗПК проводились с помощью методов ГИС, теории измерения электрических и механических величин. Интерпретация каротажной информации осуществляется на основе использования методов геолого-геофизических исследований литологической структуры разрезов скважин и теории корреляционного анализа.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена результатами системного анализа АЦЗПК, ЦМР, РКД, и компьютеризированных ПАКов, а также многолетним опытом их производственной эксплуатации.

Математические модели и алгоритмы, предложенные в работе, основаны на фундаментальных положениях функционального анализа, теории вероятностей и случайных функций и теории статистического анализа временных рядов.

Достоверность экспериментальных результатов обеспечена использованием аттестованных средств измерений точности регистрации КД, большим объемом экспериментального материала, проведением вычислительного эксперимента, статистическими методами обработки данных и хорошей воспроизводимостью результатов.

На защиту выносятся результаты исследования АЦЗПК и ПАКов, обеспечивающих высокую точность цифровой записи каротажных сигналов, создание алгоритмов и комплексов программ для их оперативной предварительной обработки и статистического анализа КД, способствующих повышению ини формативности и достоверности геофизической информации, а также надежности документирования и наглядности представление результатов ГИС, в том числе:

- структурные и функциональные схемы блоков и устройств АЦЗПК, производящей усиление низкочастотных сигналов, их оцифровку и запись на ЦМР в соответствии с координатой глубины; РКД, обеспечивающих документирование графической и буквенно-цифровой информации, ЭСПУ, работающем на принципе развертывающего сканирования поля изображения электростатическим лучем, и компьютеризированных ПАКов, функционирующих на основе универсальной системы программного обеспечения, информационной модели, построенной в виде базы знаний, и интерактивном взаимодействии с оператором каротажной станции;

- разработка комплекса программ ввода и предварительной обработки Р013К-2; создание алгоритма расшифровки значений глубины, записанных в виде шестнадцатиуровневого кода, и закодированы^ номеров разрядов ЦМР; использование гистограммы кодов глубины для программной коррекции границ их интервалов; проведение оценки качества стандарт-сигнала путем анализа его уровней по всем каналам для данного метода каротажа и по величине реальных коэффициентов усиления; решение задачи восстановления единого сигнала путем приведения реализаций сигнала к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала; принятие принципа организации информации, при котором распакованная по кадрам информация с одного листа ЦМР записывается в один последовательный файл- множество, состоящее из отдельных участков записи;

- разработка программ ввода информации со специализированного устройства в ЭВМ; создание программ и процедур, обеспечивающих решение основных задач первичной обработки информации; разработка программ редактирования КД в диалоговом режиме, внедрение программ и процедур отображения информации в цифровом и символьном виде на АЦПУ на различных этапах обработки; создание комплекса программ графического вывода геофизической информации;

- алгоритм и пакет программ выделения скрытых периодичностей, определение значения их амплитуд, частот и фаз; применение метода циклического спуска в случае известных частот и вычисление значений периодограммы для некоторого окна данных в случае известных интервалов при определении частот; выбор в качестве математической модели представления КД модель стационарного случайного процесса, удовлетворяющего разностному уравнению АРСУ; алгоритм определения весовой последовательности проекционных оценок для аппроксимации неизвестной плотности распределения.

Научная новизна полученных результатов определяется впервые проведенными комплексными исследованиями, направленными на получение научно-обоснованных технических решений, способствующих созданию- автоматизированных ПАКов двух поколений оригинальной структурной конфигурации, позволивших отказаться от использования шлейфового осциллографа и фотобумаги, как основного средства визуализации КД и перейти к получению каротажных сигналов на машинных носителях, повысить надежность ГИС за счет увеличения количества и плотности записываемой информации, обрабатывать информацию по всей глубине скважины с помощью МПВС, а не на отдельных ее участках, как это делалось при ручной обработке, резко сократить время, повысить качество предварительной обработки данных каротажа, в ходе которых: - разработан основополагающий для ПАКа первого поколения принцип многоканальной цифровой магнитной записи больших массивов каротажных сигналов, предложена покадровая структура и система кодирования полезной, служебной и сопроводительной информации; создан комплект блоков и устройств на основе отечественных элементной и конструктивной баз, позволяющий осуществлять масштабирование каротажных сигналов, преобразование их в цифровую форму, запоминание этих сигналов на магнитном носителе с последующим вводом в ЭВМ, вывод отредактированных КД и документирование их в виде твердых копий на бумажном носителе;

- создан компьютеризированный ПАК второго поколения, обладающий системой программного обеспечения, легко модифицируемой под конкретные требования и имеющей возможность расширения новым комплексом задач и процедур обработки; предложен отличный от традиционного принцип информационного обеспечения, при котором ключевым понятием в базе данных ПАКа введен «фрагмент диалога»-текстовый файл, определяющий форму представления информации на экране, описывает структуру участвующих в диалоге данных, является шаблоном выходного документа;

- внедрена вторая версия комплекса программ ввода и предварительной обработки Р018К-2, повысившая степень автоматизации и технологичности процесса оперативной обработки ГИС; разработан алгоритм программной коррекции границ интервалов кодов глубины, использующий гистограмму кодов, соответствующие которым цифры рассматриваются как случайные величины, имеющие нормальное распределение; создан алгоритм автоматической атте-стаци качества стандарт-сигналов и выбор наилучшего из них;

- разработан алгоритм восстановления единого сигнала путем приведения реализаций сигнала к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала, для точек, ближайших по глубине к расчетным значениям глубины, полученным при переходе к равномерному шагу; обеспечено редактирование каротажных сигналов на участке в диалоговом режиме; разработаны алгоритмы программ, для разрешения нестандартных ситуаций, когда исходные данные не полностью удовлетворяют требованиям; разработан алгоритм программы печати содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде;

