測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)綜述

李忠新

（中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營 257015）

測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)綜述

李忠新

（中石化勝利油田分公司勘探開發(fā)研究院，山東東營 257015）

在充分調(diào)研文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，分常規(guī)和以核磁共振成像測井為例的特殊測井系列分析了國內(nèi)外主要測井?dāng)?shù)據(jù)格式存儲(chǔ)方式特點(diǎn)，總結(jié)了國內(nèi)學(xué)者在測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)方面的研究進(jìn)展，并分析了測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展方向。

測井；數(shù)據(jù)解編；格式轉(zhuǎn)換

測井技術(shù)是用多種專門儀器放入井內(nèi)，沿井身測量鉆井地質(zhì)剖面上地層的各種物理參數(shù)，研究地下巖石物理性質(zhì)與滲流特性，尋找和評(píng)價(jià)油氣的一門應(yīng)用技術(shù)[1]。隨著物理學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，測井技術(shù)也經(jīng)歷了模擬測井到數(shù)字測井、數(shù)控測井、成像測井多個(gè)發(fā)展階段[2]。測井資料以其觀測密度大、高分辨率與縱向連續(xù)性的特點(diǎn)，為石油地質(zhì)和工程技術(shù)人員提供了主要的資料和數(shù)據(jù)來源，成為了地層評(píng)價(jià)的主體。

測井儀器來自不同的廠商，測井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)格式多樣及不同測井解釋平臺(tái)間的數(shù)據(jù)格式不兼容，限制了測井?dāng)?shù)據(jù)的使用與共享。

本文在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，分常規(guī)和以核磁共振成像測井為例的特殊測井系列分析了國內(nèi)外主要測井?dāng)?shù)據(jù)格式存儲(chǔ)方式特點(diǎn)，總結(jié)了國內(nèi)學(xué)者在測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)方面的研究進(jìn)展，并分析了測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)的發(fā)展方向。

1 常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)文件格式

1.1 ASCII標(biāo)準(zhǔn)

測井ASCII標(biāo)準(zhǔn)文本存儲(chǔ)格式，包括LAS、TXT、DAT等，是測井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)使用最廣泛格式和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)點(diǎn)在于記錄的測井?dāng)?shù)據(jù)便于用戶閱讀與數(shù)據(jù)交換，缺點(diǎn)是占用存儲(chǔ)空間大。主要用于測井解釋系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)緩存，野外記錄測井?dāng)?shù)據(jù)一般不用該格式。

該類型一般都包含文件頭和數(shù)據(jù)兩部分，在文件頭部分通常有井信息、起止深度、采樣間隔、曲線名及曲線排列順序等，數(shù)據(jù)部分是各深度點(diǎn)的各曲線的對(duì)應(yīng)值[3]。常見的兩種方式如圖1所示。

圖1 ASCII標(biāo)準(zhǔn)文本格式

1.2 非ASCII標(biāo)準(zhǔn)

非ASCII標(biāo)準(zhǔn)格式測井?dāng)?shù)據(jù)是以二進(jìn)制存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)類型，主要有XTF、DLIS、WIS等。

1.2.1 XTF

XTF文件是貝克休斯公司ECLIPS5700數(shù)控測井系統(tǒng)采集和eXpress處理解釋用的數(shù)據(jù)格式（見圖2）。XTF文件中最小的組成單元是記錄，每個(gè)記錄的長度均為4 096字節(jié)，由標(biāo)題塊和數(shù)據(jù)塊兩大部分組成。標(biāo)題塊通常包括8個(gè)記錄，數(shù)據(jù)塊緊跟標(biāo)題塊后，包含的曲線條數(shù)記錄個(gè)數(shù)由曲線的深度范圍來定[3，4]。

圖2 XTF文件結(jié)構(gòu)

