優(yōu)化測(cè)井資料解釋集成系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)

李曉紅 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠地質(zhì)大隊(duì)地質(zhì)室，黑龍江 大慶163000）

測(cè)井資料綜合解釋業(yè)務(wù)的全過程可概括為3大部分，即記錄數(shù)據(jù) （測(cè)井）、處理數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換）和分析解釋數(shù)據(jù) （分層、定位）。其中，處理數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)是交互進(jìn)行的，傳統(tǒng)的測(cè)井綜合解釋業(yè)務(wù)是由操作人員利用計(jì)算機(jī)軟件選擇恰當(dāng)?shù)奶幚矸椒▽?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將結(jié)果繪圖打印提交至數(shù)據(jù)解釋人員，數(shù)據(jù)解釋人員對(duì)數(shù)據(jù)處理作出初步解釋，判斷處理是否合理，如果合理則對(duì)測(cè)井地域油氣水含量、位置等信息作出最終結(jié)論，繪圖打印正式測(cè)井解釋圖表，交由施工單位施工，若不合理則交回?cái)?shù)據(jù)處理人員重新處理計(jì)算。

目前市場(chǎng)上流通的大部分測(cè)井軟件都是基于此業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)的。然而，隨著油氣田測(cè)井地理環(huán)境日益復(fù)雜和測(cè)量儀器種類日益繁多，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)格式和處理方法也越來越復(fù)雜，不同測(cè)井項(xiàng)目往往要根據(jù)不同的地區(qū)、地層位置和深度選取不同的參數(shù)、處理方法來處理資料，但由于處理人員往往計(jì)算機(jī)水平較高，而測(cè)井專業(yè)水平較解釋人員相比低很多，難以正確選擇參數(shù)和處理方法，由解釋人員退回修改2～3次的情況屢見不鮮，這種處理模塊和解釋模塊分離的傳統(tǒng)測(cè)井解釋系統(tǒng)極大地影響了油氣田勘探的效率。為此，筆者從優(yōu)化測(cè)井處理和測(cè)井解釋流程的角度出發(fā)，對(duì)開發(fā)測(cè)井資料解釋集成系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)、功能需求和總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。

1 測(cè)井解釋系統(tǒng)的開發(fā)目標(biāo)

優(yōu)化測(cè)井資料綜合解釋的業(yè)務(wù)流程，進(jìn)一步提升油氣田測(cè)井解釋質(zhì)量，使之能夠滿足常規(guī)測(cè)井、成像測(cè)井、生產(chǎn)測(cè)井及工程測(cè)井資料處理解釋要求，要求各測(cè)井公司根據(jù)軟件應(yīng)用區(qū)的實(shí)際情況，自主研發(fā)能夠滿足如下目標(biāo)的一體化測(cè)井解釋集成平臺(tái)：①構(gòu)建高度集成的測(cè)井處理解釋平臺(tái)，盡可能全面地集成現(xiàn)有的全部測(cè)井處理方法及軟件應(yīng)用地區(qū)的地理參數(shù)，以確保測(cè)井綜合解釋系統(tǒng)解編測(cè)井原始數(shù)據(jù)、處理評(píng)價(jià)各種測(cè)井資料的準(zhǔn)確性、有效性和便捷性；同時(shí)還要集成先進(jìn)的圖形繪制模塊，確保測(cè)井解釋成果繪圖的輸出質(zhì)量。②整合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)處理和解釋2大模塊于一體，優(yōu)化操作界面，增強(qiáng)可操作性，使解釋人員能夠直接上機(jī)處理解釋，做到測(cè)井處理和測(cè)井解釋的高度交互。③系統(tǒng)要設(shè)置獨(dú)有的數(shù)據(jù)格式，并且開發(fā)能夠?qū)⒏鞣N測(cè)井儀器輸出格式轉(zhuǎn)換為該統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊。同時(shí)系統(tǒng)還要保留方便、簡潔的開發(fā)工具，以便系統(tǒng)能夠隨著測(cè)井解釋處理方法的發(fā)展和應(yīng)用地區(qū)地理環(huán)境的變化不斷更新和升級(jí)。

