基于CIFLog的煤层气处理解释软件开发

李鹏飞，佟爱辉，王祝文

(1.吉林大学地球探测科学与技术学院 吉林 长春 130012；2.中国石油测井有限公司大庆分公司 黑龙江 大庆 163412 )

0 引 言

煤层气作为一种蕴藏量巨大的新兴潜在能源，其勘探开发已经引起了国内外的广泛重视，许多勘探测井队伍进入煤层气测井市场，测井仪器设备层出不穷。中油测井有限公司大庆分公司开发的HY1000测井平台独特的高分辨率测井系列全套高度集成，一次下井完成全部测井项目，完全可以满足煤层气测井的全部需求。但是这套测井系统在煤层气领域没有完全匹配的分析软件，迫切需要开发与之配套的煤层气处理解释与应用评价软件，使得煤层气测井技术更加精确化、应用更广泛。

CIFLog是中国石油自主研发的新一代大型测井综合应用软件平台，应用了测井解释数据库建设、交互可视化和网络协同工作等先进的计算机技术，使其不仅是一个符合生产需求的测井资料处理解释应用平台，也是一个可以满足用户二次开发的应用开发平台。为此，本文选择基于 CIFLog测井软件平台开发具有岩性划分、煤质分析、煤层气分析和煤层岩石力学参数分析等功能的煤层气测井资料处理解释软件。

1 HY1000测井平台

高分辨率快速成像测井平台HY1000，在设计上采用了网络化、分布式设计，该平台控制灵活，易于扩展；其另一特点是测井软件基于Windows操作系统，操作简单。同时HY1000测井平台是一款具备常规、裸眼井、开发生产井、射孔取心等多功能的地面测井系统。测井方法主要有补偿密度、补偿声波、补偿中子、微侧向、深中浅电阻率、自然伽马、自然电位、井径、井斜、井温、声波全波列、声波变密度、声幅、套管接箍、双侧向、双感应、伽马能谱、流体电阻率等。涵盖岩性识别、煤质分析、煤层气分析、水文地质分析及岩石力学参数分析等算法所需要的测井参数及测井数据，适用于煤层气测井。

2 软件系统设计

根据分析具体需求，并参照国内外较为成熟的测井资料处理解释软件系统，将煤层气处理解释软件分为3层体系结构：数据层，功能层以及应用层。软件功能模块组成框图如图1所示。

图1 软件功能模块组成图

针对这三层体系结构开发了6个各功能模块：数据加载、数据预处理、图形绘制、交互处理、参数计算及成果输出。数据层包括数据加载、数据预处理2个模块，负责提供数据给功能层和应用层。功能层包括图形绘制、交互处理、参数计算3个模块，该层介于数据层与应用层之间。应用层直接面对使用者处理操作请求，是对事件的响应[1]。其中数据加载部分实现716、DAT格式等煤层气测井数据的解编及载入。数据预处理部分实现曲线校深、曲线编辑、曲线滤波等操作。图形绘制部分实现岩性柱状图、岩性填充及各种成果图的绘制。交互处理实现人机交互划分岩性。参数计算部分包括煤质分析、煤层气分析、水文地质分析及岩石力学参数分析四个算法模块，实现各参数的计算。成果输出部分实现成果图的多样输出。软件支持导出tiff、cad文件及打印机出图等输出方式。

3 软件开发

CIFLog平台支持LIS、DLIS、LAS多种标准测井数据记录格式的加载和导出，支持勘探测井、生产测井、水淹层测井等各种数据综合显示，支持多种方式的成果图输出，且包括常规测井、成像测井和特殊测井的处理解释方法，本身就是一个符合生产需求的测井资料处理解释应用平台。同时，CIFLog平台还具有极好的灵活性和开放性，使得用户可以根据具体需求定制独具特色的测井处理解释系统。为此，针对煤层气测井资料处理解释的需求，基于CIFLog平台开发了多个功能模块，定制了煤层气处理解释软件。

3.1 基础模块的开发及完善

HY1000测井平台采集的DQ716及DAT数据是大庆地区特有的测井数据格式，CIFLog平台尚不支持这两种数据格式的加载及导出。针对这一问题，对平台中数据格式解编模块进行了扩展，使用平台中定义的数据加载接口，将测井数据转换成CIFLog平台的底层数据CIFplus数据格式，从而增加了DQ716、DAT等数据格式的导入与导出，使之能够满足HY1000测井系统采集的煤层气测井资料的数据加载需求。

为了使多个具有关联功能的绘图模块能够进行信息交换，软件采用了可组装中间件对绘图对象进行管理，并利用CIFLog开放灵活的二次开发接口，开发了岩性柱状图、填充曲线等多个煤层气处理解释特色绘图对象。绘图对象模块主要实现的曲线头、体的绘制以及相应属性面板的设计，然后通过动态查找和加载绘图对象接口ObjectInfo将定制曲线加载到平台的测井绘图中供用户调用。绘图对象定制成功后，制作了煤质分析、煤层气分析等多个成果图绘图模板，以满足不同算法模块交互解释及成果图绘制需求。

在应用测井软件进行成果图绘制时，常常需要插入一些图形符号，例如解释结论、岩性符号等，勘探区不同，这些符号的绘制方式也有所差别。为了使软件更加方便灵活，同时方便用户管理符号文件，本软件放弃了测井解释软件常用的以绘图对象方式绘制解释符号的办法，选择了将这些符号以矢量图或位图存储的方式。将这类符号归入“系统资源”类，以便在下次使用时直接调用，并提供了专门的基础模块Resource对这些系统资源进行统一的组织和管理。同时，调用了CIFLog平台的矢量图、位图编辑器等二次开发接口方便用户定制特有的图形符号以满足不同成果图的绘制需求。此方案优势在于用户可使用位图编辑器进行创建及编辑符号文件，无需开发团队即可修改、增加、删减岩性符号及解释结论等符号。利用位图编辑工具开发了30余个岩性符号，用来支持煤层气岩性柱状图、填充曲线的绘制。