- создан комплекс программ ввода в ЭВМ и предварительной обработки каротажной информации, состоящий из шести групп, согласно выполняемым функциям реализует алгоритм обработки информации, включающий следующие этапы: создание базы данных и набора данных, ввода информации, разделение информации на участки, первичная обработка участка, редактирование последовательности участков и графический вывод информации;

- предложена методика статистического анализа КД, рассматриваемых как сумму неслучайных незатухающих периодичностей и сравнительно хорошо перемешанного во времени стационарного случайного процесса, включающая выделение регулярных периодичностей, анализ спектральной плотности, ковариационной функции и одномерных функций распределения и плотностей распределения стационарной составляющей помех; разработанная методика реализована с помощью пакета программ "СПЕКТР", включающего программы определения частот для случаев известных частот и известных интервалов, программ для анализа спектра КД с помощью АРСУ и плотности распределения на основе применения проекционных оценок.

Практическая ценность. Созданные ПАКи двух поколений позволили решить проблему автоматизации ГИС в ОАО "Удмуртгеология" за счет обеспечения цифровой записи параметров каротажа, позволяющей вести их оперативную обработку с помощью МПВС по всей глубине скважины, и обеспечить информативность и наглядность документирования КД.

Многолетнее использование серийно изготавливаемых ПАКов в полевых условиях Удмуртии и севера Тюменской области показали его высокую надежность записи каротажных сигналов и их обработки.

Технический и экономический эффект от внедрения ПАКов первого поколения заключается в резком сокращении трудоемкости технологического процесса ГИС и расхода материалов, что привело к сокращению численности работников, занятых ГИС в расчете на одну скважину. За счет сокращения трудоемкости, времени обработки информации и принятия заключения по одной скважине достигается дополнительный эффект и в сфере промысловой эксплуатации скважин как прибыль от прироста добычи нефти и ускорения ввода скважин в эксплуатацию.

Результаты диссертации были использованы при создании, отработке и отработке и промышленной эксплуатации ПАКов двух поколений, входящих в состав автоматических каротажных станций.

Работа выполнялась в соответствии с планами госбюджетных НИР, проводимых ИжГТУ и Удмуртским производственным геологическим объединением: № ГР 32-8-78/25 «Разработка аппаратуры цифровой записи параметров каротажа для серийных каротажных станций. Разработка конструкторской документации и изготовление опытной партии»; № ГР 32-81-78/24 «Опытно-методические работы ло освоению и внедрению новых методов ГИС и цифровой записи каротажа»; № ПРГ-14/84-86 «Опытно-методические работы по внедрению новых методов ГИС и цифровой записи каротажа»; № ГР 32-83-18/35 «Опытно-методические работы по обеспечению эффективности применения цифровой записи параметров каротажа на серийных станциях АКСЛ-7»; № ГР 32-85-45/42 «Опытно-методические работы по внедрению системы цифровой записи и дистанционной передачи параметров каротажа»; № ГР 32-86-19/ 43 « Совершенствование методов и средств записи, документирования, передачи и обработки каротажных данных с помощью ЭВМ»; № ГР 32-87-43/37 « Опытно-методические работы по совершенствованию системы цифровой регистрации параметров каротажа».

Реализация работы в производственных условиях. Полученные в работе результаты использованы при проведении ГИС в ОАО «Удмуртгеоло-гия». За большой вклад в разаботку, создание, опытно-методическую отработку и внедрение в производство ПАКов двух поколений, обеспечивших автоматизацию ГИС, автор работы удостоен почетного звания «Заслуженный нефтяник Удмуртской Республики» (2000).

Результаты диссертации могут быть использованы в практике работы геологоразведочных предприятий, занимающихся г разведкой и оценкой запасов полезных ископаемых, геофизическими исследованиями территорий.

Общий экономический эффект от внедрения диссертационной работы и вклада ее автора в создание автоматизированных ПАКов, рассчитанных в ценах 1984 года, составляет 730 тыс. рублей.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы докладывались и обсуждались на II Республиканской научной конференции молодых ученых, посвященной 60-летию автономии УАССР «Молодые ученые Удмуртии -народному хозяйству» (Ижевск, 1981), III Республиканской научной конференции молодых ученых «Молодые ученые Удмуртии -народному хозяйству», (Устинов, 1984); Республиканской научно-практической конференции "Молодежь Удмуртии - ускорению научно-технического прогресса" (Устинов, 1985); Зональной конференции «Методы прогнозирования надежности проектируемых РЭА и ЭВА» Всесоюзной научно-технической конференции "Конструктивно-технологическое обеспечение качества микро- и радиоэлектронной аппаратуры при проектировании и в производстве" (Ижевск, 1988).

Разработка, создание и внедрение ПАКов первого поколения удостоены премии НТО Удмуртии (1983) и серебряной медали ВДНХ СССР (1988).

Публикации. Результаты работы отражены в 18 научных публикациях: в 9 статьях в печати, 2 тезисах научно-технической конференции, 7 научно-технических отчетах по бюджетным НИР.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 5 глав и заключение, изложенные на 199 с. машинописного текста. В работу включены 71 рис., 7 табл., список литературы из 105 наименований и приложения, в котором представлены 1 таблица и акты об использовании результатов работы.

Основные выводы и результаты работы.

1. Создан и внедрен автоматизированный ПАК для ГИС первого поколения, включающий в свой состав АЦЗПК, устройство ввода служебной информации, устройство для селекции импульсов глубины скважины от импульсов помех, регистраторы КД и интерфейсный блок согласования ЦМР с ЭВМ.