2 測(cè)井解釋系統(tǒng)的功能需求

2.1 數(shù)據(jù)底層I／O接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能

I／O接口是用于CPU和外部存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)交互的IC芯片或接口板，是CPU和I／O設(shè)備之間交換信息的媒介和橋梁，其質(zhì)量的高低直接決定了該系統(tǒng)調(diào)用CPU處理外部存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)交互能力的強(qiáng)弱，也是測(cè)井解釋系統(tǒng)增加和轉(zhuǎn)換新數(shù)據(jù)格式的功能保障。優(yōu)化流程后的測(cè)井資料解釋系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)的突出特點(diǎn)在于優(yōu)化流程后的系統(tǒng)涵蓋大量的測(cè)井解釋方法和參數(shù)，每一次對(duì)轉(zhuǎn)換格式后的數(shù)據(jù)處理都要從中比對(duì)選擇最合適的參數(shù)和算法，因而優(yōu)化測(cè)井資料解釋系統(tǒng)，在信息數(shù)據(jù)的處理量和計(jì)算復(fù)雜度方面較一般計(jì)算機(jī)軟件要大很多。這就要求該系統(tǒng)具有高質(zhì)量的數(shù)據(jù)底層I／O接口，以確保測(cè)井解釋綜合系統(tǒng)各個(gè)應(yīng)用模塊具有穩(wěn)定、快速的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)交互能力。

2.2 可視化數(shù)據(jù)編輯和解釋功能

隨著測(cè)井項(xiàng)目、地區(qū)和目標(biāo)的不同，測(cè)井資料處理方法也必須處于發(fā)展更新之中，而各油田的不同測(cè)井公司甚至?xí)鶕?jù)實(shí)地環(huán)境開發(fā)獨(dú)有的測(cè)井處理方法，這就要求測(cè)井解釋系統(tǒng)必須具有不斷添加和更新參數(shù)和處理、解釋方法的功能。

此外，無論何種測(cè)井解釋方法，都要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)記錄資料進(jìn)行曲線合并、拼接和異常值校正等基礎(chǔ)工作。傳統(tǒng)的測(cè)井解釋軟件這部分工作由處理模塊獨(dú)立完成，解釋模塊只需要將處理模塊編輯后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行判定即可，無需對(duì)原始資料圖像進(jìn)行修改和編輯。而優(yōu)化流程之后的測(cè)井綜合解釋系統(tǒng)要將測(cè)井資料處理和測(cè)井解釋合并，不再單設(shè)數(shù)據(jù)處理的操作人員，這就要求測(cè)井解釋模塊必須將可視的圖形化編輯功能和測(cè)井解釋功能集成在一起，既能對(duì)測(cè)井資料進(jìn)行可視化的編輯修正，也能夠在轉(zhuǎn)換為地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行判定后，對(duì)不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化修正，這樣既節(jié)省了數(shù)據(jù)返回修改和提交的環(huán)節(jié)，也極大地提升了測(cè)井解釋的成功率。

2.3 地質(zhì)圖形輸出和打印功能

由于測(cè)井解釋綜合系統(tǒng)省略了初次繪圖打印的環(huán)節(jié)，并且可以直接對(duì)不合理的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化編輯，因而該系統(tǒng)所打印的均是在經(jīng)過龐大的測(cè)井資料處理和解釋之后形成的圖形，幾乎相當(dāng)于流程未優(yōu)化系統(tǒng)的正式繪圖打印，這就要求系統(tǒng)必須集成多樣化的地質(zhì)圖形輸出和打印功能，如表格數(shù)據(jù)顯示、一維曲線顯示、二維曲線顯示、不連續(xù)深度 （點(diǎn)測(cè)）數(shù)據(jù)、三維數(shù)據(jù)顯示等等，以確保測(cè)井解釋可視化編輯能夠滿足紛繁復(fù)雜的測(cè)井種類和地理環(huán)境。

2.4 管理模塊和應(yīng)用軟件嵌入功能

優(yōu)化流程后的系統(tǒng)在解釋測(cè)井資料時(shí)經(jīng)常需要多個(gè)解釋人員分區(qū)塊地進(jìn)行處理，因而系統(tǒng)必須具備多用戶和測(cè)井解釋成果輸出文件的管理功能，以便多用戶分工合作和解釋成果及數(shù)據(jù)圖形的匯總，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)在每個(gè)功能模塊設(shè)置幫助文件，幫助流程整合后的工作人員能夠熟練掌握各部分操作。不僅如此，由于測(cè)井技術(shù)和現(xiàn)代信息技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠?yàn)闇y(cè)井資料解釋提供幫助的輔助軟件也越來越多，如曲線濾波工具、Autocad、Strate、Office等，因而系統(tǒng)必須預(yù)留應(yīng)用軟件的嵌入功能，以滿足系統(tǒng)持續(xù)更新和升級(jí)的開發(fā)目標(biāo)。