3.2 算法模块界面开发

为了方便用户进行二次开发，CIFLog平台为开发者提供了丰富的UI(User Interface,用户界面)组件库。目前，平台提供了50多个可重用和交互的组件。

本文主要应用了选择数据源组件、选择卡片文件组件、曲线编辑组件及重定向输入与输出曲线组件等10余个组件，完成了煤层气处理解释系统中包括煤质分析、煤层气分析、水文地质分析及岩石力学参数分析算法模块在内的4个算法模块的界面设计。界面顶部是工具栏，用来实现数据加载、参数的导入导出及卡片的选择与保存等功能。界面左侧的功能面板用来实现曲线的重定向、参数设置及岩性信息显示。右侧绘图面板实现图件的绘制，用于交互处理解释及实时查看处理成果。整体界面简洁、实用且易于操作。算法模块界面图如图2所示。

图2 算法模块界面图

3.3 人机交互功能开发

CIFLog平台中定义的测井绘图工具类BaseTool类中设置了所有鼠标和键盘交互事件接口，并提供了一系列交互工具[2]。

本次开发的“岩性划分”工具类LithClassifyTool便是继承自BaseTool类，在该类中监听鼠标事件，在鼠标单击的响应函数中设置获取鼠标连续点击坐标通过深度转换得到岩性的起始深度及结束深度，并在鼠标释放的响应函数中启动岩性符号属性对话框，通过这个对话框，用户可以对岩性深度、符号、颜色等属性进行精确设置。用户在界面中点击 “岩性划分”按钮，启动“岩性划分”工具便可以根据补偿密度、自然伽玛、声波时差、电阻率等测井曲线的反映特征精确划分岩性。

3.4 计算模型及实现方法

测井资料处理中最为关键的是要定量解决地质问题，正确的适合野外具体情况的数学模型的建立是其前提条件。该算法模块(煤质分析算法模块)中把煤层体积分成纯煤(包括固定碳和挥发分)、灰分(包括泥质和其它矿物)、水分(空隙中充满的水)三部分，作为对测井响应的贡献之和，建立煤层体积模型和相应的线性方程组[3]。利用测井仪中的补偿密度、补偿中子测井方法进行煤质分析效果较好，此方法的关键是参数的选取，在一个勘探区要以参数井的取芯化验资料为依据，通过交会图技术选取参数，并力求全区基本一致。

本文针对测试区块，使用灰色关联法选取深侧向、补偿密度、补偿声波、自然伽马四个测井曲线数据作为计算煤质组成的测井参数，利用GRNN法[4]建立煤组分计算模型。与概率统计法相比，GRNN法的计算结果更加符合区块的实际情况。成功选取参数后通过建立的模型对测井曲线逐点运算计算出各种组分的百分比，并将所得结果以曲线形式进行存储，再以曲线填充方式通过绘图面板显示出来。

煤质分析算法运行成果如图3所示。

图3 煤质分析算法运行成果图

3.5 实现cad格式文件导出

为了保存处理解释成果，CIFLog平台提供了保存tiff文件、光栅文件及打印输出等功能，本文为了满足煤层气测井资料处理解释需求，在算法模块中开发了保存cad格式文件功能，在“导出cad”按钮中添加了响应函数实现导出DXF文件功能，DXF是AutoCAD与其他应用程序交换数据时使用的文件，在该响应函数中用java语言利用组码(group code)实现DXF文件的导出[5]实现方法：1)获得绘图面板中的图像文件信息；2)输出绘图的总体信息-HEADER部分，每个参数都有一个变量名和相应的值；3)定义图层和类型；4)将点、线等具体的资源写入ENTITIES中；5)输出结尾。

3.6 模块注册

CIFLog平台提供了任务注册机制实现应用模块的动态加载，平台的任务管理界面可以根据任务本身功能属性，方便地添加、删除每个任务所属级别、显示名称，以及图标等，从而建立个性化的平台任务栏。CIFLog平台应用Lookup注册机制实现应用模块的注册，具体方法：1)建立注册类CoalAnalysisAssistance，实现CIFLog平台提供的统一注册接口ComponentAssistance；2)建立META-INF/services目录；3)添加注册类路径。打开services文件，将注册类CoalAnalysisAssistance路径写入该文件中。

应用上述步骤，将煤质分析、煤层气分析等4个算法模块注册到CIFLog平台中。平台启动时，通过注册中心装载所有已注册模块，并根据统一接口将注册模块添加到平台的插件中心和任务栏中供用户选择调用。

4 结束语

煤层气处理解释软件支持多种标准测井数据记录格式的加载和导出，具有可视化编辑图头图尾信息，多种方式的测井图件输出，各算法模块界面统一，可操作性强的特点。其实现的煤层(矿层)交互分层定厚功能，能够直观、快捷地对煤层气测井资料进行综合处理，高精度输出岩石强度参数、煤质参数和岩石砂、泥、水的百分含量，实现了计算机的自动成图、成果资料的多样化输出。该软件已在山西中澳、海拉尔等多个煤层气勘探区推广应用，应用效果较好，计算结果准确，解释符合率达到了80%以上，取得了预期效果。