Разработка мобильного приложения для оперативного описания керна

    в полевых условиях

    Прозорова Г.В., Салмин М.В., Трапезников И.В., Ковтун А.В., Прозоров С.В.


    ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет»,

    Западно-Сибирский

    филиал ФБУ «ГКЗ»

    В статье представлено мобильное приложение для оперативного описания керна в полевых условиях. Описание керна в настоящее время, как и десятилетия назад, выполняется неавтоматизированно, без использования современных информационных технологий. Мобильное приложение позволит создавать цифровое стандартизованное первичное описание керна, выполнять фотосъемку и привязку фотографий к интервалу отбора, формировать отчет в виде таблицы, оперативно передавать данные на стационарный компьютер
    и в центры обработки. Приложение предназначено
    для работы без доступа в интернет, является кроссплатформенным, ориентировано на интегрирование с корпоративными информационными системами. Разработка мобильного приложения позволит эффективно включить этап получения первичной полевой информации в процессы цифровой работы с керновыми данными.
    Введение
    Исследования керна являются прямым и наиболее достоверным способом получения информации о строении и свойствах горных пород. Керн служит основным материалом для изучения геологического строения разреза, относительного и абсолютного возраста, литолого-петрографического состава, физических и физико-химических свойств и других характеристик пород. Основную часть информации об отобранном керновом материале получают в специализированных лабораторных центрах. Первичную информацию о керне фиксируют непосредственно при подъеме на буровой. Описание кернового материала, выполняемое непосредственно на буровой, дает только приблизительное представление об отобранной горной породе, ее текстурно-структурных особенностях, составе, породообразующих минералах, характере и степени насыщения и т.д. Хотя сведения, полученные о керне на буровой, довольно ограниченны, они очень важны для дальнейших исследований и предоставляют оперативную информацию, необходимую для мониторинга и корректировки бурения и исследований в скважине.
    Описание керна в полевых условиях в настоящее время, как и десятки лет назад, выполняется неавтоматизированно. Основное оборудование для описания керна: линейка, карандаш, раствор соляной кислоты, лупа,
    геологический молоток, фотоаппарат. Описание создается в бумажном виде, качество записей зависит от почерка специалиста и условий описания и часто бывает низким. При описании специалист не имеет справочников, позволяющих определять и классифицировать горные породы, либо имеет бумажные справочники, хранение и использование которых неудобно. При отсутствии справочников большое значение имеют квалификация и ответственность специалиста, при недостатке которых в описании возможно появление ошибок, неточностей. При первичном описании керна обязательна фотосъемка, для выполнения которой дополнительно требуется фотоаппарат. Для хранения и дальнейшей работы в ряде случаев описание переводят в цифровой вид на имеющийся на буровой компьютер, это требует дополнительного рабочего времени специалиста. При хранении описания на бумажных носителях отчет формируется вручную, что трудоемко. В организациях, выполняющих бурение и отбор керна, приняты разные формы отчетов по первичному описанию. При получении отчетов в центрах исследований керна требуется перевод данных с бумажного носителя на цифровой и приведение их к единой стандартизованной форме и терминологии. Эти операции также требуют трудозатрат специалистов.
    В ряде организаций при описании керна на буровой используют ноутбук. При работе с ноутбуком также имеются трудности: недостаточное пространство рабочего места специалиста, плохие погодные условия, недостаточные ресурсы батареи, не всегда имеющаяся возможность подключиться к электропитанию.
    Повысить эффективность и качество полевого описания керна может использование мобильного устройства: планшета или мобильного телефона с соответствующим программным обеспечением. Мобильное приложение позволит формировать описание керна в цифровом виде, минуя запись на бумажном носителе; вводить данные, используя электронные справочники со стандартизованными значениями; автоматизированно составлять стандартизированный электронный отчет; выполнять фотосъемку; выполнять привязку фотографии к интервалу отбора и к текстовому описанию горных пород; оперативно передавать данные в центры обработки и на стационарный компьютер [1].
    Материалы и методы
