计算机在石油测井技术中的应用

2014-01-03张博望麒

电子测试 2014年7期

张博望麒

（东北石油大学，大庆，163318）

我国石油工程近些年来取得了飞跃发展，不断开发出新的油田和油气田。然而，随着地质条件越来越复杂，对石油测井技术也提出了更高的要求。计算机技术的不断发展，使得其在石油测井中的运用成为了可能，将计算机运用到石油测井技术当中，不但能够提高测量的精确度，同时还实现了测量数据的信息化，使得石油测井技术得到提升，目前计算机石油测井综合信息系统在石油测井中发挥着重要的作用。

1 计算机在石油测井技术中应用概况

目前，国外先进的石油公司将计算机运用到石油测井当中主要体现在两个系统，计算机处理解释系统以及由计算机控制的数控测井系统。通过计算机在两个系统的运用，石油测井实现了自动化、系列化、多样化以及组合化。计算机在石油测井技术当中的使用，颠覆了传统的石油测井和解释方法。在新的系统帮助下，测井解释所必需的所有数据只需要仪器下井一次就能够全部获得，并且获得的数据准确率高，实现了自动化和快速化，同时解释符合率较高。计算机处理解释系统的运用实现了经济效率的提升，同时社会效益也更加显著。目前，国际上计算机石油测井综合系统技术已经形成了三巨头鼎力的局面，吉欧公司研发的DDL 系统，斯伦贝谢公司研发的Csu 系统以及由德莱赛公司研发的CLS 系统代表了世界最高的水平。国际上几乎所有的石油测井作业均使用到由他们研发的系统，而他们共同霸占了90%的海上石油测井市场以及85%陆上石油测井市场。然而，当前计算机在我国石油测井技术中的运用还比较落后，与世界先进水平之间差距较大。我国的数十个油田以及几十支专业测井团队到目前为止还在使用着JD581 多线测井仪和SJD-801 数字测井仪，而这些陈旧的测井仪器与国外五六十年代的水平相当，使用起来对人工的依赖性较强，所以非常费时，效率很低，可靠性不强，同时测井以及解释符合率较低。目前我国也有团队正在研发计算机石油测井综合信息系统，对测井数据的采集利用到了STM-AT 机，在室内进行模拟，实时采集数据，然后传输信息、进行转换、数据存贮、磁盘记录。最终，将测井曲线在分辨率高的、屏幕较大的投影仪上进行显示，然而经过计算机预处理、测井解释程序，通过相应的系统进行现场解释，检验之后，在进行存档，为勘探开发提供帮助。

2 计算机石油测井系统的组成

计算机石油测井系统有两大部分组成，地面设备以及井下仪器。地面辅助设备与计算机系统二者共同组成了地面设备部分。一般情况下地面设备所包含的两个部分安装在测井车上，一个在车前端，一个在车后端。井下仪器通过电缆与地面设备相连。之所以要设计出计算机石油测井综合信息系统，是为了能够实现测井手段系列化、测井仪器组合多样化、测井记录全面化、实现自动化测井解释以及一体化的管理决策。系统的信息主要包括了两个部分，管理控制信息以及工程数据信息，二者分别对应的是管理信息数据库以及工程数据库。该系统是一体化的综合信息系统，能够控制测井操作、采集测井数据、将数据进行传送以及储存、进行数值计算、处理信息、决策管理以及诊断维护。从设备上讲，该系统由包括了三个部分，计算机系统、专用测井设备以及光学监视记录仪器设备。从软件配置上看，计算机石油测井系统由包括了应用软件和系统软件。下文将会对这些组成部分和配置进行详细的介绍。

