测井解释曲线拼接系统设计

2015-12-04赵鹏中石油大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司黑龙江大庆163453

长江大学学报(自科版) 2015年19期

赵鹏（中石油大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司，黑龙江大庆163453）

生产测井解释资料是监测油田正常生产的重要参考，而生产测井曲线是保证生产测井解释资料合理性、准确性的有效依据。实现生产测井曲线的数字化是测井资料预处理的前提，在现场预处理资料的过程中，由于没有老区块、老井数据存储资料，需要对相应井次的自然电位曲线进行数字化处理。但是，在处理过程中存在如下问题：自然电位曲线比较长，数字化软件无法一次性完成对自然电位曲线的数字化处理；对自然电位曲线数字化处理过程中，可能出现曲线变形或者直线段、采样点的选择和同一点的幅度值存在不一致性等情形。另外，在水平井现场实际操作中存在连续测量与点测量交替进行的测井方式，为了保证同一井次连续测量与点测量数据的一致性，需要实现曲线拼接。基于自然电位曲线的数字化处理过程中存在的问题以及水平井现场操作的实际需求，应对数字化的自然电位曲线和水平井测井曲线作曲线拼接操作。为此，笔者对测井解释曲线拼接系统进行了设计。

1 系统设计原理

测井仪器测得的信号均可看作是连续变化的电压，其大小与所测量的参数（如地层电阻率、地层声波传播速度及地层放射性等）之间存在一定关系（通常为线性关系），这样连续变化的电压为模拟量。连续地记录这些模拟量后会得到电压随深度变化的数字测井曲线［1］。数字测井曲线的实质是某一区间内有固定采样间隔的一系列采样点处的幅度值的集合，即有N个数字量的离散序列。采样点数越多，采样精度就越高，从而保证回放的曲线就越真实。因此，测井解释曲线拼接就是对2条拼接曲线对应的离散序列按照某种规则重新序列化。李宁等［2］于1996年提出广义测井曲线理论，以维的方式对所有测井曲线作了统一描述。测井解释曲线拼接对象一般为常规测井曲线，按照广义测井曲线理论，可以将拼接的曲线看作是一维数组，因而测井解释曲线拼接系统涉及的曲线拼接就是对一维数组的处理。

设曲线A和B，两者拼接后的曲线记为C，曲线A的起始深度为SA，终止深度为EA，曲线B的起始深度为SB，终止深度为EB，曲线A、B的采样间隔为lev，选择的曲线拼接位置为x（SB≤x≤EA），曲线起始位置到曲线拼接位置的采样点数记为NA，曲线拼接位置到曲线B的终止深度的采样点数记为NB（不包含曲线拼接点的采样点），则有：

曲线拼接后曲线C的采样点数记为NC，有：

设曲线A的曲线函数为A（n），曲线B的曲线函数为B（n），曲线C的曲线函数为C（n），则有：

为了验证拼接算法的正确性，随机选取5井次的拼接曲线数据，利用JUnit单元测试框架，选择曲线拼接点首部、尾部以及定制拼接点3个曲线深度位置对曲线拼接算法进行验证，结果如表1所示。从表1可以看出，5井次共15个验证深度处的自然电位幅度值在拼接前后是一致的，说明上述曲线拼接算法是可行的，即曲线拼接功能的实现能够解决生产测井解释中遇到的相关问题。

表1 拼接算法验证结果表

2 系统总体框架设计

测井解释曲线拼接系统基于中石油“一体化网络测井处理解释软件平台”［2］开发，以Java作为开发语言、NetBeans6.8作为集成开发环境。测井解释人员可根据拼接曲线的具体形态特征以及曲线拼接的实际情况，人为定制拼接点以实现测井曲线的拼接，同时得到拼接曲线的合理性验证。测井解释曲线拼接系统总体框架图如图1所示。

测井解释曲线拼接系统的业务逻辑分为3层，即数据层、服务层和表示层。

2.1 数据层

数据层主要完成有关测井解释曲线拼接系统的数据操作，包括数据的访问方式以及数据系统的连接方式等。系统采用文件和数据库结合的方式。数据层提供统一的数据访问接口，这样在数据读写中不必考虑数据源来自文件或是远程数据库，因而实现了文件系统与远程数据库的数据操作统一［3～5］。

