Информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии

Информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии предназначена для анализа и обработки данных замеров с целью представления их в удобном виде для проведения аналитической работы и передачи проанализированной информации во внешние информационные системы предприятия. Система состоит из блоков и модулей, позволяющих инженеру на основе оперативных и накопленных данных с систем телеметрии, производить анализ долговременной истории добычи и экспортировать результаты анализа во внешние системы.

Информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии предназначена для анализа и обработки данных замеров с целью представления их в удобном виде для проведения аналитической работы и передачи проанализированной информации во внешние информационные системы предприятия.

На данный момент одной из основных проблем анализа информации с глубинных информационных комплексов (ГИК) является практически полное отсутствие автоматизированных систем, способных в web-пространстве оперативно работать с большими объемами данных.

Полезная модель относится к вычислительной, информационно-измерительной технике, используемой, в частности, в системах телеметрии нефтепромысловых объектов.

В качестве прототипа выбрана «Унифицированная система управления информационными потоками предприятия» (патент РФ на полезную модель 123562). Система, содержащая близкие по своему функциональному назначению блок сбора данных с внешних источников, базу данных, модуль выборки данных, модуль подготовки данных, модуль сохранения информации о передачи данных кривой восстановления давления, модуль формирования и передачи данных во внешнюю систему, модуль справочной информации, относится к системам сбора телеметрических данных, передачи их после обработки во внешние информационные системы и предназначена для решения задач обмена данными между программными комплексами, используемыми на предприятие. К недостаткам прототипа можно отнести отсутствие возможностей визуализации пара-метров, процедур анализа данных телеметрии с возможностью фильтрации замеров и выделения трендов показателей.

Задача предлагаемой информационной системы отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии заключается в том, что используя оперативные данные, получаемые с датчиков телеметрии, сохранить их в базе данных (БД), проведя необходимую фильтрацию, отобразить в удобном виде долговременную историю добычи, провести ретроспективный анализ замеров, найти участки кривой восстановления давления (КВД) и экспортировать третьей стороне характеристики кривой давления, выявленные в результате ее анализа.

Поставленная задача достигается тем, что информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии, включающая блок сбора данных с внешних источников, базу данных, модуль выборки данных, модуль подготовки данных, модуль сохранения информации о передачи данных кривой восстановления давления, модуль формирования и передачи данных во внешнюю систему, модуль справочной информации, отличающаяся тем, что система дополнительно включает модуль отображения данных, модуль определения пластового давления, модуль зонирования кривой восстановления давления, модуль автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления, модуль визуализации глубинных давлений, причем выход блока сбора данных с внешних источников соединен с входом базы данных, выход базы данных соединен с входом модуля выборки данных, выход модуля выборки данных соединен с модулем подготовки данных, выход модуля подготовки данных соединен с входом модуля отображения данных, первый выход модуля отображения данных соединен с входом модуля сохранения информации о передаче данных кривой восстановления давления, второй выход модуля отображения данных соединен с входом модуля формирования и передачи данных во внешнюю систему, модуль отображения данных двусторонними связями соединен с модулем определения пластового давления, модулем зонирования кривой восстановления давления, модулем справочной информации, модулем визуализации глубинных давлений, модулем автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления.

Данная задача решена путем автоматизации анализа и обработки данных с целью представления ее в удобном для проведения аналитической работы виде, автоматического нахождения КВД и передачи проанализированной информации в другую систему.

Информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии принципиально состоит из следующих блоков и модулей (Фиг.1.):

- 1. Блок сбора данных с внешних источников.

- 2. База данных.

- 3. Модуль выборки данных.

- 4. Модуль подготовки данных.

- 5. Модуль отображения данных.

- 6. Модуль определения пластового давления.

- 7. Модуль зонирования кривой восстановления давления.

- 8. Модуль автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления.

- 9. Модуль визуализации глубинных давлений.

10. Модуль справочной информации.

11. Модуль сохранения информации о передаче данных кривой восстановления давления.

- 12. Модуль формирования и передачи данных во внешнюю систему.

