測井數據實時傳輸與協同工作平臺的實現與應用

低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室 長慶油田公司勘探開發研究院 何慶兵 石玉江

馬昌旭 許慶英

低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室 長慶油田公司油氣工藝研究院 古永紅

1.引言

隨著近幾年“數字油田”、“數字盆地”、“數字油藏”和油田公司關于“數字化前端、中端、后端”等概念的提出和發展，油田的數字化建設取的了飛速發展。測井數據作為數字化油氣藏重要的數據之一，具有信息量大、專業性強、對數據的操作過程復雜等特點，以往單純依靠數據收集、整理與錄入等管理方式給快速應用測井數據造成了很多不便，測井業務流與數據流沒有實現統一結合。隨著油氣田規模建設不斷發展，測井數據量呈TB級增長，需要不斷通過收集、整理與入庫等環節最終用戶才能使用數據，因此經常會出現數據時效性、完整性、規范性不能滿足科研生產工作需求，同銀行、電信、金融等領域數字化建設比較，測井數據管理信息系統并沒發揮出其最大實時性。同時因勘探地域遼闊、交通不便等不利因素的影響，使基地難于及時掌握現場的測井動態，當現場出現異常情況時，需派專業人員趕赴井場，由于井場與基地間路途遙遠，很難及時到達，不但消耗了大量的人力、物力和財力，而且還可能延誤處理異常情況的寶貴時間。本文闡述建立一套貫穿油田公司數字化前端、中端、后端的測井數據實時傳輸與協同工作平臺，使地質、測井、油藏、壓裂、工藝專家和管理人員能夠實時了解井場測井信息，縮短數據傳輸時間，提高測井業務效率，達到測井資料快捷處理、解釋與應用的目標。

2.國內外現狀

測井數據實時傳輸系統是當今測井行業進行信息化建設的重要標志，它以數據庫、通訊和計算機技術為支撐，集成了測井現場數據采集、壓縮、加密、傳輸、接收、儲存、發布、查詢、下載和繪圖等功能，實現了測井資料開放式共享，解決了測井資料的實時應用問題，提升了測井資料的應用價值，該項技術已成為當前測井技術領域的重要研究課題，也是測井裝備技術進步的一個重要標志[1]。國外的石油服務公司為提高測井作業服務，在8O年代就建立了測井數據實時傳輸系統，通過實時遠程傳輸，把井場測井動態數據實時傳送回基地，實現了現場與基地間的雙向聯絡和數據共享。

國內石油公司則在2O世紀末相繼開始研究應用遠程傳輸技術。由于石油天然氣鉆探開發區域的擴大，使現場測井數據的及時獲取變得十分困難，同時為了加強對現場測井作業施工的監控和指導，降低作業成本，提高對安全和環境的管理，許多油田已將測井數據遠程傳輸納入到數字化油田的整體規劃中，要求現場實時采集數據能夠遠程傳輸到數據中心，并與油田公司的測井數據庫系統相聯接[2]。

圖1

3.系統分析

3.1 業務分析

傳統的測井數據庫建設模式是以數據為核心，通過專業的數據錄入軟件和人力實現測井數據的收集、整理與入庫。這種數據管理方式對簡單、單一的數據能夠實現有效管理，但隨著數據的規模、格式、種類逐年增加和變化時，需要不斷增加人力資源對數據進行維護和管理，最后的應用效果卻是有時查詢不到需要的數據，數據的實時性、完整性無法得到很好的保證。如圖1為目前油田公司測井數據庫建設流程圖。

測井公司解釋中心把處理解釋過的成果數據和電子藍圖通過研究院的測井數據遠程傳輸系統上傳到文件服務器上，研究院把二次精細解釋的測井有效厚度數據及“四性”關系圖件上傳到文件服務器上，數據錄入人員下載整理后通過錄入軟件加載到測井數據庫中，整理工作主要有數據格式轉換、文件命名統一規范，最后油田公司各單位用戶通過WEB方式查詢、下載測井數據。傳統的數據庫建設方式以被動的數據收集、錄入為主，沒有和測井業務結合起來，數據錄入人員不能及時了解測井作業狀態和測井項目，因此測井公司上傳什么數據就錄入什么數據，無法從源頭各應用單位，形成一個閉合環路，其中測井小隊、處理解釋中心是上傳數據的主體，項目組、科研生產單位是應用數據的主體。通過平臺實現測井業務流與數據流結合，實現從源頭上能夠實時了解每口井作業狀態和數據錄入情況。如圖2為測井業務流與數據流圖。

