Добыча нефти

В этом разделе рассматривается пример визуальной экспертной системы, созданной на Акторном Прологе.

Экспертная система предназначена для решения следующей задачи. В настоящее время существует большое количество методов воздействия на нефтяные месторождения, повышающих нефтеотдачу пластов - термические, физико-химические, газовые, микробиологические и др. Выбор метода воздействия для нефтяного месторождения является сложным и ответственным этапом разработки залежи. При выборе метода воздействия необходимо учесть большое количество параметров, таких как характеристики горной породы, параметры пласта, нефти, пластовой воды, газа, минеральный состав породы, содержание пластовых веществ и др. Ошибка при выборе метода воздействия может привести к значительным издержкам и потерям ещё до начала нефтедобычи, потому что современные методы воздействия на нефтяное месторождение требуют дорогостоящих реагентов и аппаратуры.

Данная экспертная система позволяет оценивать пригодность известных методов воздействия на ранних этапах исследования месторождения, в условиях неопределённости и отсутствия полной информации.

Экспертная система реализует следующие принципы анализа данных:

  1. Визуальность. Система реализует графическое представление структуры и параметров процесса принятия решений. Визуальное представление предметной области осуществляется средствами SADT. Акторный Пролог реализует цветовое выделение блоков SADT модели. В частности, блоки, обозначающие методы воздействия, подходящие для заданных параметров месторождения, автоматически выделяются зелёным цветом, а неподходящие - красным. Это позволяет "увидеть картину в целом" и проследить, как изменяется пригодность методов воздействия при различных изменениях параметров месторождения.
  2. Интерактивность. Любое изменение параметра месторождения в диалоговом окне автоматически вызывает повторный анализ SADT диаграмм и пересмотр результатов логического вывода. На диаграммах изменяется цвет блоков, а в окне "Вывод результатов" печатается уточнённый список подходящих методов воздействия на месторождение. Это свойство системы позволяет быстро и легко выявить пригодность различных методов воздействия при различных параметрах месторождения. Кроме того, пользователь может получить подробные объяснения, какие именно параметры согласуются или не согласуются с некоторым конкретным методом.

    Запуск экспертной системы.



Рис. 1. Запуск экспертной системы.

Диаграмма верхнего уровня состоит из трёх блоков: "Описание параметров месторождения", "Анализ применимости известных методов" и "Вывод результатов".



Рис. 2. Выбор метода воздействия.

Откройте окно "Описание параметров месторождения". Для удобства работы параметры месторождения сгруппированы в отдельные блоки.



Рис. 3. Описание параметров месторождения.

Откройте блоки и введите известные Вам параметры месторождения. Если некоторые параметры Вам не известны, оставьте соответствующие поля пустыми.



Рис. 4. Ввод параметров месторождения.

По мере того, как Вы будете конкретизировать параметры месторождения, экспертная система будет уточнять применимость известных ей методов воздействия на нефтяное месторождение.

Различаются следующие методы воздействия:



Рис. 5. Классификация методов воздействия на нефтяное месторождение.

 



Рис. 6. Термические способы.

 



Рис. 7. Физико-химические способы.

 



Рис. 8. 1-я группа физико-химических способов.

 



Рис. 9. 2-я группа физико-химических способов.

 



Рис. 10. Газовые способы.

 



Рис. 11. Нагнетание азота.

 



Рис. 12. Нагнетание углекислого газа.

 



Рис. 13. Микробиологические способы.

 



Рис. 14. Использование биополимеров.

Блоки диаграмм, соответствующие пригодным методам воздействия на месторождение, автоматически перекрашиваются в зелёный цвет. Методы, пригодность которых вызывает сомнения, обозначаются красным цветом.

Одновременно с этим экспертная система выводит список пригодных методов воздействия в текстовое окно "Вывод результатов".



Рис. 15. Перечень подходящих методов воздействия.

При нажатии блока левым щелчком мыши, экспертная система выводит объяснения принятого решения.



Рис. 16. Объяснение принятого решения.

При проведении анализа нефтяного месторождения рекомендуется открыть одновременно несколько диаграмм, соответствующих интересующим Вас методам воздействия на месторождение, и упорядочить командой "Window | Horizontal Tile".



Рис. 17. Многооконный интерфейс.

После этого, изменяя параметры месторождения, можно наблюдать за изменением раскраски соответствующих диаграмм.



Рис. 18. Визуализация процесса принятия решений.

Данная экспертная система является коммерческим продуктом и не входит в стандартный комплект поставки Акторного Пролога.

Применение Акторного Пролога для создания экспертных систем позволяет использовать преимущества объектно-ориентированного логического программирования, а именно:

  1. Акторный Пролог позволяет реализовать принципы абстракции и наследования при разработке логических моделей и программ. Кроме того, он поддерживает компонентно-ориентированное программирование и, в частности, повторное использование описаний блоков.
  2. Акторный Пролог в значительной степени автоматизирует разработку логических моделей и программ с помощью трансляции графических диаграмм.
  3. Акторный Пролог освобождает программиста от необходимости программировать обработку событий визуального пользовательского интерфейса.
Всё это делает Акторный Пролог мощным средством быстрого прототипирования и программирования визуальных экспертных систем.

Оглавление