книги из ГПНТБ / Сохранов Н.Н. Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин

управления ЭВМ обеспечивает формирование сигналов основного маркера ОМ, вспомогательного маркера ВМ и синхроимпульсов СИ, необходимых для местного управления операциями обмена инфор­ мацией МУОП ОИ БЭСМ-4 при выполнении команд ввода. Сиг­ налы ОМ, ВМ и СИ вырабатываются при условии наличия разре­ шающего потенциала «пуск ввода», поступающего от МУОП ОИ БЭСМ-4.

Устройство преобразования форматов УПФ является универ­ сальным, и к его входу могут быть подключены любые устройства ввода, позволяющие выдать параллельный импульсный код с числом разрядов до 21. Для ввода каротажных данных с перфоленты и магнитной ленты к входу устройства УПФ подключают считывающее устройство с перфолент типа ФС-1500 (или ФСМ-5) и устройство ввода УВИ-3, разработанное Ленинградским ОКБ МГ СССР.

Ввод информации с перфолент производится следующим образом. Оператор набирает команду ввода на пульте управления ЭВМ БЭСМ-4. В результате из ЭВМ на устройства преобразования форматов и считывания данных с перфолент иа ФС-1500 подается сигнал разрешения. По этому сигналу устройство ФС-1500 считы­ вает информацию с перфоленты, и импульсы считанного кода посту­ пают на УПФ и оттуда в регистр результатов ЭВМ БЭСМ-4.

Ввод данных с перфолент осуществляется построчно. Формиро­ вание машинного слова из кодов строк производится программным путем. При считывании данных с перфоленты код строки поступает в рабочую ячейку. После этого содержимое рабочей ячейки сравни­ вается с признаками конца зоны, конца числа и метки, хранящи­ мися в машине в виде констант ввода. При встрече признака «конец зоны» регистр начального адреса ячеек для хранения чисел очищащается, а коды строк формируются в машинное слово. Формирова­ ние слова кончается по признаку «конец числа». При встрече этого признака регистр адреса ячейки для приема следующего числа изменяется на единицу. При встрече признака «метка» в 45-й разряд слова заносится единица. По второму признаку «конец зоны» сбра­ сывается сигнал «пуск ввода» и ввод прекращается. После этого сформированный массив чисел обрабатывается по программе редак­ тирования.

Ввод промыслово-геофизических данных с магнитной ленты, полученной преобразователем ПМЗ-3, производится устройством ввода УВИ-3. Устройство УВИ-3 считывает информацию с магнит­ ной ленты, формирует параллельный код и выдает его на вход устройства УПФ или на клеммы штепсельного разъема, соединя­ ющего считывающие устройства ВУ-700 с ЭВМ БЭСМ-4. Считывание информации осуществляется по зонам.

Принцип действия устройства ввода УВИ-3 заключается в сле­ дующем (рис. 28). Лентопротяжный механизм ЛМ протягивает ма­ гнитную ленту с записью данных каротажа. Коды чисел считываются магнитными головками считывающего устройства СУ. Для того чтобы иметь возможность считывать и вводить в ЭВМ БЭСМ-4 инфор-

60

мацшо с магнитных лент, записанных различными преобразова­ телями ПМЗ-3, блоки магнитных головок УВИ-3 и всех регистра­ торов ПМЗ-3 должны быть отрегулированы по тестовой ленте, полученной одним из них. Считанные и усиленные сигналы служеб­

с магнитной ленты в ЭВМ Минск-22 магнитные головки цифровых регистраторов ПМЗ-3 регулируют по

тестовой ленте, записанной в накопителе на магнитной ленте (НМЛ) этой машины.

Глава IV

АВТОМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ КАРОТАЖА НА ЭВМ

ВГРАФИЧЕСКОЙ ФОРМЕ

9.ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕРПРЕТАЦИИ Д А Н Н Ы Х

КАРОТАЖА НА ЭВМ

Заключительным этапом автоматической интерпретации данных каротажа с помощью ЭВМ является представление результатов интерпретации в графической форме. Результаты интерпретации промыслово-геофизических данных обычно выдаются в виде таблиц, кривых зависимости различных величин (удельного сопротивления пород, пористости и нефтенасыщенности и т. п.) от глубины, литологических колонок, карт и других построений.