Блок сбора данных с внешних источников 1 собирает с систем телеметрии замеры глубинных измерительных комплексов, установленных на добывающей скважине, с требуемой для производственных задач дискретностью, а также данные о времени остановок и запуска скважин. Информация, поступающая с этого блока, сохраняется в унифицированном виде в базе данных 2.

В базе данных 2 доступна как оперативная информация по объектам, так и предусмотрено формирование архивных данных, которые могут быть необходимы для ретроспективного анализа.

Модуль выборки данных 3 в соответствии с запросами пользователя выбирает необходимые данные по требуемой скважине за временной интервал, заданный пользователем, используя оперативную и архивную информацию, имеющуюся в базе данных 2.

Модуль подготовки данных 4 предназначен для подготовки данных к отображению. Данный модуль реализует разархивацию исторических данных, полученных в модуле выборки данных 3, а так же сокращение количества точек, оставляя массив значений, достаточный для представления информации пользователю.

Модуль отображения данных 5 представляет собой графический web-интерфейс разработанный с использованием свободного Java-фреймворка - Google Web Toolkit и портлетной технологии Java. В данном случае, в качестве контейнера портлетов выступает Liferay portal 6.0. При разработке портлета использовалась SDKLiferay версии 6.0. Для визуализации данных используются стандартные виджеты GWT и их расширения. Помимо отображения данных, данный модуль выступает ядром портлета, отвечая за взаимодействие остальных модулей. Модуль реализован с использованием паттерна GWTMVP.

Пластовое давление является одним из важнейших параметров, характеризующих энергию нефтеносных, газоносных и водяных пластов. Модуль определения пластового давления 6 предоставляет пользователю функционал по определению пластового давления, а также, в случае необходимости, его уточнения и правки. Данный модуль сохраняет подробную историю выделений и правок пластового давления, на базе графиков замеров.

Модуль зонирования кривой восстановления давления 7 выступает дополнением модуля автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления 8. Поскольку алгоритмы определения имеют вероятность возникновения погрешностей, существует необходимость корректировки, удаления, либо дополнения определенных участков. За предоставление данного функционала как раз и отвечает модуль зонирования кривой восстановления давления 7. Он предоставляет удобный функционал по редактированию данных участков непосредственно на графике замеров.

Модуль автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления 8 позволяет пользователю получить участки возможных КВД по заданным параметрам:

- минимальное время восстановления давления

- минимальная разница между забойным и пластовым давлениями

Найденные участки выделяются на графике цветом.

Модуль визуализации глубинных давлений 9 представляет собой визуальную GWT-компоненту, предназначенную в первую очередь для визуализации данных на графиках. Ядром модуля является JavaScript фреймворк highstock. Модуль предоставляет обширный функционал для обеспечения удобства работы с графиком - навигация по мастер-графику, автоматическая навигация при работе с данными других модулей, масштабирование графиков и прочее. Обеспечивает высокий уровень интерактивности - редактирование участков КВД и пластового давления непосредственно на графиках без необходимости явного указания числовых значений и перегрузки web-интерфейса.

Неотъемлемой частью любой системы является документация, справочная информация и система подсказок по работе с ней. Данная задача возлагается на модуль справочной информации 10. Помимо стандартного функционала - предоставления подробного руководства по работе с системой - в задачи модуля входит своевременное информирование пользователя об ожидаемых от него действиях, либо предупреждение о неверной последовательности действий. Другими словами, на протяжение всех этапов работы, пользователю предоставляется подробное руководство к действию.

Одной из основных функций портлета является работа с кривой восстановления давления, уточнение ее участков, модификация, правка и прочее. Модуль сохранения информации о передаче данных кривой восстановления давления 11 позволяет сохранять промежуточные варианты результата работы пользователя, и после определения конечного варианта, в его задачи входит передача данной информации в другие целевые системы. Модуль ведет подробное журналирование информации о том, кем, когда и куда была передана информация по кривым восстановления.

Модуль формирования и передачи данных во внешнюю систему 12 позволяет пользователям инициировать процесс передачи данных о КВД или пластовом давлении в корпоративные информационные системы для дальнейшей обработки подготовленных данных.