圖2

圖3

表1

3.2 傳輸方式

系統提供了2種傳輸方式，實時數據傳輸和即時數據傳輸，根據實際情況（如施工的重要程度）選擇合適的傳輸方式。實時數據傳輸是通過直接讀取儀器實時采集的數據后，在將其轉換成標準數據的同時把數據傳回數據中心，使數據中心幾乎與現場在同一時間內獲得詳盡的現場數據和信息，實時傳輸可用于重點井和特殊工藝井數據傳輸。即時數據傳輸是指將現場標準化數據自動提取并進行加密、壓縮后以文件的形式傳回數據中心，測井數據文件在打包傳輸的過程中，系統自動進行數據的提取、加密和壓縮，并保證每次傳輸的數據都是最新的。

中油測井公司從2OO7年開始，分別使用了GPRS、CDMA、3G和衛星進行了測井實時傳輸，各傳輸方式對比如表1所示。

通過對各種通訊方式的實際運行效果進行對比分析，衛星通訊方式能覆蓋油田所有區域，從傳輸成本、安裝維護等方面考慮，選用少量衛星通訊設備作為特殊配置，以滿足重點井、特殊工藝井的實時傳輸業務。3G通訊方式具有成本低廉、便攜和移動等優點，在縣城及周邊區域具有良好覆蓋，因此選用3G作為每個測井小隊的基本配置，用于即時數據傳輸。改造和升級油田數字化網絡系統，在滿足條件的開發井場，優先使用油田局域網進行測井數據的實時與即時數據傳輸。上保證錄入數據的實時性和完整性。

針對以上問題，新建的測井數據實時傳輸與協同工作平臺強調測井業務流與數據流結合，平臺的開發建設要體現業務驅動數據、數據為業務服務、業務流與數據流相統一的原則。測井業務流的順序是油田公司各產能建設項目組測井管理崗下達測井任務單，測井公司項目部管理崗補充任務單并安排測井小隊野外施工，測井小隊技術崗填寫施工信息并上傳原始數據，測井公司解釋中心和研究院填寫處理解釋信息并上傳成果數據，最終成果數據到達

4.系統構成

4.1 系統架構

測井數據實時傳輸與協同工作平臺系統架構如圖所示，從圖3中可以看出，該系統采用了3層服務體系，由數據傳輸、數據管理和專業應用等三層組成。底層數據傳輸層以測井作業鏈為核心，由3G無線網絡、衛星和油田公司數字化網絡系統作為硬件傳輸鏈路。數據管理層主要對測井作業鏈數據流進行組織和維護，由測井數據實時數據庫和歸檔數據庫組成。最上層的專業應用層由9個功能模塊組成，為用戶提供快速解釋和專業化應用。

4.2 功能模塊

測井數據實時傳輸與協同工作平臺以WEB集成界面方式提供測井作業鏈、測井動態、實時監控、質量管理、快速解釋、風險提示、測井報表、協同工作、數據歸檔、系統管理等十個功能模塊。

提供測井數據的查詢、下載、遠程繪圖等服務，提供測井產能預測（支持向量機）、測井資料快速解釋和應用功能，提供按日期、井名、井別、項目組等多種查詢功能。

4.2.6 風險提示

4.2.1 測井作業鏈

實現測井作業流程管理，在軟件層面上實現本文3.1的業務流程。測井作業鏈界面如圖4所示。

4.2.2 測井動態

測井動態模塊顯示項目組、井號、井別、施工類型、作業狀態、測井小隊、要求到井時間、測井開始時間、測井結束時間、原始數據上傳時間、成果提交時間等信息，并提供按項目組、井號、施工類型、作業狀態等查詢功能。測井作業狀態包含預告、待測、正測、遇阻、遇卡、完測、等解釋、已解釋8種狀態。

該功能提供地質風險信息顯示功能，按井號動態顯示地質風險提示信息，提供按日期、井名、井別、項目組等多種查詢功能。地質風險信息分為4級，主力油層缺失為1級風險，產能評價為3類井為2級風險，測井界限層為3級風險，目的層固井質量不合格為4級風險。

4.2.7 測井報表

測井報表模塊包括測井生產日報、特殊測井項目日報表、測井監督日報表、周報表、月報表、測井工作量統計表、測井采集質量情況統計表、測井解釋報表、測井結算報表、測井工作量統計綜合報表等。

4.2.8 協同工作

4.2.3 實時監控

對在測井的作業進行遠程實時監控，實現測井小隊現場實時采集數據的實時加密、傳輸、接收、解編和圖形可視化顯示，能夠為數字化中端（數字化生產指揮中心）、后端（數字化油氣藏研究中心）提供數據傳輸通道，提供測井曲線數據實時滾動顯示。數據傳輸內容包括井場的測井數據、語音和視頻信息，提供按日期、井名、井別、項目組等多種查詢功能。