2. АЦЗПК предназначена для усиления слаботочных сигналов, снимаемых с панели преобразования автоматической каротажной станции, преобразования в цифровую форму и запоминания этих сигналов на магнитном носителе в соответствии с координатой глубины. Ее основными достоинствами являются высокая надежность, вибро- и ударопрочность, защищенность от воздействия пыли и влаги.

3. Многолетнее использование серийно изготавливаемого ЦМР в полевых условиях Удмуртии и севера Тюменской области показали его высокую надежность записи каротажных сигналов. Требуемая динамическая точность работы

ЦМР достигнута за счет корректного выбора кинематической схемы MTJI, а его прецизионность обеспечена за счет применения эффективных математических методов оптимального синтеза механических фильтров.

4. Для осуществления надежной работы ЦМР в экстремальных полевых условиях разработаны основополагающие принципы многоканальной цифровой магнитной записи параметров каротажа в оригинальном формате: кодовые посылки формируют без промежутков массивы информации отдельными блоками, соответствующими различным методам каротажа в определенном интервале глубин скважины.

5. Следует особо подчеркнуть, что техническая новизна и практическая полезность всех блоков ПАКа первого поколения защищены многочисленными свидетельствами на изобретения.

6. Технический и экономический эффект от внедрения ПАКа первого поколения заключается в резком сокращении трудоемкости технологического процесса ГИС и расхода материалов, что привело к сокращению численности работников, занятых ГИС в расчете на одну скважину, и за счет повышения производительности труда и увеличения объема ГИС к дополнительному условному сокращению трудовых ресурсов и материалов.

7. Созданный ПАК первого поколения позволил повысить надежность ГИС за счет увеличения количества и плотности записываемой информации, съем которой в скважине технически обеспечен через каждые 2 см, что особенно важно для разведки нефтяных месторождений в Удмуртии, где рентабельными считаются нефтенасыщенные пласты с нижним пределом по толщине до 20 см.

8. Созданный ПАК второго поколения построен на базе персональных компьютеров IBM PC AT типа "Notebook", конструкция которых позволяет использовать их в полевых автоматических каротажных станциях.

9. Проанализированы особенности построения и разработана структура, компьютеризированного ПАКа, разработаны алгоритмы ввода информации, расчета и коррекции глубины и скорости геофизического прибора, а также программы выдачи из компьютера управляющей информации и ввода аналоговой информации в комплекс через интерфейсный блок согласования.

10. Создана универсальная система программного обеспечения, легко модифицируемая под конкретные требования и имеющая возможность расширения новым комплексом задач и процедур обработки; построена информационная модель системы в виде базы знаний, содержащей сведения о понятиях, отношениях и ограничениях предметной области; представлена сопроводительная информация в виде заголовков с возможностью их модификации, ввода и просмотра и измерительная информация в виде базы данных, позволяющей обрабатывать данные по скважинам, методам и измерениям.

11. Предложен отличный от традиционного принцип информационного обеспечения, при котором ключевым понятием в базе данных ПАКа введен «фрагмент диалога» - текстовый файл, который определяет форму представления данных на экране в процессе диалога, описывает структуру участвующих в диалоге данных, является шаблоном выходного документа, в результате чего пользователь имеет возможность, используя язык описания фрагментов диалога, создать требуемые структуры данных в базе, удобную форму диалога и выходного документа без изменения программного обеспечения.

12. Информационная модель ПАКа построена в виде базы знаний, содержащей сведения о понятиях, отношениях и ограничениях предметной области. В системе имеются сведения о методах каротажа, параметрах скважинных приборов! Универсальная система диалога позволяет вводить и контро-лировать данные используя имеющиеся априорные сведения.

13. Данные в процессе измерений отображаются на экране монитора в удобном для восприятия виде, имеется возможность просмотра развернутого во времени графика сигнала в любом канале отдельно, либо уровней сигналов во всех каналах одновременно. Вывод на экран осуществляется в реальном масштабе времени. Возможен выбор любых масштабов глубины, амплитуды, смещения по амплитуде. На экране отображается текущее состояние системы: глубина, скорость, магнитная метка, направление движения, номер измерения.

14. Разработано устройство, на базе которого создано ЭСПУ. Способ регистрации аналоговой информации, определяющий работу ЭСПУ, основан на развертывающем сканировании поля изображения электростатическим лучем, последовательном сравнении амплитуд сигналов изображения с амплитудой сигнала развертывающего сканирования и модуляции заряда электростатического луча. При этом аналоговые сигналы с амплитудами, изменяющимися в широких пределах, можно записывать с высокой точностью.

15. ПАК второго поколения внедрен и успешно эксплуатируется на ряде геологоразведочных предприятий Удмуртии, Татарстана и Тюменской области.

16. В целях повышения степени автоматизации и технологичности процесса проведения оперативной предварительной обработки ГИС, а также сокращения временных затрат на нее разработана вторая версия комплекса программ ввода и предварительной обработки Р018К-2.

17. Создан алгоритм программы ввода и контроля данных информационной таблицы записи, которая содержит сведения о скважине и методах каротажа, номерах каналов ЦМР; о теоретической величине коэффициента усиления, величине смещения зонда относительно точки съема глубины скважины; о количестве каналов регистрации, о номерах каналов, о канале калибровки; калибровочные данные: нижний и верхний уровни калибровочного сигнала в физических единицах. Информационная таблица перенесена на машинные носители, введена и записана в справочный файл для использования на различных этапах предварительной обработки.