    В открытых источниках в сети интернет был проведен поиск и анализ информации о мобильных приложениях для описания керна в полевых условиях. На сайтах производителей программного обеспечения для работы с керном — Информационная система «РН-Лаб» (Тюменский нефтяной научной центр, ОАО «НК Роснефть»), Информационная система «КЛИК» (ООО «Газпром нефть НТЦ»), «Techlog керн» (Schlumberger) и др. — такой информации найти не удалось [2–4].
    Имеется информация о двух автономных российских мобильных приложениях близкой функциональности. Android-приложение «Геологический полевой журнал» предназначено для ведения полевой документации при геологических и инженерно-геологических изысканиях. Приложение реализует функции ввода данных месторождения, скважины с указанием координат, выработки, слоев с указанием глубин, краткое описание слоев, добавление фотографий керна с привязкой к интервалу отбора [5].
    Android-приложение «Буровой журнал» реализует те же функции, что и «Геологический полевой журнал». Кроме того, имеется функция генерирования отчета по выполненному описанию в виде ECSEL- или PDF-файла. В приложении реализован голосовой ввод данных с использованием сервиса Google Assistant, работающий при наличии подключения к интернету [6].
    Оба приложения в 2018–2019 гг. были размещены на сервисе Google Play в свободном доступе для тестирования потенциальными пользователями. В настоящее время приложения не доступны для скачивания, также не удалось найти информации об их использовании на производстве. Как недостаток приложений «Буровой журнал» и «Геологический полевой журнал» следует отметить неавтоматизированный ввод данных — они вводятся «вручную» на клавиатуре экрана смартфона. В этом случае решается проблема неразборчивого почерка, но остается высокая вероятность случайных ошибок ввода, а также ошибок и неточностей, обусловленных квалификацией специалиста. Более эффективным способом ввода данных может быть выбор из вложенных меню, содержащих стандартизованные значения элементов описания. Оба приложения ориентированы на использование в геологических и инженерно-геологических изысканиях, в них не предусмотрен ввод данных, требуемых в нефтегазовой отрасли (например, характеристика насыщения керна).
    Проведен анализ высказываний потенциальных пользователей — полевых геологов — о целесообразности применения мобильных приложений на буровой. Анализ выполнен по материалам форума, открытого в процессе тестирования приложения «Буровой журнал» [7],
    и устного опроса специалистов нефтегазовой отрасли. Анализ высказываний позволил выявить потенциальные проблемы внедрения мобильного приложения и предложить способы их решения (табл. 1).
    Табл. 1. Мнение потенциальных пользователей
    о целесообразности мобильных приложений для полевого описания керна
    Таким образом, проведенный анализ позволил сделать вывод, что разработка мобильного приложения является востребованной и перспективной, а названные проблемы преодолимыми.
    Постановка задачи
    В результате опроса фокус-группы, включающей специалистов-геологов и петрофизиков, выработаны требования к мобильному приложению для оперативного описания керна в полевых условиях. Приложение должно иметь минимально необходимый функционал, достаточный для сбора первичной информации; невысокие системные требования к установке на мобильное устройство; работать автономно при отсутствии сети интернет; легко интегрироваться в корпоративные информационные системы; быть простым в использовании.
    Функциональные требования к приложению:
    • выполнять ввод данных по лицензионному участку, месторождению, площади, скважине, данных заказчика, подрядчика по бурению, подрядчика по отбору керна в соответствии с геолого-техническим нарядом; ввод должен осуществляться с клавиатуры смартфона и (или) путем загрузки с компьютера или локальной компьютерной сети;
    • выполнять ввод данных по пласту, интервалу отбора, проходке, слою с клавиатуры смартфона;
    • реализовывать ввод разных наборов данных для отбора изолированного и неизолированного керна;
    • выполнять ввод данных по описанию керна автоматизированно с использованием вложенных меню (справочников). Справочники должны быть доступны для дополнения и редактирования;
    • осуществлять фотосъемку и привязку фотографий к описанию керна;
    • формировать отчет по результатам описания керна в виде таблицы Excel;
    • осуществлять хранение введенных данных в течение необходимого пользователю времени;
    • передавать отчет и фотографии на стационарный компьютер и в центры обработки по соединительному кабелю или по компьютерной сети.
    Нефункциональные требования к мобильному приложению:
    • возможность работы без доступа в сеть интернет (офлайн);
    • кроссплатформенность (работа на базе операционных систем Android и iOS);
    • небольшой объем занимаемой памяти смартфона;
    • интуитивно понятный интерфейс, позволяющий применять приложение без дополнительного обучения пользователей.

