Н. П. Демченко / Начальник отдела магистратуры: / А. А. Канев

Структурная и информационная схемы СГИИС, особенности преобразования информации в различных ее частях. Структура СГИИС как совокупность измерительных преобразователей, устройств обработки, передачи, хранения и отображения количественной информации. Согласование элементов СГИИС по мощности, чувствительности. Классификация СГИИС.

Характеристики СГИИС. Объект исследования и спектральные характеристики геофизических сигналов. Метрологические характеристики. Динамические характеристики. Помехоустойчивость. Информационные критерии. Технико-эксплуатационные характеристики.

Условия эксплуатации, эксплуатационные нагрузки и их действие на аппаратуру. Элементы теории надежности и ремонтопригодности. Способы и методики испытаний аппаратуры.

Принципы проектирования СГИИС. Методические основы стандартизации. Выбор и обоснование параметрических рядов аппаратуры. Унификация узлов и деталей. Общие вопросы конструирования геофизических приборов. Агрегатированная система геофизических приборов (АСГП).

3. Основы метрологии геофизических исследований скважин. Метрология. Измерение. Единство измерений. Единообразие средств измерений в процессе эксплуатации. Специфика геофизических измерений. Специфика единиц измерения геофизических величин. Метрологическое обеспечение ГИС.

Средства измерений. Свойства и характеристики средств измерений.

Классификация измерений. Методы и способы измерений.

Погрешности геофизических измерений и средств измерений. Показатели точности. Способы выражения погрешностей. Классификация погрешностей измерений и средств измерений.

Динамические свойства геофизических средств измерений. Способы описания динамических характеристик.

Нормированные метрологические характеристики. Выбор комплекса нормированных характеристик геофизической аппаратуры.

Расчет характеристик погрешности геофизической аппаратуры в рабочих условиях ее применения.

Суммирование погрешностей измерений. Критерий ничтожной погрешности. Практические правила определения результирующей погрешности СГИИС и общей погрешности геофизических измерений.

Способы передачи единиц физических величин от рабочих геофизических эталонов и исходных образцовых средств измерения к рабочим средствам измерений. Ведомственная и локальная калибровочные (поверочные) схемы.

Основные метрологические процедуры ГИС. Градуировка геофизической аппаратуры. Виды градуировок. Технология проведения градуировки. Обработка результатов градуировки.

Поверка геофизической аппаратуры. Виды поверок. Критерии качества поверки. Обработка результатов поверки геофизической аппаратуры.

Калибровка геофизической аппаратуры.

Ведомственная метрологическая служба. Структура метрологической службы. Метрологическое обеспечение геофизических подразделений.

4. Измерение первичных геофизических параметров. Физические основы получения геофизических параметров Основы взаимодействия физических полей с веществом. Физические явления и эффекты, используемые для получения измерительной информации.

Измерительные геофизические преобразователи: контактные, резистивные, магнитные, емкостные, радиационные, пьезоэлектрические, индукционные. Унифицированные первичные измерительные преобразователи в агрегатированной системе геофизических приборов (АСГП).

Геофизические зонды и датчики.

Измерение глубин в СГИИС.

Зонды электрических и электромагнитных методов и их разновидности. Особенности конструкций многоэлектродных и фокусирующих зондов.

Акустические зонды. Особенности работы двух-, трех- и многоэлементных зондов. Конструктивные элементы зондов сейсмоакустической аппаратуры: излучатели, приемники, акустические изоляторы.

Зонды радиометрии. Излучатели и детекторы. Конструктивные особенности зондов различных методов радиометрии. Основы теории статистических отсчетов при радиометрических измерениях.

Зонды ядерно-магнитного резонанса.

Датчики каверномеров и профилемеров.

Датчики инклинометров.

Датчики термометров и расходомеров.

5. Передача информации. Основные принципы и методы передачи геофизической информации

Электрокабельная линия связи. Общая характеристика и устройство геофизических кабелей. Первичные электрические параметры кабелей. Волновые параметры кабелей.

Бескабельные линии связи в геофизике.