3 计算机石油测井综合信息系统的软件配置

计算机石油测井综合信息系统的软件配置包括了两个部分，分别是应用软件和系统软件。应用软件主要用来移植、改造和研制各种内部系统，包括了智能决策支持系统、测井数据处理系统、测井数据绘图系统、测井操作系统、测井资料解释系统等。其中测井数据预处理系统和测井曲线绘图系统主要功能是将采集到的数据进行处理，生成按照测井曲线名称进行排列的等距采样的计算机用户模式。测井曲线绘图系统中的子系统会将数据绘制成曲线图件，图上标注有名称、刻度比例以及深度等信息。同时该系统还采用了菜单驱动技术，使用模块化机构等，同时能够设置彩图陪衬，加入了后台音乐等技术，提升了系统美观和可操作性。计算机石油测井综合信息系统主要采用了DOS 以及CCDOS 操作系统。为了能够将测井仪器的可控制性提高，满足测井工作中的需求，对DOS 系统进行了一些调整和修改。为了适应不同系统对于编程的需求，扩展了ASM语言、BASIC 语言、PROLOG 语言以及dBASEI 语言。同时，给系统配置故障诊断专家系统以及三级诊断软件。

4 计算机系统组成

计算机系统的组成主要包括了八个部分，分别是微型计算机、监视器、超大屏幕投影仪、磁记录仪、行式打印机、测井信号模拟器等。我们以sTM 一AT 微型计算机为例来进行说明，微型计算机是系统控制中心，测井数据的处理中心。微型计算机由80287 协处理器、80286 处理器以及8089 I/O 处理器等构成，16 为字长，gMC 时钟，内存为640KB，目前已经扩充到了2MB，主机有8KB 缓存以及64kBROM，主要用来存放测井模拟信息。监视器我们以COLOR 400 监视器为例进行说明，该监视器具有较高的分辨率，显示出的画面像素达到了640×400，同时该监视器器为彩色监视器，可用使用多种颜色将测井曲线显示出来，测井人员通过观察监控测井以及对全过程进行解释。投影仪应使用超大屏类型，使用标准接口和微机连接，能够实现数十人甚至一百人同时观察测井控制以及测井解释的全过程。磁记录设备主要是用来存放系统软件以及应用软件，存放各种测井数据、管理决策信息。行式打印机可采用采用东芝3070 行式打印机，将测井数据以及解释成果按照需要的字体型号、格式进行打印。测井接口电路，主要包括了两大部分，井下仪器单元和测井通用接口。井下仪器单元又包括了两个部分，井下仪器控制模块和井下仪器接口。井下仪器单元主要对测井仪器的驱动、模拟型号等进行控制通用接口主要提供地址译码、中断控制、数字信号通道、模拟信号通道等，模拟信号信号通道的组成又包括了分时多路开关、滤波、A/D 转换、模拟信号缓冲器等组成，如图1 所示：

图1 计算机石油测井信息系统配置图

5 计算机石油测井综合信息系统的功能

系统的功能按照石油测井的流程共包括了七个部分。采集测井数据并进行储存，系统通过80286 键盘，在智能决策系统的帮助下，根据测井任务将不同的低层模拟程序和模拟测井信号进行调用，或者是将不同驱动的测井仪器进行调用，信号的采集通过测井接口设备以及测井电缆进行，并且进行A/D 转换，采集的信号存储到数据缓冲当中。在接到采样脉冲的命令后，将数据传送到存贮器。测井记录，当测井数据在存储器当中存满一个页面，大小约为4KB，需要将数据送入到磁盘中进行记录，同时还需要将数据信息传送到监视器以及投影仪处。预处理，预处理主要是对测井数据进行加工，校正数字滤波，建立标题块等，最终将数据以用户格式的排列方式进行显示。测井数据处理和综合解释，需要对生成的一定格式的测井数据进行分析、处理、综合解释、评价油气层等。如表1 所示为对油气层的部分评价：

测井成果输出，首先要以模拟曲线图的形式将测井解释成果输出，检验无误之后，就会以模拟记录和数字记录的方式通过绘图仪、打印机以及磁盘机输出结果，并且将成果图在超大屏幕投影仪和监示器上进行显示。自检以及诊断，系统能够通过自检及校检电路将存在差错的信息进行自检和校正，同时由于系统内部拥有故障诊断专家以及三级诊断程序，能够对故障进行诊断。管理与决策，系统所采用的系统是智能决策支持系统，在该系统下可以进行人机对话，使得管理和决策的控制更加方便。