18. Для каждого участка информации решена задача расшифровки значений глубины, записанных в седьмом канале ЦМР с помощью специального шестнадцатиуровневого кода, с учетом того, что каждое значение глубины представляется пятиразрядным десятичным числом, четыре разряда целых и один дробный, а каждой цифре соответствует уровень сигнала и интервал кодов

ЦМР. В целях увеличения надежности. записи закодированы также и номера разрядов ЦМР.

19. Для предотвращения ошибок, возникающих из-за неправильной настройки аппаратуры, либо из-за накопления динамических погрешностей в результате большой длительности измерений, приводящих на скважине к смещению границ интервалов кодов ЦМР на неизвестную величину, которая приводящей к сбоям при раскодировании значений глубины, предложена автоматическая коррекция границ интервалов кодов глубины на каждом участке записи программным путем.

20. Для проведения программной коррекции границ интервалов кодов глубины использована гистограмма кодов глубины на каждом участке глубин, значения кода каждой цифры рассматриваются как случайные величины, имеющие нормальное распределение, при этом априорно принято, что распределения кодов цифр независимы и достаточно разделены.

21. Для определения качества стандарт-сигналов предложен алгоритм их автоматического анализа, позволяющий производить аттестацию стандарт-сигнала и выбор лучшего из них автоматически. Оценка качества стандарт-сигнала производится путем анализа его уровней по всем каналам для данного метода каротажа, а также по величине реальных коэффициентов усиления. Все стандарт-сигналы разбиваются на группы, каждой группе ставится в соответствие признак качества.

22. Решена задача восстановления сигналов по его реализациям в различных Масштабах и перехода к равномерному шагу по глубине. Восстановление значения единого сигнала производится не для всех точек регистрации, а только для точек, ближайших по глубине к расчетным значениям глубины, полученным при переходе к равномерному шагу. Такое совмещение этапов решения двух задач редактирования дает выигрыш во времени вычислений. Задача восстановления единого сигнала решается путем проведения реализаций сигнала к тому масштабу, по которому производилась калибровка сигнала. Номер калибровочного канала считается априорно заданным.

23. При разработке программ первичной обработки принят следующий принцип организации информации, при котором распакованная по кадрам информация с одного листа ЦМР записывается в один последовательный файл-множество, состоящее из отдельных участков записи. Разбиение на участки внутри файла приводится с помощью специального кадра-признака.

24. В отличие от комплекса программ Р018К-1, комплекс програм РОШК-2 обеспечивает уменьшение затрат времени на обработку, так как использует концепцию последовательной обработки нескольких участков информации на один проход. Учитывая тот факт, что идентификация отдельных участков и методов не может проводиться автоматически, комплекс программ Р018К-2 обеспечи-вает редактирование каротажных сигналов на участке в диалоговом режиме, используя форму диалога «запрос-ответ».

25. Для решения вспомогательных задач предварительной обработки информации созданы алгоритмы программ, связанных с созданием файлов, например, создание каталога архива или справочного файла и реализующих вычислительные алгоритмы в целях контроля настройки аппаратуры-это вычисление и печать гистограммы распределения кодов глубины, кадровый анализ информации.

26. Для разрешения нестандартных ситуаций, когда исходные данные не полностью удовлетворяют требованиям, разработаны алгоритмы программ: запись дополнительного разделяющего признака между участками каротажной информации, запись уровней стандарт-сигналов в справочный набор данных с машинных носителей, передача уровней стандарт-сигналов из одного участка информации в другой.

27. Разработаны алгоритмы программ для печати в цифровом виде. Кроме того, для осуществления в процессе предварительной обработки необходимости отображения из справочного файла, из архива и каталога архива конечного результата редактирования - каротажных диаграмм в графическом виде разработаны алгоритмы следующих программ: печать содержимого каталога и архива ГИС в цифровом виде, печать информации каталога архива в табличной форме, графическое отображение каротажных кривых.

28. Комплекс программ Р018К-2 представляет собой совокупность программ, подпрограмм и процедур, написанных на языках различного уровня. Программы и процедуры комплекса условно можно разделить на 6 групп, согласно выполняемым .функциям.

29. К первой группе относятся программы и процедуры ввода, обеспечивающие ввод информации со специализированного устройства в ЭВМ и контрольную печать начального участка информации в цифровом виде. Вторую группу составляют программы и процедуры, обеспечивающие решение основных задач первичной обработки информации и редактирования каротажных кривых. В третьей группе сосредоточены программы и процедуры, позволяющие решать задачи первичной обработки информации и редактирования каротажных кривых в диалоговом режиме. Четвертую группу определяют программы и процедуры, обеспечивающие отображение информации в цифровом и символьном виде на АЦПУ на различных этапах обработки. Программа графического отображения каротажной информации относится к пятой группе, содержащей управляющую программу для вывода каротажных кривых на рулонный графопостроитель и комплекс программ графического вывода геофизической информации. Шестую группу составляют программы и процедуры, выполняющие ряд обслуживающих и вспомогательных функций.

30.' В результате проведения статистического анализа случайных сбоев в структуре кадра информации с помощью разработанных алгоритма и прграмм-ного модуля для оценки качества введенной информации установлено, что процент таких искажений очень мал и составляет в среднем 0.01%. За основной критерий оценки качества информации выбран относительный процент кадровых сбоев и общая длина непрерывного участка бракованной информации.

31. При анализе КД они рассматриваются как суперпозиция совокупности гармонических сигналов и случайного шума. Разработанный пакет программ включает алгоритм выделения гармонических составляющих, который предоставляет пользователю самостоятельно выбирать их число.

32. При определении частот пакет программ предусматривает случай известных частот и случай известных интервалов. При анализе КД в первом случае исходными являются значения амплитуд и фаз, число циклов уточнения оценок, а также возможные интервалы частот. Для выбора интервалов вычисляются значения периодограммы для некоторого окна данных, находятся аргументы разумного числа максимумов периодограммы, подбираются границы интервалов частот, одновременно определяется число периодичностей.