Принципы телеизмерений. Характеристика первичной измерительной информации. Методы передачи сообщений при телеизмерениях. Непрерывные виды модуляции сигналов (AM, ЧМ, ФМ). Импульсные виды модуляции сигналов (АИМ, ФИМ, ШИМ, ЧИМ, КИМ). Спектры модулированных колебаний.

Помехи при геофизических измерениях. Сравнительная оценка помехо-устойчивости различных видов модуляции. Основные способы борьбы с помехами в геофизической аппаратуре. Приемы борьбы с помехами, обусловленными изменением сопротивления цепи и наличием в измерительной цепи потенциалов СП.

Геофизические каналы связи. Передача информации по каналам. Основные вопросы теории передачи информации. Скорость передачи информации и пропускная способность каналов связи. Согласование характеристик сигналов с параметрами канала связи.

Скважинные телеизмерительные системы. Многоканальное построение телеизмерительных систем. Частотное и временное разделение каналов. Способы увеличения информативности много­канальной аппаратуры.

Аналоговые телеизмерительные системы (ТИС). Частотные ТИС. Частотные модуляторы и демодуляторы. Структурные схемы преобразования частоты и периода в напряжение. Телеизмерительные системы с время-импульсной модуляцией (ВИМ).

Помехи и борьба с помехами при передаче аналоговой информации.

Аналоговые скважинные геофизические приборы.

Комплексирование геофизической аппаратуры.

Принципы построения аппаратуры электромагнитных методов. Функциональные схемы, измеряемые параметры, технико-эксплуатационные характеристики и основные особенности серийных образцов приборов.

Принципы построения сейсмоакустической аппаратуры. Функциональные схемы, технико-эксплуатационные характеристики и особенности серийных образцов сейсмоакустической аппаратуры. Помехоустойчивость телеизмерительных систем для акустических исследований скважин.

Принципы построения радиометрической аппаратуры. Функциональные схемы, технико-эксплуатационные характеристики и особенности серийных образцов аппаратуры радиометрии.

Аппаратура для других геофизических методов. Специальные и вспомогательные устройства для геофизических измерений.

6. Методы и средства преобразования цифровой геофизической информации.

Виды сигналов и их математическое описание. Информация и сигнал. Временное и частотное представление сигналов. Спектры и корреляционные характеристики сигналов.

Способы преобразования аналоговых сигналов в цифровой код: считывания, последовательного счета, поразрядного уравновешивания.

Квантование измерительных сигналов. Квантование сигналов по времени, уровню и координатам. Равномерное и неравномерное квантование.

Равномерное квантование. Статические и динамические погрешности квантования. Теорема Котельникова. Восстановление непрерывной функции при дискретизации по теореме Котельникова. Восстановление сигнала по дискретным данным. Связь между шагом дискретизации, методом и точностью восстановления. Определение оптимального шага дискретизации в зависимости от вида восстанавливающей функции и критерий оценки верности воспроизведения.

Неравномерное квантование. Алгоритмы адаптивного квантования. Сжатие измерительных данных. Методы и алгоритмы сжатия данных. Обратимое и необратимое сжатие данных. Показатели качества алгоритмов сжатия.

0сновы теории кодирования. Виды кодов, применяемых в геофизической практике. Кодирование информации при передаче сообщений. Оптимальное и эффективное кодирование. Помехоустойчивое кодирование. Корректирующие коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки. Блоковые и непрерывные коды.

Функциональное преобразование сигналов. Масштабно-временное преобразование сигналов. Фильтрация измерительных сигналов. Фильтрация аналоговых сигналов. Корреляционные методы фильтрации сигналов.

Цифровая фильтрация сигналов. Алгоритмы и характеристики цифровых фильтров. Вопросы реализации цифровых фильтров.

Методы и средства повышения точности измерительных устройств

Классификация методов. Автоматическая коррекция погрешностей.