3 測(cè)井資料解釋系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

測(cè)井資料解釋系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，其中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊主要包括數(shù)據(jù)加載主控制模塊、用戶管理、數(shù)據(jù)I／O接口和開發(fā)給各測(cè)井公司的數(shù)據(jù)庫接口，用于滿足系統(tǒng) “數(shù)據(jù)底層I／O接口和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能”的開發(fā)需求，幫助統(tǒng)一各測(cè)井公司的數(shù)據(jù)格式；測(cè)井對(duì)象顯示模塊主要包括測(cè)井對(duì)象顯示控制模塊和顯示、打印模塊，用于滿足上述測(cè)井業(yè)務(wù)流程對(duì)解釋系統(tǒng)提出的 “地質(zhì)圖形輸出和打印功能”需求；測(cè)井處理模塊主要包括處理主控模塊和可視化編輯，用于滿足上述測(cè)井業(yè)務(wù)流程對(duì)解釋系統(tǒng)提出的 “可視化數(shù)據(jù)編輯和解釋功能”；系統(tǒng)平臺(tái)包括主控界面、實(shí)用工具和用戶管理3部分，主要用于滿足上述測(cè)井業(yè)務(wù)流程對(duì)解釋系統(tǒng)提出的 “管理模塊和應(yīng)用軟件嵌入功能”。

4 各模塊的具體設(shè)計(jì)及功能開發(fā)

4.1 系統(tǒng)平臺(tái)

根據(jù)測(cè)井解釋軟件的功能需求和總體設(shè)計(jì)的模塊劃分，設(shè)計(jì)該操控功能界面如圖2所示。

1）菜單區(qū) 主要包括文件及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、測(cè)井圖像繪制、圖像編輯、測(cè)井解釋處理、工具、窗口和幫助7大區(qū)塊和按鈕：“文件及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換”按鈕與 “數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊”相連接，用于測(cè)井解釋系統(tǒng)打開、加載和存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)格式的測(cè)井文件、繪圖模板，以及測(cè)井結(jié)果的輸出和打?。弧皽y(cè)井圖像繪制”按鈕與 “測(cè)井對(duì)象顯示模塊”相連接，主要用于測(cè)井解釋人員在打開和加載的測(cè)井文件和繪圖模板上添加道、曲線、深度、波形、取心、巖性等測(cè)井對(duì)象，完整、詳盡、準(zhǔn)確地將測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可視化圖像；“圖像編輯”按鈕與 “測(cè)井處理模塊”中的 “可視化編輯模塊”相連接，用于測(cè)井解釋人員在轉(zhuǎn)化后的測(cè)井圖像上進(jìn)行可視化編輯，通過曲線的編輯與校深來完成測(cè)井圖像的修正；“測(cè)井解釋處理”按鈕與“測(cè)井處理模塊”中的處理主控模塊相連接，用于測(cè)井解釋人員根據(jù)測(cè)井實(shí)際狀況、測(cè)井方法的特性來選擇合適的處理方法，并可根據(jù)自身操作習(xí)慣自由設(shè)定處理方法快捷按鍵；“工具”按鈕，用于測(cè)井解釋系統(tǒng)設(shè)置及調(diào)用系統(tǒng)集成的曲線濾波工具、Autocad、Strate、Office等實(shí)用軟件；“窗口”按鈕，用于移動(dòng)、調(diào)整、拆分和鎖定測(cè)井解釋系統(tǒng)各窗口；“幫助”按鈕，為系統(tǒng)使用者提供系統(tǒng)功能說明和使用方法。

圖1 測(cè)井資料解釋系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)圖

圖2 測(cè)井資料解釋系統(tǒng)平臺(tái)主界面

2）快速工具欄 快速工具欄是菜單區(qū)的補(bǔ)充，用于方便系統(tǒng)使用者根據(jù)自己的使用習(xí)慣，將各菜單區(qū)按鈕下的具體功能按鍵放置于該區(qū)域。

3）圖頭顯示、編輯區(qū) 圖頭是位于測(cè)井成果圖去線頭上方的表格，該區(qū)域用于系統(tǒng)使用者通過版面設(shè)置窗口設(shè)置圖頭版式大小和通過類似于EXCEL的表格直接編輯或者修改從文件調(diào)入的圖頭的內(nèi)容。

4）圖形顯示、編輯區(qū) 該區(qū)域?yàn)橄到y(tǒng)使用者提供繪制、編輯與校深測(cè)井曲線的圖件，用于直接繪制測(cè)井圖像或者對(duì)加載測(cè)井圖像進(jìn)行編輯校對(duì)。