Автоматическая печать таблиц может быть обеспечена стан­ дартными печатающими устройствами типа АЦПУ, устанавлива­ емыми на выходе ЭВМ. Это же устройство можно использовать для вывода кривых, литологического разреза и других результатов интерпретации (см. рис. 35). Однако полученные при помощи АЦПУ кривые и литологические колонки недостаточно детальны и требуют дополнительной затраты времени на оформление и размножение результатов. В связи с этим для построения графиков и литологических колонок по результатам интерпретации данных каротажа на

61

ЭВМ необходимо применять специализированные многоканальные устройства воспроизведения кода в аналоговую форму и в знаки литологии.

Основными задачами графического воспроизведения цифровой информации в системе оперативной интерпретации данных каротажа на ЭВМ являются следующие:

.3) выдача результатов интерпретации для составления заклю­ чения о скважине и дальнейшего использования их при геолого­ разведочных работах;

4) построение карт и профилей.

Графический вывод при контроле* за ходом обработки данных в ЭВМ необходим в тех случаях, когда обработке подвергается большой объем исходных геофизических данных: при выделении пластов и отбивке их границ, литологическом расчленении разреза скважин и т. д. Помимо этого согласно существующим правилам графические построения необходимы для представления Государ­ ственной комиссии по запасам (ГКЗ) при обосновании запасов полезных ископаемых. Поэтому форма выдачи окончательных резуль­ татов геофизических исследований скважин, а также промежуточ­ ных результатов прп контроле обработки данных на ЭВМ должна быть возможно более близкой к применяемой в настоящее время. Примеры графического вывода результатов литологического рас­ членения и выделения коллекторов в разрезе скважин и обработки данных Б К З показаны соответственно на рис. 2 и 34.

Результаты машинной интерпретации данных каротажа (удель­ ное сопротивление, индексы литологии, коэффициенты пористости и нефтенасыщенности и др.) компонуют программным путем вместе с исходными данными в таблицу РІІ, удобную для воспроизведения, и выводят ее из ЭВМ на перфоленту, магнитную ленту (режим «о// line») или непосредственно на регистратор (режим wn line»). Для воспроизведения данных таблицы РИ в графической форме жела­ тельно использовать координатографы общего назначения. Однако выпускаемые в настоящее время промышленностью координато­ графы типа «Атлас» не рассчитаны на быстрое оформление большого количества информации, выдаваемой в результате промыслово-гео­ физических исследований и их интерпретации, и поэтому непри­ годны для решения большинства из указанных выше задач. Эти приборы целесообразно использовать для построения карт, профи­ лей и одиночных кривых.

Для восстановления информации в графическую форму необ­ ходим специализированный многоканальный преобразователь-реги­ стратор, позволяющий считывать цифровые данные с перфолент, магнитных лент или непосредственно из оперативной памяти ЭВМ, преобразовывать их в аналоговую форму и регистрировать в виде

62

непрерывных кривых и литологической колонки на одной широкой диаграмме.

Опыт применения ЭВМ для обработки и интерпретации данных каротажа показал, что около половины машинного времени затра­ чивается на вывод результатов интерпретации. В связи с этим при выводе информации из машины для последующего воспроизведения ее в графическую форму необходимо применять компактные способы кодирования, позволяющие сократить объем и время на вывод инфор­ мации на ЭВМ. Можно применить следующие способы уплотнения цифровой информации [49] :

чае показано на рис. 6, б (ЭВМ Минск-22). Как видно, в одном слове помещаются три величины fyv, представляющие исходные гео­ физические данные или определенные при интерпретации параметры

одновременного воспроизведения пластовых (результаты интерпре­ тации) и точечных данных (исходные данные, результаты интерпре­ тации) возможно только при синхронном считывании этих материа­ лов с двух носителей информации, на одном из которых размещены пластовые, а на другом точечные данные. При считывании данных непосредственно из ЭВМ результаты машинной интерпретации (ин­ декс литологии I t и коды пяти различных величин Ь]Ч) размещают последовательно в одной ячейке. Содержащиеся в ячейке величины в этом случае характеризуют і-ю точку скважины, а не ѵ-й пласт.

Применение указанных способов размещения исходных геофизи­ ческих данных и результатов интерпретации существенно упрощает конструкцию регистратора результатов интерпретации, сокращает число считывающих устройств и ускоряет вывод данных из вычи­ слительных машин.