Способы борьбы с помехами в аппаратуре ГИС. Способы устранения нелинейности звеньев. Методы отрицательной обратной связи.. Тестовые методы. Структурные схемы цифровых телеизмерительных систем с обратными связями. Методы вспомогательных измерений, образцовых мер.

Способы коррекции динамических погрешностей. Точность коррекции динамических погрешностей. Автоматическая коррекция динамической погрешности с помощью корректирующих звеньев.

Интерфейсы. Общая характеристика интерфейсов: "Общая шина", КАМАК, приборного интерфейса.

Конструкции и свойства измерительных механизмов различных систем: магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, электроста­тической. Физические основы измерений. Основные статические параметры измерительных приборов.

Дифференциальное уравнение измерительного прибора. Динамические режимы. Переходная функция. Частотные характеристики.

Преобразователи геофизических диаграмм. Устройства подготовки геофизических данных для обработки на ЭВМ. Преобразователи графиков: принцип действия, устройство, функциональные схемы, режимы работы, форматы записи. Сканеры. Дигитайзеры.

Цифровые измерительные и регистрирующие приборы. Геофизические цифровые регистраторы: назначение, принцип действия, структурная схема, режимы работы, форматы записи.

Полевые вычислительные, регистрирующие и обрабатывающие комплексы (ПВК). Архитектура ПВК. Специальные внешние устройства. Устройства связи с объектом (УСО). Аналоговые блоки и преобразователи аналог-код. Назначение, структурные схемы, основные технические характеристики.

Требования к современным телеизмерительным системам. Комплексные цифровые геофизические телеизмерительные системы: кодо-фазо-импульсная (КИМ-ФИМ), время-импульсная (ВИТС), агрегатированная система геофизических приборов (АСГП) с времяимпульсной телеизмерительной системой (КИМ-ВИМ).

Программно-управляемые приборы электрометрии, радиометрии, акустических исследований скважин. Назначение. Основные технические характеристики. Структурные схемы. Приемы, обеспечивающие уменьшение погрешностей измерений.

Геофизические измерительные лаборатории и станции.

Классификация измерительных лабораторий. Общая характеристика цифровых геофизических лабораторий. Структурные схемы цифровых лабораторий. Подсистемы геофизических лабораторий. Назначение и основные технические данные стандартных блоков геофизических лабораторий. Специализированные блоки лабораторий. Специализированные системы регистрации и обработки геофизических данных.

Структура программного обеспечения СГИИС.

Телеизмерительная система с беспроводным каналом связи. Организация канала связи. Типы аппаратуры. Назначение и краткая техническая характеристика аппаратуры.

Автономные приборы. Принципы конструирования автономных приборов.

Информационно-измерительные системы для исследования горизон­тальных скважин

10. Основы технологии геофизических измерений. Подготовка и проведение геофизических измерений. Контроль состояния и профилактика аппаратуры. Выбор масштабов записи, скорости перемещения зондов и датчиков. Контроль процесса исследований, повторные записи. Особенности проведения исследований различными методами и аппаратурой. Контроль качества геофизических данных.

Регулировка и настройка аппаратуры при подготовке и проведении геофизических работ. Задачи, решаемые теорией эксплуатации. Эргономические факторы при решении эксплуатационных задач.

Обработка геофизической информации. Организация системы обработки. Алгоритмы и методика первичной обработки: устранение первичных сбоев, масштабирование, увязка геофизических данных по глубине, фильтрация. Обработка с целью получения геофизической и геологической информации Приемы повышения точности при обработке геофизических данных.

Метрологическое обеспечение аппаратуры электрометрии. Метро­логическое обеспечение акустических исследований скважин. Метрологическое обеспечение аппаратуры радиометрии. Средства поверки аппаратуры.

1. Блюменцев А.М. и др. Метрологическое обеспечение геофизических исследований скважин. - М.: Недра, 1991.

2. Кривко Н.Н. Аппаратура геофизических исследований скважин. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1991.

3. Куликовский К.А., Купер В.Я. Методы и средства измерений. - М.:

Энергоатомиздат, 1986.

