Современные тенденции развития программных средств поддержки интерпретации каротажа и керна
Современные тенденции развития программных средств
поддержки интерпретации каротажа и керна и направления развития системы ПАНГЕЯ
Еникеев Б.Н., Охрименко А.Б., Резванов Р.А. ЗАО ПАНГЕЯ
Аннотация
Рассматриваются
некоторые современные тенденции развития систем поддержки интерпретации
каротажа и решения предлагаемые при этом в Пангее. Излагаются особенности
строения системы и опыт ее использования.
Введение
Под
интерпретацией (в достаточно широкой постановке) уместно подразумевать процесс
и результат гармонизации полученных данных и профессиональных знаний по
определенным (обоснованным в рамках профессионального сообщества) правилам, с
целью достижения понимания изучаемых объектов и процессов и получения числовых
оценок параметров отвечающих им моделей.
Данный
доклад посвящен особенностям текущего состояния реализации программного
обеспечения для поддержки процессов интерпретации и особенностям участия
разработчиков, исследователей и интерпретаторов в процессе совершенствования
процедур интерпретации с ориентацией на содержательные аспекты..
Рис1.
Отличие интерпретации от обработки в многоальтернативности и настраиваемости.
Описание метода.
Приведенное
определение интерпретации заведомо включает в себя как ее
многоальтернативность, так и наличие средств настройки параметров и работы с
профессиональными знаниями.
И
хотя в рамках развиваемой в ПАНГЕЕ-ГИС идеологии обработки данных ГИС и керна
решается широкий круг вопросов ниже мы остановимся в первую очередь на
концептуальных.
Основным
отличием ряда cовременных алгоритмических и программных
решений, разрабатываемых в последние годы, является их ориентация на глубокую,
многоальтернативную интерпретацию, основанную на применении последних
достижений в области петрофизического моделирования (как в России, так и на
Западе), применении межрегиональных сопоставлений и учета литологических и
палеогеографических реконструкций (там, где они имеются).
Такой
подход идеологически близок к развиваемому в Пангее и руководимому
М.М.Элланским направлению в петрофизическом моделировании и количественной
интерпретации данных керна, каротажа и опробования, в рамках которого
разработана конструктивная система петрофизических взаимосвязей, подтвердившая
свою эффективность для широкого класса объектов, и отличается (в первую
очередь) масштабами адаптации результатов, полученных вне России, и наличием
специально приспособленного к использованию многоальтернативного подхода
программного обеспечения.
Сама
по себе идеология петрофизического обоснования включает в себя обширный круг
вопросов. Ниже проиллюстрирован ряд базовых концептуальных тезисов, на которых
основана излагаемая в докладе идеология.
Последовательная
реализация изложенных положений и анализ существующего состояния и тенденций
развития систем поддержки интерпретации каротажа и общих тенденций развития
систем поддержки человеческой интеллектуальной деятельности приводит нас к
излагаемым ниже положениям.
Полнофункциональные
средства обработки и поддержки интерпретации данных каротажа и керна должны
удовлетворять некоторым требованиям:
1.
наличие обширного набора петрофизических моделей (в них должны быть теперь
включены наиболее распространенные и обоснованные версии петрофизических
моделей) и средств помощи к ним;
2.
присутствие эффективных методов решения систем петрофизических моделей
(применяются оптимизационные алгоритмы с возможностями настройки их на уровень
ошибок применительно к разным литотипам);
3.
наличие современных алгоритмов статистической обработки (включая кластерный
анализ и нелинейную регрессию);
4.
наличие средств полуавтоматичеcкой настройки моделей на
конкретные условия (общие и частные методы настройки всех или части
коэффициентов моделей);
6.
дружелюбный пользовательский интерфейс c интерактивной
визуализацией (цветная интерактивная графика с динамической связью планшетов,
плотов и матричных плотов);
7.
получение и учет ошибок измерений и последующей обработки в ходе процесса
интерпретации;
8.
удобство средств пополнения и включения новых петрофизических моделей
(интерпретатор cкриптов и поддержка библиотек cкриптов);
9.
