Застосування Інформаційної Системи «GeoBox» для вирішення задач автоматизації будівництва свердловин

Лугуманов М.Г., Гусєв А. Б., Артемов Д. В.

(ІСЦ «Геотест», філія ВАТ НПФ «Геофізика»)

В процесі збору та обробки геолого-технологічної інформації виникає необхідність автоматизації, що дозволяє поліпшити якість інформації, що надається за рахунок того, що оператори не відволікаються на ручну реєстрацію і можуть зосередитися на інтерпретації матеріалу.

В 1997 р. в НПФ «Геофізика» розроблена система контролю процесу буріння «Леуза-1». Вона представляла набір технологічних датчиків, комп'ютер (пристрій збору інформації) та інформаційне табло (пульт бурильника). Хоча система дозволяла зберігати зареєстровані дані, але основним призначенням був контроль параметрів буріння на місці. Комп'ютер аналізував дані датчиків і сигналізував про аномальні зміни в свідченнях, крім того, оператор міг роздрукувати графічний звіт за зібраними даними.

Для більш повного контролю процесу необхідна швидка передача даних з буря свердловини на бурове підприємство. В якості каналу передачі даних була обрана супутниковий зв'язок. Щоб зменшити обсяг переданих даних (і, відповідно, грошові витрати на супутниковий зв'язок), був розроблений алгоритм стиснення технологічної інформації. Фахівець, перебуваючи в сотнях кілометрів від свердловини, міг переглядати дані з бурової, зібрані кілька годин тому. Це було кроком вперед, однак не позбавлена недоліків. Головним недоліком було те, що передача даних здійснювалася вручну оператором зі свердловини. Крім того, спосіб зберігання даних у вигляді файлів був недостатньо гнучка і обмежував можливості спільної роботи з даними.

Назріла необхідність у якісно інший спосіб доставки, зберігання і обробки даних. Варіантом, що вирішили відразу всі проблеми, став перехід на зберігання даних в СУБД. Для взаємодії програми і що зберігаються даних використана концепція клієнт-сервер, що дозволяє зберігати дані на одному комп'ютері (сервері). Доступ до даних здійснюється з комп'ютерів-клієнтів.

В 2003 р. в НПФ «Геофізика» завершена розробка Інформаційної Системи «GeoBox». Нижче буде розглянута структура системи, її функції і характеристики.

1. Загальний опис ІС «GeoBox»

Інформаційна Система (ІС) «GeoBox» призначена для автоматизації збору, обробки, аналізу та зберігання геотехнологіческой інформації в процесі будівництва свердловин.

Система включає:

Базовий модуль «GeoBox»:

забезпечує базовий інтерфейс користувача;

інтегрує в себе додаткові модулі;

Програму «Реєстрація»:

здійснює реєстрацію показників датчиків в процесі буріння;

Агент доставки даних:

здійснює збір і доставку даних з бурових в центр;

Агент відправлення даних:

здійснює за запитом Агента доставки підготовку та відправлення запитаних даних;

Модуль адміністрування БД:

забезпечує інтерфейс для конфігурування ІС «GeoBox»;

Модуль створення звітних форм:

містить візуальний будівник звітних форм;

Програму «GeoData»:

забезпечує візуальне відображення даних реєстрації;

SQL-сервер FireBird 1.0:

сервер баз даних.

Взаємодія компонентів системи показано на рис. 1.

Рис. 1. Функціональна схема ІВ "GeoBox"

ІС «GeoBox» вирішує наступні завдання:

Збір та накопичення даних:

збір показників датчиків;

ручний введення інформації (опис шламу, керна, результати вимірів ЛБА, примітки і т.д.);

Відображення інформації:

в вигляді таблиць і діаграм;

в вигляді звітів/рапортів;

Аналіз та інтерпретація даних:

контроль за аномальними змінами реєстрованих параметрів;

підрахунок статистики свердловини;

зіставлення даних з декількох свердловин по одній площі;

збір і підготовка даних для побудови тривимірної моделі родовища;

автоматична і ручна інтерпретація даних;

Документування процесу:

ведення журналу видаваних рекомендацій;

ведення журналу використання доліт;

введення, збереження і відображення інших технологічних даних: характеристик доліт, забійних двигунів, бурових насосів і т.д.;

ведення справи свердловини;

видача заключних і оперативних звітів для вирішення як технологічних, так і геологічних завдань;

видача висновків по свердловині;

Імпорт/експорт даних:

для передачі даних між буровими та управлінням;

для взаємодії з іншими системами;

Даний перелік не вичерпує всіх можливостей системи, крім того, за рахунок гнучкої модульної структури ІС «GeoBox» може бути доповнена для вирішення найрізноманітніших завдань.

2. Проблеми

Нижче перераховані деякі проблеми, що виникли при розробці ІС «GeoBox», і коротко описані шляхи їх вирішення.

2.1. Канали зв'язку

Доставка даних з бурової площадки часто є досить складною проблемою. Погане якість або навіть повна відсутність каналів зв'язку може стати непереборною проблемою при створенні ІС. Для вирішення даної проблеми ІС «GeoBox» з самого початку спроектована в розрахунку на найрізноманітніші способи доставки даних, починаючи від супутникового каналу і закінчуючи кур'єрською доставкою дисків з даними. Таким чином, спосіб передачі даних з буровою неістотний.