4. Широков В.Н., Лобанков В.М. Теоретические основы метрологии геофизических исследований скважин. Учебное пособие. - М.: ГАНГ, 1996.

5. Широков В.Н., Митюшин Е.М., Неретин В.Д. и др. Скважинные геофизические информационно-измерительные системы. Учебное пособие. - М.: Недра, 1996.

б) дополнительная литература

1.Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи) - Л.: Энергоатомиздат, 1983.

2. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. - Киев: Вища школа, 1982.

3. Основы эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры. (А.К.Быкадоров, Л.И.Кульбак, В.Ю.Лавриненко и др.) - М.: Высшая школа, 1983.

4. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. - М.: Энергия, 1981.

5. Руднев О.В. Телеизмерительные системы в промысловой геофизике. - М.:

Недра, 1992.
3.7. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС

1. Введение. Краткая история разработки алгоритмов индивидуальной интерпретации данных ГИС; вклад отечественных геофизиков. Задачи, которые решаются при интерпретации данных ГИС на стадиях поисков и разведки, эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Информационная модель ГИС.

2. Электрические и электромагнитные методы ГИС. Удельное электрическое сопротивление горных пород. Влияние на удельное сопротивление коэффициента пористости, геометрии пор, минерального состава твердой фазы, минерализации, химического состава и температуры пластовых вод, объемной влажности породы, термобарических условий залегания породы.

Интерпретация диаграмм трехэлектродных зондов. Кривые кажущегося сопротивления градиент- и потенциал-зондов в пластах высокого и низкого сопротивления, мощных и тонких для идеальных и реальных зондов при отсутствии и наличии влияния скважины. Кривые трехэлектродных зондов в пачке пластов высокого и низкого сопротивления.

Интерпретация диаграмм бокового электрического зондирования (БЭЗ). Типы кривых зондирования в пластах бесконечной и ограниченной мощности при отсутствии и наличии зоны проникновения. Построение фактической кривой зондирования. Определение параметров зоны проникновения и неизмененной части пласта по палеткам БЭЗ.

U-эквивалентность. Область применения и ограничения БЭЗ.

Интерпретация диаграмм микрозондов. Задачи, решаемые по диаграммам микрозондов. Ограничения в применении метода.

Интерпретация диаграмм экранированных зондов ЭЗ (БК, МБК). Поле трехэлектродного и семиэлектродного зонда БК. Зависимость эффективного удельного сопротивления, регистрируемого зондом БК, от параметров пласта, зоны проникновения, скважины. Интерпретация диаграмм однозондовой и многозондовой модификаций БК в различных геоэлектрических условиях. Область применения БК, задачи, решаемые этим методом.

Интерпретация диаграмм микробокового и микросферического зондов. Область их применения, решаемые задачи.

Комплексная интерпретация диаграмм БК и МБК.

Интерпретация диаграмм электромагнитных методов ГИС – индукционного, высокочастотного изопараметрического индукционного (ВИКИЗ), диэлектрического. Диэлектрическая проницаемость горных пород, факторы, ее определяющие. Анализ вклада в сигнал, регистрируемый электромагнитными методами, токов проводимости и смещения в различных диапазонах частот электромагнитного поля.

Определение по данным однозондовой и многозондовой модификации ИК, по данным ВИКИЗ удельного сопротивления неизмененной части коллекторов, строения зоны проникновения в скважинах, пробуренных с растворами на водной основе (РВО), удельного сопротивления пород в скважинах, пробуренных с растворами на нефтяной основе (РНО).

Краткие сведения об интерпретации данных индукционного метода и ВИКИЗ в горизонтальных скважинах.

Интерпретация диаграмм диэлектрического метода в скважинах, пробуренных на РВО и РНО. Комплексная интерпретация диаграмм индукционного, диэлектрического метода и ВИКИЗ.

Комплексная интерпретация данных БЭЗ, БК и индукционного метода (изорезистивная методика).

3. Электрохимические методы ГИС. Электрокинетические свойства горных пород ­– диффузионно-адсорбционная, фильтрационная, окислительно-восстановительная активность, поляризуемость, факторы, определяющие значения этих параметров.