На основе материала, изложенного выше, технические требо­ вания к многоканальному преобразователю-регистратору резуль­ татов интерпретации данных каротажа на ЭВМ мояшо сформулиро­ вать следующим образом.

1. Преобразователь-регистратор должен регистрировать одно­ временно кривые исходных промыслово-геофизических данных, ре­

колонка должны регистрироваться в функции глубины на раздель­ ных дорожках; точность привязки данных по глубине должна быть не хуже величины шага дискретизации по глубине А. На дорожках

63

записи кривых должны наноситься линии глубин и масштаба реги­ страции геофизических величин, а отметки глубины печататься против линий глубины, кратных 10 м.

3. Регистратор должен обеспечивать считывание цифровых дан­ ных с магнитных лент пли с перфолент и непосредственный вывод их из ЭВМ. Считываемая с лент информация может быть записана цифровыми каротажными регистраторами (ФООІ, ПЛК-4 и ПМЗ-3) пли выведена из ЭВМ.

4. Совместная регпстрация исходных геофизических данных и результатов пх интерпретации должна производиться считыванием информации либо с одной ленты, обычно выведенной из ЭВМ, либо с двух различных лент: ленты исходных данных, полученной пре­ образователем, и ленты результатов, выведенных из ЭВМ.

5.Считывание с перфолент должно осуществляться стандарт­ ными читающими устройствами типа ФСМ-5 и ФС-1500.

6.Способ регистрации результатов интерпретации должен обе­ спечивать размножение полученных материалов.

10.М Н О Г О К А Н А Л Ь Н Ы Й РЕГИСТРАТОР РЕЗУЛЬТАТОВ И Н Т Е Р П Р Е Т А Ц И И

ТИПА II024

Многоканальный преобразователь-регистратор 1 типа Н024 пред­ назначен для представления исходных промыслово-геофизических данных и результатов их интерпретации на ЭВМ в виде аналоговых кривых и литологической колонки [29]. Считывание промысловогеофизических данных и результатов их интерпретации на ЭВМ производится с перфолент или непосредственно из оперативной памяти ЭВМ БЭСМ-4. Прп работе с машиной БЭСМ-4 (режим «on line») данные о геофизических величинах Ър и литологии /(- для каж­ дой точки размещают в одном слове.

Прп считывании с перфолент (режим «ojf line») коды этих вели­ чин размещают в соответствии с форматами слов, показанными на рис. 6, б. Считывание информации осуществляется стандартными устройствами типа ФСМ-5 или ФС-1500 одним или двумя каналами

вследующих режимах:

1)точечном — на перфолентах зарегистрированы данные, полу­ ченные в каждой точке;

2)пластовом — на перфоленте зарегистрированы результаты ин­

терпретации по пластам и величины Кѵ; 3) смешанном — на одной перфоленте нанесены данные по точ­

кам, на другой по пластам.

Одновременно могут считываться и регистрироваться пять кри­ вых различных величин и знаки литологии, согласованные по глу­ бине. Кривые, литологическая колонка и цифровые отметки глу-

1 Многоканальный преобразователь-регистратор результатов интерпрета­ ции промыслово-геофизических данных типа Н 0 2 4 разработан ВНИИГеофпзнкой, АзИНефтехимом и заводом Виброприбор.

64

бины, кратные 10 м, записываются на раздельные дорожки. На дорожках наносятся горизонтальные линии глубины и вертикальные линии масштаба записи регистрируемых величин. Запись произво­ дится на фотобумагу шириной 400 мм или фотокальку шириною 430 мм в масштабе глубин 1 : 50, 1 : 200 или 1 : 500. Для этого шаг дискретизации кривых по глубине должен быть кратным 0,05 м. Запись кривых и литологического разреза скважины в интервале глубин 80 м производится в течение 1—2 мин в зависимости от шага квантования.

Принцип действия

При работе регистратора Н024 (рис. 29) со считывающими устрой­ ствами перфолент тактовые импульсы, генерируемые датчиком цикла ДЦ с периодом т (0,07, 0,11 или 0,14 с), опрокидывают упра­ вляющие триггеры ТУП канала I I и ТУІ канала I , если схема

БЭСМ-* Ков число Зопоос

задержки СЗ находится в положении Кѵ = 0, разрешающем счи­ тывание. В результате считывающие устройства СУІ и СУП обоих каналов начинают считывание кодов с перфолент. Считывание инфор­ мации прекращается по сигналам «конец слова», которые возвращают триггеры ТУІ и ТУП в исходные положения.