33. В качестве одной из возможных математических моделей представления КД в созданном пакете программ "СПЕКТР" выбрана модель стационарного случайного процесса, удовлетворяющего разностному уравнению АРСУ. Для данной модели решены две задачи: оценка параметров среднего, дисперсии КД и порядков авторегрессии и скользящего усреднения и по этим параметрам вычисление оценок спектральной плотности и корреляционной функции.

34. Предложен метод проекционных оценок, при котором неизвестная плотность распределения аппроксимируется некоторым отрезком ее ряда Фурье по подходящей системе функций. Тогда каждый коэффициент Фурье представляет собой линейный функционал от плотности и его можно оценить по наблюдениям. Осуществлен выбор параметров проекционных оценок по имеющейся выборке.

35. В пакет "СПЕКТР" включены пять модулей, оценивающие одномерное распределение КД, каждый из которых, соответственно, определяет выборочную функцию распределения КД, вычисляет гистограмму, реализует алгоритм адаптивной проекционной оценки плотности рапределения с весовой последовательностью, строит гауссовскую функцию распределения, формирует графики указанных функций.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведение комплексныъх исследований, направленных на решение проблемы по совершенствованию и научному обоснованию методологических и технических решений, способствующих созданию высокоэффективных программно-аппаратных средств и математического обеспечения для цифровой регистрации, компьютерной обработки и статистического анализа КД, создано два поколения автоматизированных ПАКов оригинальной структурной конфигурации, позволивших отказаться от использования шлейфового осциллографа и фотобумаги, как основного средства визуализации КД и перейти к получению каротажных сигналов на машинных носителях, повысить надежность ГИС за счет увеличения количества и плотности записываемой информации, обрабатывать информацию по всей глубине скважины с помощью МПВС, а не на отдельных ее участках, как это делалось при ручной обработке, резко сократить время, повысить качество предварительной обработки данных каротажа.

1. A.c. 319921, СССР. Электростатическое печатающее устройство / K.M. Барабанов (СССР). - Опубл.- Бюл. 1971, № 33.

2. A.c. 342200, СССР. Устройство для регистрации и обработки быстро-протекающих процессов / А.-А.П. Лаурутис, K.M. Рагульскис, Б.В. Рудгальвис, Л.-А.Л. Штацас (СССР). Опубл.- Бюл. 1972, № 19.

3. A.c. 379922, СССР. Устройство для регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, K.M. Рагульскис, Б.В. Рудгальвис, Л.-А.Л. Штацас. Опубл. .- Бюл. 1973, №20.

4. A.c. 387402, СССР. Устройство для электростатической записи информации / О.Д. Комиссаров, А.Ж. Курмаев, Л.Н. Одинцов, А.Д. Винниченко (СССР). Опубл.- Бюл. 1973, № 27.

5. A.c. 438031, СССР. Устройство для регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, K.M. Рагульскис, Б.В. Рудгальвис (СССР). Опубл. .- Бюл. 1974, № 28.

6. A.c. 438973, СССР. Способ электростатической регистрации информации / А.И. Вильчинскас, B.C. Жигилей (СССР). Опубл. Бюл. 1974, №29.

7. A.c. 470829, СССР. Способ электростатической печати / А.И. Вильчинскас, B.C. Жигилей, Я.Х. Крунберг (СССР). Опубл. - Бюл. 1975, № 18.

8. A.c. 655695, СССР. Устройство для регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, В.Е. Лялин, K.M. Рагульскис (СССР). Опубл. -Бюл. 1979, № 13.

9. A.c. 694875, (СССР). Способ регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, В.Е. Лялин, K.M. Рагульскис, Я.Ю. Щюкайте (СССР). Опубл. -Бюл. 1979, №47.

10. A.c. 705483, СССР. Устройство для регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, В.Е. Лялин, K.M. Рагульскис, Я.Ю. Щюкайте (СССР). Опубл. -Бюл. 1979, № 47.

11. A.c. 714439, СССР. Способ регистрации аналоговой информации / А.-А.П. Лаурутис, В.Е. Лялин, K.M. Рагульскис, Я.Ю. Щукайте (СССР). Опубл. -Бюл. 1980, № 5.

12. A.c. 656081, СССР, МКИ G 06 К 15/14. Устройство для регистрации информации / А.-А.П. Лаурутис, В.Е. Лялин, K.M. Рагульскис и А.Г. Биттинс (СССР). Заявл. 26.04.77, № 2479568/18-24; Опубл. -Бюл. 1979, № 13.

13. A.c. 1037300, СССР, МКИ G 06 К 15/14.Устройство для регистрации информации / В.Е. Лялин, И.Я. Липин, P.M. Гараев, А.И. Нистюк и В.А. Циренщиков (СССР). № 3438600/18-24; Заявлено 17.05.82; Опубл. -Бюл. 1983, №31.

14. A.c. 1092538 СССР, МКИ G 06 К 15/22. Устройство для вывода информации / В.Е. Лялин, Л.Е. Филиппова, P.M. Гараев, П.А. Кучин, А.И. Нистюк, Г.В. Васильев, Н.П. Боровиков (СССР). № 474917/18-21; Заявлено 22.07.82; Опубл. -Бюл. 1984, № 18.

15. A.c. 1156104, СССР, МКИ G 06 К 9/36. Устройство для селекции признаков / P.M. Гараев, В.Е. Лялин, Н.П. Боровиков, А.И. Нистюк (СССР). № 3570734/24-24; Заявлено 01.04.83; Опубл. -Бюл. 1985, № 18.