Интерпретация диаграмм метода собственных потенциалов (СП). Влияние литологии пород, минерального состава твердой фазы, минерализации и химического состава пластовых вод и фильтрата бурового раствора на показания метода СП. Вклад в формирование поля СП различных физико-химических процессов в различных горно-геологических условиях. Задачи, решаемые при интерпретации диаграмм СП. Область применения метода.

Интерпретация диаграмм вызванных потенциалов. Поляризуемость пород с ионной и электронной проводимостью, факторы, ее определяющие. Задачи, решаемые методами ВП, область применения.

4. Ядерные методы ГИС. История создания ядерных методов ГИС, их роль в современном комплексе ГИС, при поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений.

Метод естественной радиоактивности – гамма-метод (ГМ). Естественная радиоактивность горных пород. Интегральная и спектральная модификации гамма-метода. Факторы, влияющие на показания любых ядерных методов ГИС. Интерпретация диаграмм интегрального и спектрального ГМ. Интерпретация диаграмм метода радиоактивных изотопов. Примеры решения различных геологических задач по данным ГМ. Метрологическое обеспечение интерпретации данных ГМ.

Нейтронные методы ГИС. История открытия нейтрона. Нейтронные параметры элементов, минералов, горных пород. Модификации нейтронных методов – нейтронный гамма (НГМ), нейтрон-нейтронный (ННМ) по тепловым и надтепловым нейтронам, импульсные нейтронные методы(ИНГМ, ИННМ). Интерпретация диаграмм нейтронных методов со стационарным (НГМ, ННМ) и импульсным (ИНГМ, ИННМ) источником. Определение нейтронной пористости и суммарного водородосодержания по данным стационарных нейтронных методов. Выделение и изучение газоносных коллекторов по данным стационарных нейтронных методов, нефтеносных - по данным импульсных нейтронных методов. Использование нейтронных методов при контроле разработки нефтяных и газовых месторождений; ограничения в их применении.

Метрологическое обеспечение исследований нейтронными методами.

Нейтронно-активационные методы ГИС (НАМ). Физические основы применения НАМ. Интерпретация диаграмм кислородного, кислородуглеродного методов, использование этих методов для определения положения флюидальных контактов. Метрологическое обеспечение интерпретации НАМ.

Метод рассеянного гамма-излучения ГГМ. Его плотностная ГГМ-п и спектральная ГГМ-с модификации. Ядерные реакции, изучаемые при работе с ГГМ-п и ГГМ-с. Интерпретация диаграмм ГГМ-п и ГГМ-с («литологический метод ГИС»). Область применения и ограничения использования ГГМ. Метрологическое обеспечение интерпретации данных ГГМ.

Решение различных геологических задач по данным ЯМР, область применения и ограничения метода. Метрологическое обеспечение интерпретации данных ЯМР.

Использование данных акустического метода при комплексной интерпретации их с результатами сейсморазведки (метод отраженных волн МОВ и вертикального сейсмического профилирования ВСП).

Область применения и круг решаемых геологических задач. Метрологическое обеспечение интерпретации данных акустических методов.

7. Термические методы ГИС. Естественные и искусственные тепловые поля в нефтяных и газовых скважинах. Петрофизические основы интерпретации термограмм. Интерпретация термограмм в условиях естественных тепловых полей. Интерпретация данных термометрии в эксплуатационных скважинах нефтяных и газовых месторождений. Круг решаемых задач. Метрологическое обеспечение интерпретации данных термометрии.

8. Наклонометрия в открытом стволе скважин. Физические основы и промышленные модификации наклонометрии скважин. Интерпретация данных наклонометрии и микросканера на стадии поисков, разведки и проектирования разработки нефтяных и газовых месторождений. Совместная интерпретация данных наклонометрии и сейсморазведки при построении трехмерной модели резервуара – объекта разработки. Метрологическое обеспечение интерпретации данных наклонометрии.
9. Способы оценки надежности результатов индивидуальной интерпретации данных ГИС. Способы оценки надежности, воспроизводимости данных ГИС и результатов индивидуальной интерпретации материалов ГИС. Метрологическая служба ГИС в нашей стране и за рубежом, ее достоинства и недостатки, перспективы совершенствования.