Кодовые импульсы поступают на формирователи ФИ1—ФИЗ и ФИ5 обоих каналов, а синхроимпульсы — на формирователи ФСИ.

Сформированные в канале I I кодовые импульсы распределителем ІІЭРІІ подаются в цифровые запоминающие устройства ЦЗУ4 и ЦЗУ5 и преобразователями «код—напряжение» ПКН4 и ПКН5 преобразуются в напряжения. Напряжения запоминаются анало­ говыми запоминающими устройствами АЗУ4 и АЗУ5 и фиксируются

2) код индекса литологии Іѵ поступает на дешифратор Д преоб­ разователя «код—литология» ПКЛ: в результате на ленту нано­

триггер ТУП и считывающее устройство СУП капала I I и считывает следующее слово. Для исключения изменения регистрируемых вели­ чин на время считывания следующего слова запоминающие устрой­ ства АЗУ вместе с гальванометрами отключаются от преобразова­ теля «код—напряжение». Этот же тактовый импульс уменьшает

ровых данных по глубинам записываемую на перфоленту инфор­ мацию разделяют на зоны по сигналам (меткам), соответствующим заданным глубинам. Для согласования считываемых с разных пер­ фолент цифровых данных по концу зоны и исключения разрыва кривых при переходе к считыванию следующей зоны перфоленты применены схемы выделения кода «конец зоны», состоящие из схем совпадения ИІ, ИІІ, запоминающих устройств ЗУІ, З У Н и схемы управления лентопротяжным механизмом регистратора СУП.

Протяжка фотоленты осуществляется лентопротяжным механиз­ мом регистратора Р с приводом от синхронного электродвигателя

А' — шаг квантования по глубине на диаграмме в мм; т — период цикла в с.

66

С ведущим валом лентопротяжного механизма связан датчик глубин ДГ, который управляет блоками СГ нанесения на ленту линий глубин и фотографирования цифр глубин.

Управление считыванием осуществляют тактовые сигналы дат­ чика цикла ДЦ. Тактовый импульс опрокидывает триггер Т1, посы­ лающий в машину сигнал «запрос». Триггер Т1 с задержкой 30 мс (ФИ30) перебрасывает триггер Т2, посылающий в машину сигнал «разрешение на перфорацию». По этому сигналу содержимое теку­ щей ячейки: код индекса литологии (разряды 2—4) и величины Ъг (разряды 5—15), Ьг (разряды 16—24), Ь3 (разряды 25—31), è4 (раз­

на дешифратор Д и устройства ЦЗУ. Коды величин Ъ1—Ъь преоб­ разуются в напряжения, которые регистрируются гальванометрами регистратора, код индекса / ; дешифруется и на ленту фотографируется соответствующий знак литологии. Если в ячейке имеется код глу­ бины (разряд ячейки 1), то нанесение линий глубин управляется этим кодом. Через 60 мс после поступления импульса формирова­ тель ФИ60 выдает сигнал, который возвращает триггеры Т1 и Т2

висходное положение.

Рассмотрим кратко принцип действия основных схем и блоков

преобразователя-регистратора раздельно.

С х е м а п р е о б р а з о в а т е л я « к о д — а н а л о г » вклю­ чает в себя цифровое запоминающее устройство ЦЗУ, преобразова­ тель «код—напряжение» ПКН и аналоговое запоминающее устрой­ ство АЗУ (см. рис. 29).

В качестве цифрового запоминающего устройства использован 9-разрядный регистр на транзисторных триггерах. Преобразователь «код—напряжение» представляет собой набор резисторов 2R ж R, подключаемых транзисторным переключателам либо к положитель­ ному, либо к отрицательному полюсам источника эталонного на­ пряжения. Каждый переключатель состоит из последовательно включенных транзисторов р—п—р и п—р—п. Преобразователь такого типа имеет следующие преимущества: а) постоянство выход­ ного сопротивления; б) независимость точности преобразования от параметров запертых транзисторов; в) большое быстродействие.