5）成果輸出區(qū) 該區(qū)域通過為系統(tǒng)使用者提供解釋方法的參數(shù)計(jì)算模板，在使用者輸入?yún)?shù)后進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算后的測(cè)井解釋成果按照系統(tǒng)使用者設(shè)定的表格顯示出來，并且效仿EXCEL為使用者提供對(duì)表格的編輯。

6）狀態(tài)條 當(dāng)使用者點(diǎn)擊菜單按鈕或者使用某種功能時(shí)，在菜單狀態(tài)條顯示該按鈕或者功能的說明。

4.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)模塊

1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)一功能 目前種類繁多的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)格式可劃分為9大類，分別為單點(diǎn)單值數(shù)據(jù)、單點(diǎn)多值數(shù)據(jù)、深度單點(diǎn)數(shù)值、深度多數(shù)值、連續(xù)單字節(jié)串?dāng)?shù)據(jù)、連續(xù)多字節(jié)串?dāng)?shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)、文本串?dāng)?shù)據(jù)和任意二進(jìn)制數(shù)據(jù)等。而這些數(shù)據(jù)格式包括的主數(shù)據(jù)有井礦信息、標(biāo)注、一維曲線、二維曲線、三維曲線、單點(diǎn)曲線、連續(xù)深度曲線、離散深度曲線和表格數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)、不確定意義數(shù)據(jù)等。

基于此，系統(tǒng)設(shè)定一個(gè)包含對(duì)照表的統(tǒng)一文件格式，該文件格式的系統(tǒng)主數(shù)據(jù)包括表數(shù)據(jù) （單點(diǎn)曲線、連續(xù)深度曲線、離散深度曲線表格）、一維曲線、二維曲線、三維曲線、文本數(shù)據(jù)和用戶自定義數(shù)據(jù) （任意二進(jìn)制）。上述9類文件格式在打開時(shí)自動(dòng)按照對(duì)照表指定的位置將原文件格式包含的各項(xiàng)主數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一格式的主數(shù)據(jù)，且每一個(gè)統(tǒng)一文件格式只對(duì)應(yīng)一個(gè)固定記錄長度的測(cè)井記錄。文件格式如圖3所示。

2）數(shù)據(jù)加載控制 數(shù)據(jù)加載控制的主要功能是用于在打開測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)文件時(shí)對(duì)文件格式進(jìn)行識(shí)別：當(dāng)打開的文件是本系統(tǒng)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式時(shí)直接開打文件；當(dāng)打開的文件是本系統(tǒng)的繪圖格式文件時(shí)顯示繪圖模板；當(dāng)打開的文件是原始的其他格式測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)文件時(shí)，則進(jìn)入數(shù)據(jù)解編操作，按照對(duì)照表進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，將上述原始文件包含的數(shù)據(jù)模塊一一讀取，進(jìn)行解編轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)文件格式數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行打開。為此，優(yōu)化后的測(cè)井資料解釋系統(tǒng)采用多方案識(shí)別技術(shù)建立數(shù)據(jù)格式特征碼庫來進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，即在特征庫文件FormatDisData.txt中寫入文件識(shí)別條件，通過此信息識(shí)別，就可以知道該數(shù)據(jù)為dlis格式數(shù)據(jù)。

圖3 測(cè)井資料解釋系統(tǒng)統(tǒng)一文件格式

3）測(cè)井對(duì)象顯示模塊 圖形對(duì)象顯示模塊主要用于測(cè)井地質(zhì)圖形的繪制，因而該模塊的主要功能在于控制圖形繪制和編輯、校深加載對(duì)象的操作。具體包括如下部分：圖頭鎖定時(shí)，圖形顯示區(qū)域僅能沿水平方向隨圖形客體同步滾動(dòng)；利用鼠標(biāo)對(duì)圖形對(duì)象進(jìn)行選中、啟動(dòng)屬性設(shè)置、拖動(dòng)和任意級(jí)嵌套功能；點(diǎn)del鍵時(shí)，刪除被選中的對(duì)象；對(duì)象的頭部高度隨著整個(gè)繪圖情況而變化，依賴于道內(nèi)子對(duì)象最大數(shù)；負(fù)責(zé)向各控件傳遞消息；當(dāng)子對(duì)象不處理鼠標(biāo)右擊菜單時(shí)，主系統(tǒng)才顯示自己的菜單；負(fù)責(zé)與控件進(jìn)行信息交換，比如從控件中提取數(shù)據(jù)，寫數(shù)據(jù)到控件；當(dāng)系統(tǒng)向已打開測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)文件添加顯示對(duì)象時(shí)，向該控件中傳遞井信息數(shù)據(jù)；當(dāng)其他控件發(fā)生變化時(shí)向全部控件發(fā)出相應(yīng)信息并更新顯示。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，系統(tǒng)可采用C0leClient Item容器技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)控件封裝類來加載控件和調(diào)用函數(shù)，實(shí)現(xiàn)主系統(tǒng)事件下傳到對(duì)象和對(duì)線性、字體、波形等對(duì)象特性的控制。同時(shí)，利用已經(jīng)成熟的鼠標(biāo)單擊程序?qū)崿F(xiàn)選中功能，鼠標(biāo)雙擊程序?qū)崿F(xiàn)啟動(dòng)屬性設(shè)置功能，鼠標(biāo)移動(dòng)程序來移動(dòng)對(duì)象頭和對(duì)象邊界，鼠標(biāo)拖動(dòng)功能改變對(duì)象位置和對(duì)象寬度。