    Результаты
    Авторами разработано мобильное приложение для оперативного стандартизированного описания керна в полевых условиях
    COre DEscription (CoDe), в котором реализованы все заявленные выше функциональные и нефункциональные требования [8].
    Программный продукт представляет собой информационную систему, состоящую из клиентского приложения на базе Android и базы данных для хранения справочников и результатов описания керна. Разработка выполнена на базе свободного и открытого программного обеспечения: фреймворк для кроссплатформенной разработки мобильных приложений Xamarin; язык программирования С#; СУБД SQLite. Выбранные программные средства обеспечивают возможность автономной работы мобильного приложения без доступа в интернет, кроссплатформенность, интегрирование с корпоративными информационными системами.
    Наборы данных, заносимые в приложение, представлены в таблице 2. Не все данные являются обязательными для ввода, необязательными могут быть данные подрядчиков и заказчиков работ, данные по описанию слоев. Реализованы три способа ввода данных в мобильное приложение: на клавиатуре экрана смартфона; загрузка из компьютера по соединительному кабелю или по компьютерной сети; выбор значений, сохраненных в электронном справочнике, из вложенных меню.
    Табл. 2. Данные, заносимые
    в мобильное приложение
    Ввод данных по объекту последовательно осуществляется в иерархически связанных окнах «Лицензионный участок», «Месторождение», «Площадь», «Скважина», «Пласт», «Слой». Введенные данные сохраняются, доступны для просмотра и добавления (рис. 1). Данные по объекту загружаются на основе геолого-технического наряда один раз перед началом работы на буровой и сохраняются в базе данных приложения.
    Рис. 1. Окна ввода и просмотра данных по лицензионному участку, скважине, интервалу бурения
    Описание слоя формируется путем выбора значений, сохраненных в справочниках, из вложенных меню. Имеется возможность добавлять данные в справочники и при необходимости вводить данные описания слоя на клавиатуре (рис. 2).
    Рис. 2. Окна справочников: выбор справочника, справочники «Текстура породы» и «Цвет»
    Примеры интерфейса ввода данных по описанию изолированного керна и данных заказчика работ представлены на рисунке 3.
    Рис. 3. Окно ввода описания изолированного керна (слева); окно ввода данных о заказчике работ (справа)
    В приложении реализована функция формирования сводного отчета по скважине. Отчет создается в виде таблицы, которую можно в виде файлов ECXEL или PDF сохранить и передать для дальнейшей работы.
    Мобильное приложение прошло апробацию на предприятиях нефтегазовой отрасли в г. Тюмени. Апробация показала целесообразность и востребованность разработки, работоспособность приложения. В процессе апробации пользователи отметили дополнительную возможность: использовать мобильное приложение не только в полевых условиях, но также в кернохранилище, например, при необходимости оперативного сбора данных в командировке.
    Прозорова Г.В., Салмин М.В.,
    Трапезников И.В., Ковтун А.В.,
    Прозоров С.В.

    ФГБОУ ВО «Тюменский
    индустриальный университет»,
    Западно-Сибирский филиал ФБУ «ГКЗ»

    prozorovagv@tyuiu.ru
    Материалы и методы
    Ключевые слова
    Для цитирования
    Поступила в редакцию
    УДК и DOI
    Анализ процесса первичного полевого описания керна, анализ высказываний потенциальных пользователей, анализ информационных технологий для работы с керновыми данными, выполненные для оценки востребованности приложения. Опрос фокус-группы, включающей геологов и петрофизиков, для разработки требований к приложению, тестирование приложения специалистами фокус-группы, апробация приложения
    в производственных условиях.
    полевое описание керна, мобильное приложение
    07.11.2022
    Прозорова Г.В., Салмин М.В., Трапезников И.С., Ковтун А.В., Прозоров С.В. Разработка мобильного приложения для оперативного описания керна в полевых условиях // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 7. С. 97–101. DOI: 10.24412/2076-6785-2022-7-97-101
    УДК 550.812.1, 004.42
    DOI: 10.24412/2076-6785-2022-7-97-101
    Рекомендуемые статьи
    Экология
    Декарбонизация нефтегазовой отрасли России
    Основные аспекты развития низкоуглеродной политики нефтегазового сектора
    Геология
    Алгоритм подбора объекта-аналога на основе теории нечетких множеств
    Создание и апробации инструмента поиска и ранжирование объектов-аналогов
    © Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
    +7 (495) 414-34-88
    office@runeft.ru