. Рекомендуемая литература:

1. В.Н.Дахнов. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. - М.: Недра, 1982.

2. М.Г.Латышова. Практическое руководство по интерпретации результатов ГИС. -М.: Недра, 1991

3. М.Г.Латышова, Б.Ю.Вендельштейн, В.П.Тузов. Обработка и интерпретация материалов ГИС. - М.: Недра, 1990.

4. Интерпретация материалов ГИС нефтяных и газовых скважин. /Справочник под ред. В.М.Добрынина). - М.: Недра, 1988.

б) дополнительная литература:

5. В.М.Добрынин, Б.Ю.Вендельштейн, Д.А.Кожевников. Петрофизика. - М.: Недра, 1991.

6. М.Г.Латышова, Т.Ф.Дьяконова, В.П.Цирульников. Достоверность геофизической и геологической информации при подсчете запасов нефти и газа. - М.: Недра, 1986.

7. Каротажник. Научно-технический вестник. - Тверь. С 1996 по настоящее время.

Общие сведения об использовании различных источников энергии взрывов (химический, ядерный, электрический, упругого сжатия) для решения задач нефтегазовой промышленности. Цели и задачи прострелочно-взрывных работ (ПВР) в скважинах. Цели и задачи испытаний пластов пластоиспытателями на трубах (ИПТ).

Типы и основные характеристики стреляющих перфораторов. Ленточные кумулятивные перфораторы. Каркасные кумулятивные перфораторы. Разрушающиеся кумулятивные перфораторы. Корпусные кумулятивные перфораторы одно- и многоразового использования. Корпусные кумулятивные перфораторы на НКТ. Пулевые перфораторы. Плотность перфорации для различных объектов. Привязка интервала перфорации к геологическому разрезу. Определение факта и полноты срабатывания перфоратора.

Воздействие на пласт взрывными методами с целью интенсификации притоков. Механизм воздействия на пласт продуктами горения (пороховые генераторы, АДС) и горюче-окислительными составами (ГОС). Выбор рецептуры ГОС. Особенности проведения работ с ГОС на скважине. Оценка эффективности применения ГОС и других типов ВВ для интенсификации притока. Комплексирование методов воздействия на пласт.

Использование пластоиспытателей для целей очистки забоя скважины и интенсификации притока флюида из скважины.

Опробователи пластов на кабеле (ОПК). Конструкция, области использования. Достоинства и недостатки.

6. Организация работ и техники безопасности при ПВР и ИПТ. Общие правила работ. Подготовительные работы на базе. Транспортировка прострелочно-взрывных аппаратов (ПВА) и взрывчатых материалов (ВМ). Особенности работы на скважине с ПВА и ВМ. Аварии и оставление ПВА в скважине.

Организация работ с ИПТ в разведочных скважинах. Ответственность буровой и геофизической служб за обеспечение безопасного ведения работ. Организация работ с ИПТ в эксплуатационных скважинах.

1. Ловля С.А. Прострелочно-взрывные работы в скважинах. Учебник для студентов вузов.- М.: Недра, 1987 г.

2. Сухоносов Д.Г. Испытание необсаженных скважин.- М.: Недра, 1992 г.

б) дополнительная литература:

1. Григорян Н.Г., Ловля С.А., Шахназаров Г.Г. и др.

Прострелочные и взрывные работы в скважинах. Учебник для нефтяных техникумов. - М.: Недра, 1992 г.

2. Сухоносов Д.Г., Шакиров А.Ф., Усачева Е.П. Справочник по испытанию необсаженных скважин. - М.: Недра, 1988 г.

3. Шакиров А.Ф. Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин. - М.: Недра, 1992 г.

4. Фридляндер Л.Я. Прострелочно-взрывная аппаратура и ее применение в скважинах. - М.: Недра, 1990 г.