4）測(cè)井處理模塊 該模塊以.DLL動(dòng)態(tài)鏈接庫的方式開發(fā)設(shè)定接口方式、提供加載能力、負(fù)責(zé)將輸入輸出數(shù)據(jù)送往顯示區(qū)域、支持參數(shù)編輯、菜單控制和方法執(zhí)行等功能。在算法方面，首先是設(shè)定測(cè)井資料處理數(shù)據(jù)的接口，即在子模塊中定義輸入、輸出曲線的參數(shù)并將井文件下傳至子模塊，以供處理模塊調(diào)用，同時(shí)考慮到處理軟件的多樣性，系統(tǒng)設(shè)定2種接口類型：一是該接口進(jìn)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算而結(jié)果則通過系統(tǒng)平臺(tái)菜單區(qū) “文件”功能按鈕實(shí)施數(shù)據(jù)存取功能；二是在模塊內(nèi)自行讀取、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和計(jì)算處理。其次，是開發(fā)解釋方法的選擇功能，即解釋模塊要能夠采用菜單方式選擇且被選中的模塊能夠被記錄在主界面的快速工具欄上以便隨時(shí)調(diào)用，同時(shí)解釋方法一經(jīng)選用該模塊則自動(dòng)調(diào)入該方法的解釋參數(shù)，放入主界面的參數(shù)編輯區(qū)，采用文本數(shù)據(jù)方式編輯。再次，開發(fā)測(cè)井資料處理的執(zhí)行功能，需要在主界面的工具欄上設(shè)置可以執(zhí)行記錄在快速工具欄上解釋方法的執(zhí)行按鈕，且執(zhí)行方法前，主控模塊先自動(dòng)將解釋參數(shù)下傳到子模塊中，然后加載處理方法執(zhí)行。最后，開發(fā)結(jié)果顯示功能，即當(dāng)處理模塊返回值大于0時(shí)，表示正常處理完畢后，提示 “處理完畢”信息。否則，表示計(jì)算錯(cuò)誤，在信息結(jié)構(gòu)中返回錯(cuò)誤信息。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，測(cè)井資料處理模塊還需與解釋處理模塊之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

5）可視化編輯模塊 可視化編輯模塊的功能是在測(cè)井對(duì)象顯示模塊功能的基礎(chǔ)上利用相關(guān)對(duì)比法開發(fā)自動(dòng)校正深度技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)比深度和快速校深以及解釋釋過程可視化功能，即劃分解釋層頂?shù)捉?，設(shè)置結(jié)論、井壁取心等參數(shù)以及圖頭信息編輯和成果表編輯。此外，還要利用 “Ctrl鍵+鼠標(biāo)”拖動(dòng)程序轉(zhuǎn)換鼠標(biāo)值為曲線數(shù)值，完成曲線數(shù)值修正。

5 結(jié)語

隨著油氣田測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)格式和處理方法也越來越復(fù)雜，處理模塊和解釋模塊分離的傳統(tǒng)測(cè)井解釋系統(tǒng)已經(jīng)越來越難以滿足油氣田測(cè)井效率的需求。筆者針對(duì)油氣田測(cè)井系統(tǒng)開發(fā)需求提出了一個(gè)簡單直觀、高度集成、界面統(tǒng)一的測(cè)井解釋集成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)構(gòu)想，旨在為優(yōu)化和改進(jìn)現(xiàn)有測(cè)井資料解釋系統(tǒng)提供借鑒和啟發(fā)。

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