16. A.c. 1167644, СССР, МКИ G 11 В 5/02. Устройство для цифровой магнитной записи / В.Е. Лялин, P.M. Гараев, Н.П. Боровиков, A.B. Тарасов (СССР). № 3713984/24-10; Заявлено 21.03.84; Опубл. -Бюл. 1985, № 26.

17. A.c. 1183998, СССР, МКИ G 06 К 15/14. Устройство для регистрации информации / P.M. Гараев, В.Е. Лялин, Н.П. Боровиков, A.B. Тарасов, И.Я. Липин (СССР). № 3743072/24-24; Заявлено 04.05.84; Опубл. -Бюл. 1985, № 37.

18. A.c. 1275490, СССР, МКИ G 06 К 9/00. Устройство для классификации сигналов/ B.C. Поздеев, P.M. Гараев, В.Е. Лялин, А.Т. Круконис (СССР). № 3924311/24-24; Заявлено 21.05.85; Опубл. -Бюл. 1986, № 45.

19. A.c. 1275495, СССР, МКИ G 06 К 15/14. Устройство для регистрации информации / P.M. Гараев, В.Е. Лялин, A.B. Тарасов, В.А. Циренщиков (СССР).- № 3933963/24-24; Заявлено 22.06.85; Опубл. -Бюл. 1986, № 45.

20. A.c. 1275531, СССР, МКИ G 11 В 5/09. Устройство для цифровой магнитной записи / P.M. Гараев, A.B. Тарасов, В.Е. Лялин, Н.П. Боровиков (СССР). № 3884082/24-10; Заявлено 15.04.85; Опубл. -Бюл. 1986, № 45.

21. A.c. 1280603, СССР, МКИ G 06 F 3/02. Устройство для ввода информации / Г.П. Машковцев, А.,В. Тарасов, P.M. Гараев, В.Е. Лялин (СССР).- № 3954264/24; Заявлено 17.09.85; Опубл. -Бюл. 1986, № 48.

22. A.c. 1295426, СССР, МКИ G 06 К 9/36. Устройство для классификации сигналов объектов / P.M. Гараев, B.C. Поздеев, В.Е. Лялин, И.А. Вахрушев (СССР). № 3924781/24-24; Заявлено 08.07.85; Опубл. -Бюл. 1987, №9.

23. A.c. 1309057, СССР, МКИ G 06 К 9/36. Устройство для селекции признаков при распознавании образов / B.C. Поздеев, P.M. Гараев, В.Е. Лялин (СССР). № 3989146/24-24; Заявлен 10.12.85; Опубл. -Бюл. 1987, № 17.

24. A.c. 1529209, СССР, МКИ G 06 F 3/02. Устройство для ввода информации / Г.П.Машковцев, А.В.Тарасов, Р.М.Гараев, В.Е.Лялин (СССР). -№ 4364126/24-24; Заявлено 15.01.88; Опубл. 15.12.89. Бюл. 1989, № 46.

25. A.c. 1700365, СССР, МКИ G 01 D 9/00. Регистрирующее устройство/ A.M. Муртазин, В.Е. Лялин, А.Б. Соловьев (СССР) № 4775576/10; Заявлено 29.12.89; Опубл. -Бюл. 1991, № 47.

26. Александров В.В., Булкин Г.А., Поляков А.О. Автоматизированная обработка информации на языке предикатов. М.: Наука, 1982.-101 с.

27. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник /A.A. Молчанов, В.В. Лаптев, В.Н. Моисеев, P.C. Челокьян. М.: Недра, 1987.-263 е.: ил.

28. Бенткус Р.Ю., Статулявичус В.В. Некоторые результаты экспериментального анализа статистических оценок плотности распределения. Институт математики и кибернетики АН ЛитССР. - Вильнюс: 1982. - 83 с. Рукопись деп. в ВИНИТИ.

29. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. -М.: Мир, 1989. 540 с.

30. Выделение скрытых периодичностей при анализе каротажных диаграмм / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Гаврилов Д.С., Бархатов С.П.; Ижевск: ИжГТУ, 2000.-12с.- Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1183-В00.

31. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971, вып. I. - 316 с.

32. Дженкинс Г., Ватте Д. Спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1971, вып. 2.-288 с.

33. Корреляция геофизических резервов скважин на ЭВМ/ Ш.А. Губерман, Е.Е. Калинина, М.И. Овчинникова, В.Ф. Осипов. Геология нефти и газа, 1981, №2, с. 52-57.

34. Лебедис Р.П. Разработка и исследование методов и приборов технического диагностирования лентопротяжных механизмов аппаратов магнитной записи: Автореф. дисс. . канд. техн. наук. Каунас, 1981. - 20 с.

35. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований нефтяных и газовых скважин: Справочник /A.A. Молчанов, В.В. Лаптев, В.Н. Моисеев, P.C. Челокьян. М.: Недра, 1987.-263 е.: ил.

36. Аронов В. И. Об оптимальном размещении разведочных скважин / Математические методы решения задач нефтяной геологии на ЭВМ. М.: ВНИГНИ, 1979. - С. 3 -13.

37. Бенткус Р.Ю., Статулявичус В.В. Некоторые результаты экспериментального анализа статистических оценок плотности распределения. Институт математики и кибернетики АН ЛитССР, Вильнюс, 1982, 83 стр. Рукопись депон. в ВИНИТИ.

38. Bloomfield P. Fourier analysis of time series: An introduction. John Wiley & sons, 1976. 260 p.

39. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. Пер. с англ.-М.: Мир, 1974, вып. 1 406с.; вып. 2.-197с.