Аналоговым запоминающим устройством служит ячейка RC, периодически подключаемая к выходу преобразователя «код—напря- жение», управляемым ключом К (рис. 30). К выходу запоминающего

устройства подключены гальванометры регистратора Г, которые работают в апериодическом режиме. Степень успокоения ß и собственная частота гальванометра / 0 подбираются таким образом,

ществляется следующим образом. Код числа запоминается в реги­ стре ЦЗУ (см. рис. 29). Напряжения на выходе триггеров регистра управляют транзисторными ключами. В положениях триггеров, соответствующих «1», ключи открыты и на входы преобразователя «код—напряжение» подаются положительные потенциалы. Поло­ жительные потенциалы открывают транзисторы р—п—р и закры­ вают транзисторы п—р—п преобразователя «код—напряя^ение», подключая при этом соответствующие резисторы к отрицательному полюсу источника. На выходе преобразователя появляется напря­ жение, соответствующее считанному коду.

Напряжение с выхода преобразователя «код—напряжение» по­ дается на аналоговое запоминающее устройство АЗУ. Для под­ держания напряжения на входе гальванометра постоянным запо­ минающая ячейка АЗУ по команде «отключение гальванометра и сброс регистра» отключается ключом К от преобразователя «код— напряжение» на время считывания с перфоленты следующего кода и преобразования его в напряжение.

Из изложенного принципа преобразования «код—аналог» оче­ видно, что качество воспроизведенных по цифровым данным кривых (небольшая погрешность, отсутствие ступеней) определяются вели­ чиной шага дискретизации А, подбором гальванометров и их режима при заданной скорости воспроизведения. Так как движение блика гальванометра при ступенеобразном изменении напряжения на его входе нелинейно, то гладкой кривой при небольшой погреш­ ности воспроизведения (меньше 5%) практически можно добиться уменьшением шага дискретизации А'. Оптимальной величиной А' можно считать 0,25—0,5 мм на бумаге, что при масштабе глубин 1 : 200 соответствует 0,05—0,1 м по глубине скважины.

Применение такой величины шага дискретизации кривых каро­ тажа привело бы к увеличению числового массива и времени обра­ ботки его на ЭВМ в 2—4 раза. Поэтому целесообразнее увеличить в 2—4 раза число точек путем интерполяции исходных цифровых данных после их обработки в ЭВМ, увеличив при этом во столько же раз скорость воспроизведения кода в аналог.

Погрешность е воспроизведения кривой по цифровым данным определяется главным образом погрешностями еп , ег и ее, вызван­ ными, соответственно, неточностью преобразования «код—напря­ жение», влиянием собственных процессов гальванометра и разряд­ кой конденсатора запоминающей ячейки ВС за время отключения ее от преобразователя. Без существенных трудностей можно добиться, чтобы указанные погрешности были следующими: еп ^ 1%, ег ^ 2%

68

и ее sc 2%. В этом случае, задавшись значениями шага дискре­ тизации А' и скоростью воспроизведения диаграмм ѵ, можно опре­ делить частоту гальванометра / 0 и величину RC запоминающей ячейки но формулам

Устройство печати представляет собой систему шторок с различ­ ной формой щелей, устанавливаемую между осветителем и цилиндри­ ческой линзой оптической системы регистратора. Считанный с пер­ фоленты код индекса литологии распознается схемами совпадения, запоминается тремя триггерами и подается на схему дешифратора, имеющего семь выходов. В зависимости от кода индекса литологии дешифратор подает команду для перемещения соответствующих шторок устройства печати. При выбранном положении шторок свет осветителя проникает через образовавшиеся щели на фотобу­ магу и засвечивает на ней нужный условный знак литологии (см;

В с х е м е у п р а в л е н и я с ч и т ы в а н и е м тактовые импульсы, запускающие считывающие устройства, создаются датчи­ ком циклов, связанным с лентопротяжным механизмом. Задающим элементом датчика циклов является фотоэлектрическое устройство, вырабатывающее импульсы с периодами 0,11 и 0,14 с. Устройство выполнено в виде вращающегося диска.с двумя рядами отверстий, расположенного между фотодиодами и лампочками. При засвечива­ нии фотодиода лампочкой на вход схемы формирования, состоящей

69