測井解釋曲線拼接系統設計

2015-12-04 01:33:58趙鵬中石油大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司黑龍江大慶163453

長江大學學報(自科版) 2015年19期

趙鵬（中石油大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司，黑龍江大慶163453）

生產測井解釋資料是監測油田正常生產的重要參考，而生產測井曲線是保證生產測井解釋資料合理性、準確性的有效依據。實現生產測井曲線的數字化是測井資料預處理的前提，在現場預處理資料的過程中，由于沒有老區塊、老井數據存儲資料，需要對相應井次的自然電位曲線進行數字化處理。但是，在處理過程中存在如下問題：自然電位曲線比較長，數字化軟件無法一次性完成對自然電位曲線的數字化處理；對自然電位曲線數字化處理過程中，可能出現曲線變形或者直線段、采樣點的選擇和同一點的幅度值存在不一致性等情形。另外，在水平井現場實際操作中存在連續測量與點測量交替進行的測井方式，為了保證同一井次連續測量與點測量數據的一致性，需要實現曲線拼接?；谧匀浑娢磺€的數字化處理過程中存在的問題以及水平井現場操作的實際需求，應對數字化的自然電位曲線和水平井測井曲線作曲線拼接操作。為此，筆者對測井解釋曲線拼接系統進行了設計。

1 系統設計原理

測井儀器測得的信號均可看作是連續變化的電壓，其大小與所測量的參數（如地層電阻率、地層聲波傳播速度及地層放射性等）之間存在一定關系（通常為線性關系），這樣連續變化的電壓為模擬量。連續地記錄這些模擬量后會得到電壓隨深度變化的數字測井曲線［1］。數字測井曲線的實質是某一區間內有固定采樣間隔的一系列采樣點處的幅度值的集合，即有N個數字量的離散序列。采樣點數越多，采樣精度就越高，從而保證回放的曲線就越真實。因此，測井解釋曲線拼接就是對2條拼接曲線對應的離散序列按照某種規則重新序列化。李寧等［2］于1996年提出廣義測井曲線理論，以維的方式對所有測井曲線作了統一描述。測井解釋曲線拼接對象一般為常規測井曲線，按照廣義測井曲線理論，可以將拼接的曲線看作是一維數組，因而測井解釋曲線拼接系統涉及的曲線拼接就是對一維數組的處理。

設曲線A和B，兩者拼接后的曲線記為C，曲線A的起始深度為SA，終止深度為EA，曲線B的起始深度為SB，終止深度為EB，曲線A、B的采樣間隔為lev，選擇的曲線拼接位置為x（SB≤x≤EA），曲線起始位置到曲線拼接位置的采樣點數記為NA，曲線拼接位置到曲線B的終止深度的采樣點數記為NB（不包含曲線拼接點的采樣點），則有：

曲線拼接后曲線C的采樣點數記為NC，有：

設曲線A的曲線函數為A（n），曲線B的曲線函數為B（n），曲線C的曲線函數為C（n），則有：

為了驗證拼接算法的正確性，隨機選取5井次的拼接曲線數據，利用JUnit單元測試框架，選擇曲線拼接點首部、尾部以及定制拼接點3個曲線深度位置對曲線拼接算法進行驗證，結果如表1所示。從表1可以看出，5井次共15個驗證深度處的自然電位幅度值在拼接前后是一致的，說明上述曲線拼接算法是可行的，即曲線拼接功能的實現能夠解決生產測井解釋中遇到的相關問題。

表1 拼接算法驗證結果表

2 系統總體框架設計

測井解釋曲線拼接系統基于中石油“一體化網絡測井處理解釋軟件平臺”［2］開發，以Java作為開發語言、NetBeans6.8作為集成開發環境。測井解釋人員可根據拼接曲線的具體形態特征以及曲線拼接的實際情況，人為定制拼接點以實現測井曲線的拼接，同時得到拼接曲線的合理性驗證。測井解釋曲線拼接系統總體框架圖如圖1所示。

測井解釋曲線拼接系統的業務邏輯分為3層，即數據層、服務層和表示層。

2.1 數據層

數據層主要完成有關測井解釋曲線拼接系統的數據操作，包括數據的訪問方式以及數據系統的連接方式等。系統采用文件和數據庫結合的方式。數據層提供統一的數據訪問接口，這樣在數據讀寫中不必考慮數據源來自文件或是遠程數據庫，因而實現了文件系統與遠程數據庫的數據操作統一［3～5］。