1.2.2 DLIS

DLIS文件是斯倫貝謝公司采用的一種測井?dāng)?shù)據(jù)記錄標(biāo)準(zhǔn)，用于成像測井。這種數(shù)據(jù)格式具有與機(jī)器無關(guān)、自描述、語義可擴(kuò)展以及可以高效處理大數(shù)據(jù)量等特點(diǎn)[7]。

該類型測井?dāng)?shù)據(jù)包含存儲(chǔ)單元標(biāo)識(shí)、磁帶標(biāo)記、磁帶起始記錄、磁帶結(jié)束警告、可見記錄長度、格式版本、邏輯記錄片段號(hào)等。從圖3可見，DLIS物理格式包含3部分：邏輯格式（Logical Format）、不可見封裝（Invisible Envelope）、可見封裝（Visible Envelope）。可見封裝又包含3部分：存儲(chǔ)單元標(biāo)簽（SUL），可見記錄長度（VRL），格式版本（FV）。

圖3 DLIS文件格式

1.2.3 WIS

WIS測井?dāng)?shù)據(jù)格式是根據(jù)我國勘探開發(fā)測井?dāng)?shù)據(jù)的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的具有獨(dú)立自主版權(quán)的一種測井?dāng)?shù)據(jù)記錄格式，應(yīng)用于國產(chǎn)軟件Forward和WATCH平臺(tái)。它采用獨(dú)立曲線對(duì)象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

WIS文件包括三個(gè)部分：文件頭、對(duì)象入口和數(shù)據(jù)體。數(shù)據(jù)存放以塊為單位。WIS文件能存放三種類型的對(duì)象，根據(jù)對(duì)象的類型分為通道對(duì)象、表對(duì)象和流對(duì)象[6]。

2 特殊系列測井?dāng)?shù)據(jù)格式

隨著測井技術(shù)的發(fā)展，越來越多的井應(yīng)用了包含核磁、聲波、電法在內(nèi)的成像測井。與常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)相比，特殊系列測井?dāng)?shù)據(jù)量更大，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式更為復(fù)雜。本文以核磁共振成像測井為例進(jìn)行介紹。

核磁共振成像測井是用于裸眼井的測井成像技術(shù)，它能直接探測地層孔隙介質(zhì)中的流體中的氫，能夠提供可動(dòng)流體、束縛水飽和度等信息。常見的NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)格式有Halliburton的MRIL系列（CLIS格式），Baker Hughes的MREX（XTF格式）以及Schlumberger的CMR系列和MR-Scanner（DLIS格式）[7]。XTF和DLIS格式上文已經(jīng)述及，此處主要介紹CLIS格式。

CLIS格式是Halliburton公司Excell 2000測井地面采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式（見圖4）。CLIS文件最小的組成單元為塊，每個(gè)塊的大小為4 096B，由文件信息段和測井曲線數(shù)據(jù)記錄段兩部分組成。文件信息段長度固定有8個(gè)塊，包含了文件名、井場信息、曲線名、曲線條數(shù)、曲線維數(shù)、起始深度、結(jié)束深度以及采樣率等信息[7]。

圖4 CLIS文件格式

3 測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)進(jìn)展

格式轉(zhuǎn)換主要包括2個(gè)步驟，一是原始數(shù)據(jù)格式解編，二是目的格式文件轉(zhuǎn)儲(chǔ)。解編的原則是：根據(jù)每個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù)類型和所占字節(jié)數(shù)準(zhǔn)確地讀出每一個(gè)參數(shù)；根據(jù)數(shù)據(jù)所在的位置和數(shù)據(jù)類型準(zhǔn)確讀取數(shù)據(jù)值。