Алгоритм работы инструмента отображения и передачи замеров глубинного давления во внешние информационные системы с реализацией автоматического определения кривой восстановления давления может быть отображен следующим образом.

Геолог посредством обращения к модулю выборки данных 3 выбирает из перечня скважин, оснащенных ГИК, номер скважины и задает период исследования. В процессе отработки модуля выборки данных 3 из базы данных 2 получается массив динамических телеметрических данных по выбранной скважине за указанный период времени, информация о периодах длительного останова скважины, о ранее сохраненных и переданных во внешнюю систему участках КВД и пластового давления. В процессе подготовки данных происходит сглаживание исходного массива, при котором исключаются шумы с сохранением качественных и количественных характеристик сигнала для упрощения дальнейшей обработки и визуализации информации. Сглаженный массив передается в модуль отображения данных 5 и посредством модуля визуализации глубинных давлений 9 строится и отображается на экране график кривой давления. Параллельно в портлет подгружаются имеющиеся периоды длительного останова скважины, сохраненные ранее в архиве производственных данных участки КВД и пластовое давление, которые выделяются соответствующим цветом на графике и заполняются в соответствующие таблицы с указанием заданных пользователем характеристик, времени и инициатора передачи во внешнюю систему. Если участок КВД или пластовое давление ранее не были переданы, пользователь имеет возможность либо передать его во внешнюю систему, либо удалить из архива производственных данных.

Проанализировав кривую давления, пользователь может посредством модуля зонирования кривой восстановления давления 7 вручную выделить и сохранить в архиве производственных данных участки КВД, а посредством модуля определения пластового давления 6 - пластовое давление.

С момента запуска портлета подключается модуль справочной информации 10, который предоставляет пользователю подсказки для его дальнейших действий.

Для упрощения фазы анализа КД в портлете реализовано автоматическое определение возможных участков КВД. Для этого пользователю необходимо задать первоначальные условия выборки данных:

- минимальная разница между пластовым и забойным давлением,

- минимальное время восстановления давления.

По заданным значениям производится автоматическое определение КВД, реализованное на основе алгоритма, который описан в модуле автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления.

В случае необходимости сохраненные участки КВД, пластовое давление можно передать в другие системы посредством модуля формирования и передачи данных во внешнюю систему 12. Параметры передачи будут сохранены модулем сохранение информации о передаче данных кривой восстановления давления 11.

Задачи, решаемые информационной системой отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии:

1. Представление данных с систем телеметрии для последующего гидродинамического анализа пласта в удобочитаемом виде: таблицы периодов длительного останова скважины, сохраненных участков КВД, пластового давления, полнофункциональный график.

2. Организация автоматической системы выдачи справочной информации по используемому инструменту.

3. Подсистема автоматического определение возможных участков КВД реализует инструмент, позволяющий оптимизировать работу инженера в части анализа КД.

4. Формирование и передача документов в интегрированную среду.

Информационная система отображения и передачи высокодискретных данных телеметрии, включающая блок сбора данных с внешних источников, базу данных, модуль выборки данных, модуль подготовки данных, модуль сохранения информации о передачи данных кривой восстановления давления, модуль формирования и передачи данных во внешнюю систему, модуль справочной информации, отличающаяся тем, что система дополнительно включает модуль отображения данных, модуль определения пластового давления, модуль зонирования кривой восстановления давления, модуль автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления, модуль визуализации глубинных давлений, причем выход блока сбора данных с внешних источников соединен с входом базы данных, выход базы данных соединен с входом модуля выборки данных, выход модуля выборки данных соединен с модулем подготовки данных, выход модуля подготовки данных соединен с входом модуля отображения данных, первый выход модуля отображения данных соединен с входом модуля сохранения информации о передаче данных кривой восстановления давления, второй выход модуля отображения данных соединен с входом модуля формирования и передачи данных во внешнюю систему, модуль отображения данных двусторонними связями соединен с модулем определения пластового давления, модулем зонирования кривой восстановления давления, модулем справочной информации, модулем визуализации глубинных давлений, модулем автоматического определения возможных участков кривой восстановления давления.