40. Бриллинджер Д. Временные ряды. Обработка данных и теория. М.: Мир, 1980. - 536 с.

41. Васильков В.И., Горшков Л.Ф., Свириденко В.А. Методы и средства организации каналов передачи данных./Под ред. В.И.Васильева.-М.: Радио и связь, 1982.-152 с.46: Волков A.M. Решение практических задач геологии на ЭВМ. М.: Недра, 1980. - 224 с.

42. Гараев P.M. Регистрация геофизических сигналов многодорожечными цифровыми магнитными регистраторами. Аппаратура и технические средства. Удмуртский государственный университет им. 50-летия СССР. Устинов, 1985. - 39 с. - Деп. в ВИНИТИ 29.12.85, № 9015.

43. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика. Под ред. В.М.Запорожца. М., Недра, 1983.

44. Геофизические методы исследования скважин. Справочник геофизика / Под ред. В.М. Запорожца. М.: Недра, 1983. - 591 с.

45. Дахнов В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин. М., Недра, 1980.

46. Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований резервов скважин. М., Недра, 1982. - 448с.

47. Добрынин В.М. Каротаж // БСЭ: В 30 т. / Гл. ред. А.М.Прохоров. 3-е изд. - М.: СЭ, 1975. Т. 11: Италия - Кваркуш. - С. 450 - 451.

48. Завьялец А.Н., Кусембаев С.Х. О некоторых вопросах внедрения компьютеризированных каротажных станций информации // Научно-технический вестник АИС "Каротажник"-Тверь, 1997, Выпуск 32, С. 26-32.

49. Ильинский В.М. Боковой каротаж. М.: Недра, 1971.

50. Каждан А.Б. Разведка месторождений // БСЭ: В 30 т. / Гл. ред. А.М.Прохоров. 3-е изд. - М.: СЭ, 1975. Т. 21: Проба - Ременсы. - С. 406.

51. Кириличев A.M. Основы вычислительной техники: Учебник для техникумов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. - 350 с.:ил.

52. Колмогоров А.Н. Теория вероятностей и математическая статистика. -М.: Наука, 1986. 536 с.

53. Крейтер В.М. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. 2 изд., М., Недра, 1969.

54. Купер Дж., Макгиллем К. Вероятностные методы анализа сигналов и систем: Пер с англ.-М.: Мир, 1989.-376 с.

55. Лялин В.Е., Муртазин A.M. Устранение влияния электроэрозии пишущего барабана на динамическую точность электрохимического регистратора. Ижевский механический ин-т. Ижевск, 1988. - 26 с. - Деп. на предпр. п/я А-1321, ДСП.

56. Макс Ж. Методы и техника обработки сигналов при физических измерениях. Пер. с франц. М.: Мир, т.1. Основные принципы и классические методы, 1983. - 312 е.; т.2. Техника обработки сигналов. Применение. Новые методы, 1983. - 256 с.

57. Математическое моделирование случайных процессов помех аппаратуры записи-воспроизведения информации / Вахрушев И.А., Лялин В.Е., Попович М.Е.; Ижев. Гос. Тех. Унив-т.- Деп. в ВИНИТИ 1999, № 3429-В99. 34 с.

58. Numerisch gestutzte geologische Korrelation/ Harff J., Karelle G., Schwarz R., Knape H. Zeitschr. Geol. Wiss., 1981, №4, S. 395-401

59. Обзор принципов построения и оценка динамической точности функционирования регистрирующих устройств автоматических каротажных станций / Вахрушев И.А., Лялин В.Е., Попович М.Е. ; Ижев. Гос. Тех. Унив-т.-Деп. в ВИНИТИ 1999, № 2856 -В99. 62 с.

60. Обработка и интерпретация данных промысловых геофизических исследований на ЭВМ: Справочник / Н.Н.Сохранов, С.М.Аксельрод, С.М.Зунделевич, И.М.Чуринова; Под ред. Н.Н.Сохранова.-М.: Недра, 1989.-240с.

61. Освоение задач АСУП: Отчет по опытно-методическим работам. УПГО; КТЭ; авт. В.И.Абугов и др. Ижевск, 1987 - 118 с.

62. Описание подсистемы визуализации геолого-геофизической информации (ОЯАРСОМ) / ВНИИГИС - г.Октябрьский, 1983 - 21 с.

63. Опытно-методические работы по обеспечению эффективности применения цифровой записи параметров каротажа на серийных станциях АКСЛ-7:

64. Отчет о НИР / ПГО "Удмуртгеология", Устиновский механический ин-т; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, P.M., Т.Г.Немирович, И.А.Вахрушев и др. № ГР 32-83-18/35; Инв. № 1853. - Устинов, 1985. - 138 с.

65. Опытно-методические работы по совершенствованию системы цифровой регистрации параметров каротажа: Отчет о НИР / Удмуртское производственное геологическое объединение; Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин,

66. A.В.Тарасов, И.А.Вахрушев, Т.Г.Немирович, и др. № ГР 32-87-43/37; Инв. № 2032. - Ижевск, 1989. - 116 с.

67. B.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, Р.М.Гараев, И.А.Вахрушев и др. № ГР 01830015705; Инв. № 02840019309. - Ижевск, 1983. - 208 с.

68. Рук. В.Е.Лялин; Исп. В.Е.Лялин, Р.М.Гараев, И.А.Вахрушев и др. №ГР 01840012827; Инв. № 0280346590019309. - Ижевск, 1984. - 101 с.

69. Освоение и внедрение системы АСОИ-Геофизика: Отчет по опытно-методическим работам / УПГО; КТЭ; авт.П.А.Кучин, В.А.Романов, Н.А.Ши-линская -Устинов, 1986 67 с.

