Математическая процедура выделение эксплуатационных объектов (ВЭО).

Цель работы:

- Приближенное описание параметров с помощью лингвистических переменных.

- Формирование системы правил ВЭО.

- -Построение диаграммы нечетких, «размытых отношений».

Теоретические сведения

Эксплуатационным объектом (ЭО) следует называть группу пластов (пласт) или часть продуктивного разреза, предназначенные для одновременной совместной эксплуатации одной сеткой скважин. Выделение эксплуатационных объектов (ВЭО) должно осуществляться с учетом трех групп факторов:

1. геологических - ЭО может быть один мощный или несколько более мелких пластов, отделенных на значительной площади от выше- и нижележащих отложений пачкой непроницаемых пород; пласты, объединяемые в ЭО, должны быть сходными по литологическому составу и значениям проницаемости и пористости; флюиды в пластах должны иметь близкие физико-химические свойства, а сами пласты - близкие площади нефтегазоносности; пласты должны иметь примерно одинаковые приведенные давления; все нефтеносные пласты, имеющие одну поверхность ВНК, могут быть объединены в единый ЭО;

2. гидродинамических - необходимо учитывать возможности системы поддержания пластового давления, режимы нефтяных пластов, давления насыщения;

3. экономических - ЭО должен содержать рентабельные запасы УВ при ее извлечении самостоятельной сеткой скважин; ЭО должен обладать определенной мощностью, которая определяется экономической рентабельностью и техническими возможностями.

Анализ разработки многопластовых нефтяных месторождений Западной Сибири показывает, что объединение в один ЭО нескольких продуктивных пластов (Усть-Балыкское, Западно-Сургутское месторождения и др.) приводит к их неравномерной выработке, фактические показатели отстают от проектных, поэтому и конечные коэффициенты нефтеотдачи ожидаются ниже проектных. Такие многопластовые ЭО обычно разукрупнены и разделены. В то же время на месторождениях, где ЭО охватывает залежь одного продуктивного пласта, разработка проходит нормально. В меньшей степени принимались во внимание при ВЭО неоднородность пластов, характер совмещения контуров нефте­носности и залежей в плане.

Следует отметить, что некоторые авторы пытаются рассматривать задачу выделения ЭО как простую задачу «группирования объектов по комплексу характеристик». При этом ссылаются на ряд методик выделения однородных групп объектов по данным ГИС и петрофизики: «видовой каротаж»; выделение типо- кластеров на основе излома петрофизических характеристик; метод группирования Л.Б. Бермана и др. При этом происходит подмена понятий. Методы типизации, группирования по данным ГИС направлены на выявление основных типов, групп горных пород в разрезе скважин, на основе изучения законов распределения геофизических и петрофизических характеристик. Количе­ство таких «однородных» типов и групп пород в разрезе скважин может составлять от 3 до 10. Тогда как задача выделения имеет дело с группированием пластов с близкими геолого- физическими признаками. Каждый пласт может содержать от 3 до 10 таких типов, групп или, правильнее назвать фаций, в терригенных отложениях и от 5 до 15 в карбонатных отложениях. При этом, как правило, пласты разделены непроницаемыми (чаще всего, глинистыми) прослоями. Поэтому методики выявления однородных групп в разрезе скважин нельзя напрямую переносить на задачу выделения . Тогда как математические методы, лежащие в основе этих методик, могут быть использованы и в методиках выделения ЭО.

Математические методы выделения включают вероятностно-статистические и методы теории нечетких множеств. К вероятностно-статистическим методам относится так называемый кластерный анализ. Пусть имеется пластов, каждый из которых характеризуется определенным набором из параметров, т.е. каждому пласту в -мерном пространстве признаков можно поставить в соответствие точку .

Очевидно, объектам из разных групп должны соответствовать изолированные группы точек в пространстве . Если в пространстве выделить компактные группы точек, то тем самым будет проведено некоторое группирование исходной совокупности пластов. Группирование на основе выделения наиболее аномальных и типичных объектов можно проводить с помощью агломеративных иерархических процедур классификации. Одну из таких процедур реализует алгоритм «ОБЪЕДИНЕНИЕ», предложенный А.А. Дорофеюком. Алгоритм АА Дорофеюка базируется на последовательном объединении объектов в группы. Вначале каждый объект совокупности рассматривается как отдельная группа На первом шаге процедуры число групп сокращается на единицу за счетобъединения двух наиболее сходных объектов в одну группу. На последующих шагах процедуры возникает необходимость сравнения групп, состоящих более чем из одного наблюдения. Для этого вводится мера сходства между группами (между точками). Объединение групп происходит по индуктивному пра­вилу. Выбор осмысленного числа групп производится с помощью дендрограмм и дендрографов (графиков, иллюстрирующих объединение),

Чем ближе будут расположены объекты в многомерном пространстве, тем ближе величина к единице. Дендрограф дает более наглядное представление связей, так как здесь отражается не только иерархическое соподчинение групп, но и зависимости между объектами внутри группы. Каждый пласт представляется в виде точки в многомерном пространстве. Чтобы найти ряд решений по группированию пластов, а из них по возможности выбрать оптимальные, в работе были рассмотрены различные варианты комбинирования признаков. Группирование нефтяных залежей по комплексу параметров оказалось вполне допустимым. При этом комплекс параметров не должен превышать 5-7 при­знаков.