наличие методов поддержки петрофизического обоснования по данным лабораторных
анализов керна путем последовательного анализа и рассмотрения совокупности
альтернативных петрофизических моделей;
10.
простой интерфейс с программами типа MS Offiсe
(связь с Excel, Word, Paint);
11.
эффективная поддержка простейших интернет форматов (как HTML
и XML так и GIF и JPEG) и средств создания и пополнения гипертекстовых отчетов
и петрофизических справочников;
12.
присутствие средств поддержки выявления, обобщения и накопления знаний и
групповой работы (включая и средства полнотекстового поиска);
13.
многоскважинная обработка.
Результаты
рассмотрения cтепени выполнения этих требований в
современных системах легко могут быть сведены в матрицу, что из этических
соображений правильнее предоставить как самостоятельное упражнение для всех
заинтересованных читателей.
Почти
все эти моменты в той или иной мере могут быть учтены, но в ходе технологизации
может ускользнуть главное – принципиальный для многоальтернативного подхода
вопрос cинтеза критериев для выбора альтернатив
(эмпирических данных для этого всегда недостаточно). Большая часть
петрофизических взаимосвязей естественно укладывается в единую морфологическую
схему, адекватную некоторой герменевтической схеме (можно рассматривать ее как
оптимизационную) интерпретации. Смысл петрофизического обоснования при этом
состоит в адекватном задаче сочетании эмпирических и теоретических
представлений. Перечислим эти критерии
Теоретическая
морфология:
1)
выбор и задание внешних Y (измерения) и внутренних X (отражающих состав и
строение пород) переменных;
2)
поиск в корпусе петрофизических знаний или построение их теоретических
взаимосвязей;
3)
анализ по внеэмпирическим критериям (фильтрам на граничные условия и
асимптоты);
4)
обобщение (на иные переменные и свойства);
5)
кросс-анализ и выдвижение гипотез;
6)
выбор наиболее адекватных соотношений с использованием методических полигонов.
Эмпирическая
морфология:
1)
разведочный анализ и исключение ошибок в данных;
2)
эскизный визуальный анализ взаимосвязей и выбор наиболее тесных и устойчивых;
4)
регрессионный и кластерный анализ (включая многомерные смесей и FCM);
5)
факторный и нелинейный регрессионный анализ;
6)
применение нейросетевых технологий;
7)
работа по 'историческим полигонам';
8)
формирование cводных таблиц по разным объектам с разными условиями седиментации
и эпигенеза;
9)
сопоставление оценок и коэффициентов по разным объектам;
10)
типологизация зависимостей с использованием предшествующего опыта работ;
11)
определение условий применимости и рекомендаций в виде справочников;
12)
тестирование рекомендаций на новом объекте;
Все
эти процедуры наряду с традиционными вкладываются в достаточно глубоко
разрабатываемую в последние годы идеологию работы с эпистемическими и
онтологическими знаниями. Полная их реализация представляет серьезные
трудности, но разработчики ПАНГЕИ реализуют многие этапы. Более полно
принципиальная схема новой версии ПАНГЕИ-ГИС приведена на блок-схеме.
К
числу ее дополнительных особенностей можно отнести профессионально развитые
средства статистической обработки, повсеместно применяемые алгоритмы
нелинейного оценивания, интерпретаторы скриптов с поддержкой их
петрофизического обоснования. Особый интерес представляет многоскважинная
интерпретация с использованием инструментария ПАНГЕИ. Как пример приводится
исследование поведения пластов АС10-АС12 в зоне клиноформного строения. Методы
БК и ГК для классификации выбраны исходя из задачи прослеживания изменения
мощности песчанистых и глинистых частей указанных пластов. Программу
Классификация применима, как полуавтоматический вариант межскважинной
корреляции, когда интерпретатор получает с одной стороны, возможность выделять
требуемое количество объектов, а с другой, получает определенное представление
о соответствии этих объектов друг другу по исследуемому профилю скважин. В
рамках развиваемой идеологии Классификация является удобным инструментом в
руках интерпретатора геолого-геофизической информации, а окончательное решение
о соответствии классов и объектов друг другу принимает он сам.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://petrogloss.narod.ru/