70. Померанц Л.И., Чуркин В.Т. Аппаратура и оборудование для геофизических исследований скважин. М., Недра, 1978.

71. Программно-аппаратные средства для автоматизации геофизических исследований скважин / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Бархатов С.П., Тарануха В.П., Швейцер П.Б.; Ижевск: ИжГТУ, 2000. 52с. Деп. в ВИНИТИ 2000, №1181-В00.

72. Разработка и анализ принципов построения электростатического печатающего устройства (ЭСПУ) / Иванов В.А., Лялин В.Е., Т.Г. Немирович.; Ижевск -ИжГТУ, 1999.-Деп. в ВИНИТИ 1999, №3883-В99.-18с.

73. Рекламные материалы НПЦ "Тверьгеофизика": Комплекс программ обработки данных электрического, электромагнитного, акустического и радиоактивного каротажа нефтегазовых скважин// Научно-технический вестник АИС "Каротажник"-Тверь, 1997, Выпуск 32, С. 81-95.

74. Серебренников М.Г., Первозванский A.A. Выявление скрытых перио-дичностей. М.: Наука, 1965. - 244 с.

75. Словарь терминов разведочной геофизики / В.Н.Боганик и др.; Под ред. А.И. Богданова. М.: Недра, 1989. - 183 с.:ил.

76. Создание и внедрение двух поколений программно-аппаратного комплекса для цифровой записи и машинной обработки каротажных данных / Немирович Т.Г., Лялин В.Е., Бархатов С.П.; Ижевск; ИжГТУ, 2000,- 45с Деп. в ВИНИТИ 2000, № 1180 В00.

77. Соучек Б. Мини-ЭВМ в системах обработки информации. М., 1976.

78. Сохранов H.H. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин. М., Недра, 1973.

79. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа. М., Недра, 1968.199

80. Химмельблау Д. Анализ процессов статистическими методами. М.: Мир, 1973.-957 с.

81. W. D. Lyie, D. М. Williams, Deconvolution of well log data an innovations approach - SPWLA twenty seventh annual logging symposium, June 9 -13, 1986.

82. Оценка качества информации ГИС в процессе предварительной обработкиэта па Этап обработки № критерия Критерий оценки Способ оценки Значение критерия Наиболее вероятные причины ошибок Действие1 2 3 4 5 6 7 8

83. Ввод данных с МЛ ЦМР 1. Наличие участка переполнения в начале введенной информации Визуальный анализ распечатки Есть участок переполнения Перейти к следующему этапу обработки

84. Нет участка переполнения Не захвачен участок переполнения при вводе информации Повторить ввод

85. Не записан участок переполнения в начале информации при регистрации Записать участок переполнения в начало введенной информации с помощью процедур 12МР

86. Соответствие значений данных информационной таблицы и таблицы, полученной при вводе Визуальный анализ распечатки Соответствует Перейти к следующему этапу обработки

87. Не соответствует Ошибки при набивке данных на п/к Перебить перфокарты, в которых обнаружены неверные данные

88. Распаковка и разделение информации 1. Количество кадровых сбоев (К$) Программно-аналитический КБ <0,5 V/100 V- общий объем информации Перейти к оценке по следующему критерию

89. КБ > 0,5 У/100 Неисправность аппаратуры Провести дополнительный анализ с помощью программы КАйЯ и забраковать информацию данного листа

90. Соответствие количества участков, выделенных программой (К1) и количества участков, указанных в информационной таблице (К2) Визуальный анализ распечатки К1 >К2 1 Перейти к следующему этапу обработки1 2 3 4 5 6 7 8

91. ККК2 Отсутствие участка переполнения между некоторыми участками информации или недостаточная длина участка переполи. Перейти к следующему этапу. При первичной обработке выяснить, между какими участками отсутствует переполнение

92. К1 <1 Отсутствие разделительных участков переполнения Забраковать информацию данного листа

93. Первичная обработка участка информации 1. Количество стандарт-сигналов на участке Программ ный 1-3 Перейти к оценке по следующему критерию1 2 3 4 5 6 7 8

94. Не записаны стандарт-сигналы на участке или недостаточная длина стандарт-сигналов Передать стандарт-сигнал из другого участка информации. Если это невозможно, то перейти к обработке следующего участка. Информацию данного участка забраковать.

95. Некачественная запись стандарт-сигнала в канале глубины Обработать выделенный участок информации или забраковать информацию

96. Записано больше стандарт-сигналов, чем указано в инструкции Обработать выделенный участок информации или забраковать информацию1 2 3 4 5 6 7 8

97. Количество ошибок глубины Программ ный < 100 Перейти к редактированию сигналов на участке

98. Некачественная запись глубины Перейти к оценке типа ошибок глубины

99. Типы ошибок по Визуаль- Ошибки в Неисправ- Забраковать информаглубине ный анализ распечатки кодировании глубины ность аппаратуры цию на участке. Получить гистограмму глубины с помощью процедуры для анализа причин

100. Ошибки Неисправ- Забраковать информатипа «по- ность аппа- цию на участкевторение глубины» ратуры

101. Ошибки Отсутствие Произвести запись разтипа «убы- разделяюще- деляющего признака свание глубины» го признака между участками помощью процедуры Р1Ш1 2 3 4 5 6 7 8

102. Ошибки типа «большая разность глубин» Разрыв в глубине больше 5 м Обработать информацию до разрыва или забраковать участок

103. Нет 1 Некачественная запись стандарт-сигнала при регистрации Передать стандарт-сигнал из другого участка. Если это невозможно, забраковать информацию данного метода

104. Неверно указан номер метода при редактировании . Повторить редактирование сигнала с верным номером