2.2 服務層

服務層也即業務邏輯層，主要完成業務的邏輯操作處理。服務層使表示層與數據層實現邏輯分離，其對表示層主要提供諸如程序接口及組件應用等服務，對數據層主要是進行數據訪問以及處理結果的反饋。在服務層主要設計了數據存儲、數據更新、界面組件、參數配置等。

圖1 測井解釋曲線拼接系統總體框架圖

2.3 表示層

表示層也即應用層，主要提供用戶的交互操作和處理結果回饋。表示層主要包括創建井文件、數據解編、參數修正、拼接參數顯示、拼接點定制、拼接曲線的可視化顯示以及數據備份模塊。

3 系統主要功能模塊設計

3.1 創建井功能模塊

創建井功能模塊的作用是建立測試井的基本信息，其主要包括客戶名稱、測試井標準井號、測試井中文井號、測試日期、常規測試項目及其他測試基礎標志信息。其中，測試井標準井號的書寫規則為大寫英文字母與數字的組合，中文井號為采油廠內部約定的名稱，常規測井項目主要包括同位素注入剖面測井、過環空點測產出剖面測井、多臂井徑測井、磁性定位測井等。

3.2 數據解編模塊

由于儀器生產廠家的不同，導致生產測井原始數據的基本格式不盡相同，為了能將這些測井原始數據翻譯為測井解釋曲線拼接系統能夠讀取的數據，并保證數據格式的標準化和統一化，測井解釋曲線拼接系統采用專門定制的數據格式Cifplus，該格式基于廣義測井曲線理論，以4096個字節作為存儲單元，采用表格信息進行數據檢索［6］。數據解編模塊通過與測井原始數據建立協議，以便該系統能夠讀取諸如曲線名、曲線深度、幅度值、采樣間隔等測井數據的基本信息。

3.3 參數修正模塊

參數修正模塊的功能是對解編后的生產測井原始曲線的曲線名、曲線單位、曲線左右刻度、曲線起始深度、曲線終止深度以及采樣間隔等與解編后曲線密切相關的曲線參數進行修正。如在實際現場測井過程中，常出現測井操作員誤將曲線名輸出為英文小寫字母的現象。針對上述情況，利用參數修正模塊可以根據約定規則實現系統的曲線命名。因此，設計該模塊的目的就是保證測井解釋曲線拼接系統的可讀性、統一性和標準化。

3.4 拼接參數顯示模塊

拼接參數顯示模塊的功能是實現曲線名、左右刻度、起始深度、終止深度以及采樣間隔等與拼接曲線相關的曲線信息的預覽。通過該模塊可以進一步驗證參數修正模塊對參數修正結果的正確性。同時，解釋人員通過對曲線信息的核對，可以在該模塊中進一步修正與拼接曲線相關的參數，從而準確可靠地完成曲線拼接工作。

3.5 拼接點定制模塊

該模塊的主要功能是根據實際遇到的各種拼接需求來完成曲線拼接點的定制。曲線拼接點的選擇包括拼接曲線起始點、終止點以及拼接點的人為定制等部分。一般情況下，拼接曲線的起始點是第2條拼接曲線的起始深度，終止點是第1條拼接曲線的終止深度。拼接點的人為定制是解釋人員根據實際需要，在符合拼接規則的前提下，手動填寫拼接深度，可以達到更好地實現人機交互的目的。

3.6 拼接曲線可視化模塊

該模塊的主要功能是顯示預拼接的2條曲線以及拼接后曲線的可視化效果（即解釋人員可以通過拼接曲線圖的直觀效果來判斷拼接曲線是否符合測井解釋的實際需求），共顯示3條曲線道，分別為深度道、預拼接曲線道以及拼接結果曲線道。拼接曲線可視化模塊可以對曲線顏色、曲線樣式、曲線寬度以及曲線顯示方式如是否折返、是否自動設置左右刻度、字體、字體大小等曲線的有關屬性進行設置。此外，該模塊具有無限次撤銷和恢復功能，這樣可以大大提高拼接曲線結果的滿意度。