實現測井人員、監理人員、解釋人員、地質人員之間的即時文字、音視頻交流，實現業務交流、信息共享、遠程技術支持，達到協同工作。

4.2.9 數據歸檔

4.2.4 質量管理

對傳輸到測井實時數據庫中的正式數據向測井歸檔數據庫系統自動遷移，測井歸檔數據庫系統按照測井項目建立常規測井、特殊測井、生產測井、固井質量測井等遷移目錄，每個項目下分別設置施工和評價子目錄，分別遷移原始與成果數據。

實現測井施工作業、處理解釋、精細解釋等各業務流程的動態質量管理，提供測井監督意見報表，實現按日期、井名、井別、項目組等多種查詢功能。

4.2.1O 系統管理

4.2.5 快速解釋

提供用戶管理、權限分配、信息安全、數據庫字典維護等功能。字典管理內容包括：項目組、鉆井隊、測井公司、測井項目部、井別、施工類型、井型、測井項目、用戶、角色權限等。

圖4

5.應用效果

5.1 應用于生產指揮和決策

在實時測井過程中，測井監督、作業管理和決策人員根據實時測井信息進行網絡化分析和決策，并通過協同工作平臺及時將指揮和決策信息反饋到現場。對于勘探開發科研生產人員，每天只需打開平臺就可以了解現場測井數據，查看每口井測井曲線剖面圖[3]。測井專家可同時對多個測井小隊進行實時監控和技術服務，把他們的知識、經驗和制定的技術方案實時傳送到現場。因為不需要到現場就可以了解現場作業情況，從而提高了作業質量控制能力和時效，同時減少了作業過程中交通費用。

5.2 應用于油田區塊綜合研究

利用測井數據實時傳輸與協同工作平臺可實現多井資料對比，將多口井的測井數據進行在線對比，實現區塊的綜合評價[4]。某測井小隊在測井過程中，測至某深度時，實時測井顯示未見到設計的砂層的出現，生產管理人員根據現場傳回的測井曲線數據并與鄰井對比，推斷目的層位，提高決策工作效率。

5.3 應用于特殊工藝井

當處理特殊測井作業時，基地人員利用實時測井數據可以迅速的了解現場情況，對現場作業出現的各種異常情況進行科學分析，并將分析結果和建議快速的反饋給現場決策和作業人員，為現場提供高效的技術支持。

5.4 應用于基礎工作

每一個測井作業完成后，現場將井場測井數據即時傳輸到數據中心，測井處理解釋人員從網上下載原始數據，就可以立即在處理解釋中心進行資料處理和解釋，同樣把成果數據上輸到數據中心，及時發布給科研生產單位使用，以便快速、準確的做出決策并指導現場生產，而不必像以前那樣要等到測井小隊返回項目部基地后再進行資料處理，從而整體提高了測井資料處理的時效，縮短數據獲取周期，甚至可以達到幾乎和現場同步的水平，大大提高了數據的準確性和及時性，提高生產效率。同時也把井場資料驗收人員從艱苦的井場環境中解放出來。

系統在設計過程中充分考慮了未來擴展和用戶不同的需要，不同的用戶可以依據自己的使用習慣對需要觀察的數據項、刻度、單位等進行模板化定制。測井數據實時傳輸與協同工作平臺針對現場作業的各個環節、技術服務手段予以設計，如隨鉆測井數據資料、試油試采數據資料等，都可在遠程傳輸系統中設有單獨的模塊傳輸，以實現井場的所有信息的應用和管理[5]。

6.結束語

測井數據實時傳輸與協同工作平臺是油田公司數字化發展的產物，為油田公司各單位的生產管理、科研決策人員提供了大量的測井數據信息，顯示出方便、快速、實時的優點，因此將帶來可觀的經濟效益和使用價值，必將不斷提高油田勘探開發效益，推動測井技術的進一步發展。

[1]吳西燕,董方敏,彭代軍.大批量數據遠程傳輸的一種實現方法及其應用[J].信息技術,2004(10):45-46.

[2]吳文彪,姚建豪,建偉.基于GPRS測井資料實時遠程傳輸系統[J].石油儀器,2005(8):72-73.

[3]謝超,謝輝.井場數據遠程傳輸系統的應用[J].微計算機信息,2010(26):56-57.

[4]王佑寧,楊凌照,韓性禮.錄井數據遠程傳輸的實現與應用[J].錄井技術,2003(3):22-27.

[5]劉瑞文,郭學增.綜合錄井數據實時遠程傳輸現狀及其應用[J].錄井技術,2000(9):12-15.