3.1 常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)文件格式的轉(zhuǎn)換

戴建軍剖析了716、GMWS、SK88等幾種常見的測井?dāng)?shù)字資料數(shù)據(jù)格式[8]。胡佳慶對(duì)常用的BIT、LA716、3317、LIS、DLIS、TIF、ASCII碼等的數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換的方法[9]。胡振平等（2005）以Microsoft Visual C++為編程工具，開發(fā)了一套能完成13種格式文件向主要格式的轉(zhuǎn)換的軟件系統(tǒng)[10]。李震等研究了XTF文件格式向TXT格式轉(zhuǎn)化的方法，利用VisualC++6.0編制了轉(zhuǎn)換軟件[11]。張宮等剖析了WIS格式的存放方式，并用C#語言編寫了WIS格式轉(zhuǎn)儲(chǔ)為TXT或Excel格式的軟件，能夠正確地解析出WIS文件中的二維波形測井曲線[12]。郭海敏等利用C#語言開發(fā)了能夠解決LAS測井曲線的合并、換行模式切換以及批量轉(zhuǎn)換等問題的一套軟件[13]。王慧萍等提出基于特征庫的測井?dāng)?shù)據(jù)格式自動(dòng)識(shí)別與轉(zhuǎn)換方法，克服了以往測井資料處理系統(tǒng)中人工識(shí)別方式或半智能化模糊識(shí)別方式的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式智能化、自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確識(shí)別和解編，提高了數(shù)據(jù)解編工作效率[14]。張玉海在Delphi2007編程開發(fā)工具下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)bit、716、XTF解編，并保存到數(shù)據(jù)庫中[15]。

3.2 特殊測井?dāng)?shù)據(jù)文件格式的轉(zhuǎn)換

NMR測井回波串采集所使用的頻率、等待時(shí)間、回波間隔以及回波個(gè)數(shù)等參數(shù)均由所選擇的采集模式?jīng)Q定。不同NMR數(shù)據(jù)處理方法需要的參數(shù)回波串組合也不同。后期數(shù)據(jù)處理時(shí)需要根據(jù)采集模式信息正確識(shí)別和提取這些不同參數(shù)回波串?dāng)?shù)據(jù)以滿足處理方法對(duì)數(shù)據(jù)的需要。

傅少慶等分析了cls以及DLIS格式中NMR測井回波串?dāng)?shù)據(jù)以及采集模式參數(shù)的存儲(chǔ)方法，提出核磁共振測井原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)包括所采集的回波串?dāng)?shù)據(jù)和所使用的采集模式相關(guān)信息，設(shè)計(jì)了自己的NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，并編寫了測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件[7]。

4 測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技術(shù)展望

1）需建立統(tǒng)一平臺(tái)

測井?dāng)?shù)據(jù)格式的多樣性需要開發(fā)不同格式的解編模塊，將各種解編模塊統(tǒng)一編制成動(dòng)態(tài)鏈接庫（DLL），并提供統(tǒng)一接口說明，根據(jù)數(shù)據(jù)特征進(jìn)行自動(dòng)匹配。

2）測井?dāng)?shù)據(jù)信息可視化

可以檢查數(shù)據(jù)解編結(jié)果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并配合成圖，以曲線、二維曲線及變密度，甚至是三維等形式顯示出來。

3）解編轉(zhuǎn)換快速準(zhǔn)確，方法易用，可操作性強(qiáng)

測井?dāng)?shù)據(jù)包含的信息越來越多，對(duì)解編轉(zhuǎn)換方法提出要求，實(shí)際工作需要同時(shí)處理多井，需支持批量解編。

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Logging Data Format Conversion Technology Review

Li Zhong-xin

On the basis of paper investigation，analysis the major domestic and foreign logging data storage format characteristics of conventional and special logging suite（NMR as example），summarized domestic scholars logging data format conversion technology research progress and analyze logging data format conversion technology development.

logging；data de-compilation；format conversion

P631.84

A

1003–6490（2016）04–0036–02

2016–04–16

山東省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：ZR2015PD008）。

李忠新（1986—），男，山東菏澤人，工程師，主要從事核磁測井技術(shù)應(yīng)用、油氣藏儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等相關(guān)工作。