2.2. Нестача кваліфікованого персоналу на свердловинах

Для вирішення даної проблеми в ІС «GeoBox» аналітична обробка даних може бути перенесена з бурових в єдиний центр обробки. Доставка даних до центру в цьому випадку може проводитися в повністю автоматичному режимі. Очевидно, що мати одного-двох висококваліфікованих фахівців в центрі значно простіше й ефективніше, ніж на кожній свердловині. Крім того, в цьому випадку при аналізі даних можна використовувати результати з інших свердловин, що підвищує якість аналізу.

2.3. Різнорідність стандартів зберігання даних

До справжнього моменту накопичено значну кількість успадкованого програмного забезпечення для вирішення різних завдань, що виникають у процесі будівництва свердловин. До недавнього часу загальним підходом було використання кожним розробником програм свого власного, несумісного з жодним іншим програмним забезпеченням стандарту зберігання даних. Зараз ситуація поступово змінюється, намітилися певні тенденції до вироблення стандарту. По крайней мере, для обміну даними між програмами існує стандарт LAS. Цей стандарт дозволяє описувати тільки лінійні (плоскі) структури даних, і не застосовний для зберігання складних ієрархічних структур. Альтернатива бачиться в застосуванні загальновизнаних відкритих стандартів, таких як XML-формат. ІС «GeoBox» підтримує обидва формати.

2.4. Відмінність вимог замовників до системи

Бурові розрізняються комплектацією і складом датчиків, кожен має свого управління бурових робіт свої вимоги до оформлення і складу даних, рапортів і журналів. Варіантів вирішення цієї проблеми два. Перший варіант - створення так званого усередненого варіанту системи, здатного більш-менш задовольнити вимогам більшості користувачів. Цей варіант є тупиковим, оскільки в процесі експлуатації і розвитку системи неминуче виникають ситуації, коли необхідно виконати доопрацювання під вимоги конкретного замовника. Це викликає лавиноподібний зростання числа різних версій/відгалужень програми та практичну неможливість супроводу такого проекту. Другий варіант - створення спочатку гнучкої системи, iконкам самим користувачем. Тобто створюється якесь ядро, здатне виконувати базовий набір функцій, плюс механізм настройки цього ядра під конкретну специфіку. При цьому у споживача завжди є вибір - використовувати чи базову конфігурацію, доопрацювати конфігурацію під свої потреби самостійно або замовити таку доопрацювання розробнику. Саме так побудована ІС «GeoBox».

2.5. Розрахована на багато користувачів робота з даними

Чим різноманітніше дані, що накопичуються в процесі будівництва свердловини, тим більшій кількості різних фахівців необхідний одночасний доступ до цих даними. Застосування як сховища даних SQL-сервера дозволяє (при належному проектуванні додатків) вирішити цю проблему. Користувачі можуть працювати з різних робочих місць в локальній мережі незалежно один від одного.

2.6. Захист інформації

Проблема не специфічно, але вирішувати її треба. Застосування SQL-сервера як сховище даних дозволило розмежувати права доступу. Кожен користувач має можливість тільки на ті дії, які йому дозволені явним чином. Причому механізм розмежування прав реалізовано не на рівні користувача додатки, а на рівні сервера БД, отже, не залежить від використовуваних додатків (програм). Крім того, у разі необхідності, можна фізично ізолювати сервер бази даних від користувачів.

3. Ключові функції ІС «GeoBox»

Автоматичний збір даних в реальному часі з бурових

повна автоматизація збору показників датчиків;

довільне число свердловин;

інтервал/розклад опитування задається окремо для кожної свердловини;

можливість повністю автоматичної роботи без участі оператора;

можливість швидкої доставки даних з буровою до Центру обробки інформації аж до режиму реального часу.

Різні варіанти доставки даних з буровою в Управління:

локальна мережа/Intranet;

модемна зв'язок;

супутникова зв'язок;

GSM-модеми;

кур'єрська зв'язок.

Зберігання інформації в SQL-БД:

надійність зберігання інформації;

розмежування прав доступу;

широкі можливості пошуку/сортування даних;

легкість інтеграції з іншими додатками.

Підтримка стандартних форматів:

імпорт/експорт даних у форматі LAS;

імпорт/експорт даних у форматі XML.

Модульна структура програмного комплексу:

комплекс містить базовий набір + додаткові модулі;

можливість вибрати тільки необхідні компоненти;

можливість поступового нарощування системи;

заказная розробка додаткових модулів/конфігурацій.

Масштабованість:

гнучке розподіл введення та аналізу даних між буровими і Центром обробки (управлінням);

різні варіанти побудови системи: від «Усе на одному комп'ютері» до великої розподіленої інформаційної системи.

Настраиваемость:

модуль конфігурування БД дозволяє настроїти БД для зберігання даних довільної структури;

модуль будівника звітів дозволяє створювати будь-які звіти;

вбудований скриптова мова дозволяє підвищити гнучкість обробки даних.

невимогливість до обчислювальних ресурсів:

компоненти системи здатні працювати на будь-якому сучасному персональному комп'ютері.

4. Висновок

Інформаційна Система «GeoBox» вирішує більшість завдань інформаційного забезпечення будівництва свердловин. Більш того, ІС «GeoBox», будучи гнучкою і розширюваної системою, готова для швидкого і якісного вирішення нових завдань у міру їх виникнення.

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.npf-geofizika.ru