2.2 服务层

服务层也即业务逻辑层，主要完成业务的逻辑操作处理。服务层使表示层与数据层实现逻辑分离，其对表示层主要提供诸如程序接口及组件应用等服务，对数据层主要是进行数据访问以及处理结果的反馈。在服务层主要设计了数据存储、数据更新、界面组件、参数配置等。

图1 测井解释曲线拼接系统总体框架图

2.3 表示层

表示层也即应用层，主要提供用户的交互操作和处理结果回馈。表示层主要包括创建井文件、数据解编、参数修正、拼接参数显示、拼接点定制、拼接曲线的可视化显示以及数据备份模块。

3 系统主要功能模块设计

3.1 创建井功能模块

创建井功能模块的作用是建立测试井的基本信息，其主要包括客户名称、测试井标准井号、测试井中文井号、测试日期、常规测试项目及其他测试基础标志信息。其中，测试井标准井号的书写规则为大写英文字母与数字的组合，中文井号为采油厂内部约定的名称，常规测井项目主要包括同位素注入剖面测井、过环空点测产出剖面测井、多臂井径测井、磁性定位测井等。

3.2 数据解编模块

由于仪器生产厂家的不同，导致生产测井原始数据的基本格式不尽相同，为了能将这些测井原始数据翻译为测井解释曲线拼接系统能够读取的数据，并保证数据格式的标准化和统一化，测井解释曲线拼接系统采用专门定制的数据格式Cifplus，该格式基于广义测井曲线理论，以4096个字节作为存储单元，采用表格信息进行数据检索［6］。数据解编模块通过与测井原始数据建立协议，以便该系统能够读取诸如曲线名、曲线深度、幅度值、采样间隔等测井数据的基本信息。

3.3 参数修正模块

参数修正模块的功能是对解编后的生产测井原始曲线的曲线名、曲线单位、曲线左右刻度、曲线起始深度、曲线终止深度以及采样间隔等与解编后曲线密切相关的曲线参数进行修正。如在实际现场测井过程中，常出现测井操作员误将曲线名输出为英文小写字母的现象。针对上述情况，利用参数修正模块可以根据约定规则实现系统的曲线命名。因此，设计该模块的目的就是保证测井解释曲线拼接系统的可读性、统一性和标准化。

3.4 拼接参数显示模块

拼接参数显示模块的功能是实现曲线名、左右刻度、起始深度、终止深度以及采样间隔等与拼接曲线相关的曲线信息的预览。通过该模块可以进一步验证参数修正模块对参数修正结果的正确性。同时，解释人员通过对曲线信息的核对，可以在该模块中进一步修正与拼接曲线相关的参数，从而准确可靠地完成曲线拼接工作。

3.5 拼接点定制模块

该模块的主要功能是根据实际遇到的各种拼接需求来完成曲线拼接点的定制。曲线拼接点的选择包括拼接曲线起始点、终止点以及拼接点的人为定制等部分。一般情况下，拼接曲线的起始点是第2条拼接曲线的起始深度，终止点是第1条拼接曲线的终止深度。拼接点的人为定制是解释人员根据实际需要，在符合拼接规则的前提下，手动填写拼接深度，可以达到更好地实现人机交互的目的。

3.6 拼接曲线可视化模块

该模块的主要功能是显示预拼接的2条曲线以及拼接后曲线的可视化效果（即解释人员可以通过拼接曲线图的直观效果来判断拼接曲线是否符合测井解释的实际需求），共显示3条曲线道，分别为深度道、预拼接曲线道以及拼接结果曲线道。拼接曲线可视化模块可以对曲线颜色、曲线样式、曲线宽度以及曲线显示方式如是否折返、是否自动设置左右刻度、字体、字体大小等曲线的有关属性进行设置。此外，该模块具有无限次撤销和恢复功能，这样可以大大提高拼接曲线结果的满意度。