优化测井资料解释集成系统的开发设计

李晓红 （中石油大庆油田有限责任公司第二采油厂地质大队地质室，黑龙江 大庆163000）

测井资料综合解释业务的全过程可概括为3大部分，即记录数据 （测井）、处理数据 （数据转换）和分析解释数据 （分层、定位）。其中，处理数据和分析数据是交互进行的，传统的测井综合解释业务是由操作人员利用计算机软件选择恰当的处理方法对数据进行处理后，将结果绘图打印提交至数据解释人员，数据解释人员对数据处理作出初步解释，判断处理是否合理，如果合理则对测井地域油气水含量、位置等信息作出最终结论，绘图打印正式测井解释图表，交由施工单位施工，若不合理则交回数据处理人员重新处理计算。

目前市场上流通的大部分测井软件都是基于此业务流程设计的。然而，随着油气田测井地理环境日益复杂和测量仪器种类日益繁多，测井数据格式和处理方法也越来越复杂，不同测井项目往往要根据不同的地区、地层位置和深度选取不同的参数、处理方法来处理资料，但由于处理人员往往计算机水平较高，而测井专业水平较解释人员相比低很多，难以正确选择参数和处理方法，由解释人员退回修改2～3次的情况屡见不鲜，这种处理模块和解释模块分离的传统测井解释系统极大地影响了油气田勘探的效率。为此，笔者从优化测井处理和测井解释流程的角度出发，对开发测井资料解释集成系统的开发目标、功能需求和总体结构进行了探讨。

1 测井解释系统的开发目标

优化测井资料综合解释的业务流程，进一步提升油气田测井解释质量，使之能够满足常规测井、成像测井、生产测井及工程测井资料处理解释要求，要求各测井公司根据软件应用区的实际情况，自主研发能够满足如下目标的一体化测井解释集成平台：①构建高度集成的测井处理解释平台，尽可能全面地集成现有的全部测井处理方法及软件应用地区的地理参数，以确保测井综合解释系统解编测井原始数据、处理评价各种测井资料的准确性、有效性和便捷性；同时还要集成先进的图形绘制模块，确保测井解释成果绘图的输出质量。②整合测井数据处理和解释2大模块于一体，优化操作界面，增强可操作性，使解释人员能够直接上机处理解释，做到测井处理和测井解释的高度交互。③系统要设置独有的数据格式，并且开发能够将各种测井仪器输出格式转换为该统一格式的数据格式转换模块。同时系统还要保留方便、简洁的开发工具，以便系统能够随着测井解释处理方法的发展和应用地区地理环境的变化不断更新和升级。

2 测井解释系统的功能需求

2.1 数据底层I／O接口和数据转换功能

I／O接口是用于CPU和外部存储设备数据交互的IC芯片或接口板，是CPU和I／O设备之间交换信息的媒介和桥梁，其质量的高低直接决定了该系统调用CPU处理外部存储设备数据交互能力的强弱，也是测井解释系统增加和转换新数据格式的功能保障。优化流程后的测井资料解释系统不同于其他系统的突出特点在于优化流程后的系统涵盖大量的测井解释方法和参数，每一次对转换格式后的数据处理都要从中比对选择最合适的参数和算法，因而优化测井资料解释系统，在信息数据的处理量和计算复杂度方面较一般计算机软件要大很多。这就要求该系统具有高质量的数据底层I／O接口，以确保测井解释综合系统各个应用模块具有稳定、快速的数据处理和数据交互能力。

2.2 可视化数据编辑和解释功能

随着测井项目、地区和目标的不同，测井资料处理方法也必须处于发展更新之中，而各油田的不同测井公司甚至会根据实地环境开发独有的测井处理方法，这就要求测井解释系统必须具有不断添加和更新参数和处理、解释方法的功能。

此外，无论何种测井解释方法，都要对现场记录资料进行曲线合并、拼接和异常值校正等基础工作。传统的测井解释软件这部分工作由处理模块独立完成，解释模块只需要将处理模块编辑后的数据转换为地质参数进行判定即可，无需对原始资料图像进行修改和编辑。而优化流程之后的测井综合解释系统要将测井资料处理和测井解释合并，不再单设数据处理的操作人员，这就要求测井解释模块必须将可视的图形化编辑功能和测井解释功能集成在一起，既能对测井资料进行可视化的编辑修正，也能够在转换为地质参数进行判定后，对不合理的数据进行可视化修正，这样既节省了数据返回修改和提交的环节，也极大地提升了测井解释的成功率。

2.3 地质图形输出和打印功能

由于测井解释综合系统省略了初次绘图打印的环节，并且可以直接对不合理的数据进行可视化编辑，因而该系统所打印的均是在经过庞大的测井资料处理和解释之后形成的图形，几乎相当于流程未优化系统的正式绘图打印，这就要求系统必须集成多样化的地质图形输出和打印功能，如表格数据显示、一维曲线显示、二维曲线显示、不连续深度 （点测）数据、三维数据显示等等，以确保测井解释可视化编辑能够满足纷繁复杂的测井种类和地理环境。

2.4 管理模块和应用软件嵌入功能

优化流程后的系统在解释测井资料时经常需要多个解释人员分区块地进行处理，因而系统必须具备多用户和测井解释成果输出文件的管理功能，以便多用户分工合作和解释成果及数据图形的汇总，同时还应当在每个功能模块设置帮助文件，帮助流程整合后的工作人员能够熟练掌握各部分操作。不仅如此，由于测井技术和现代信息技术的不断发展，能够为测井资料解释提供帮助的辅助软件也越来越多，如曲线滤波工具、Autocad、Strate、Office等，因而系统必须预留应用软件的嵌入功能，以满足系统持续更新和升级的开发目标。

3 测井资料解释系统的总体设计

测井资料解释系统的整体结构图如图1所示，其中数据转换模块主要包括数据加载主控制模块、用户管理、数据I／O接口和开发给各测井公司的数据库接口，用于满足系统 “数据底层I／O接口和数据转换功能”的开发需求，帮助统一各测井公司的数据格式；测井对象显示模块主要包括测井对象显示控制模块和显示、打印模块，用于满足上述测井业务流程对解释系统提出的 “地质图形输出和打印功能”需求；测井处理模块主要包括处理主控模块和可视化编辑，用于满足上述测井业务流程对解释系统提出的 “可视化数据编辑和解释功能”；系统平台包括主控界面、实用工具和用户管理3部分，主要用于满足上述测井业务流程对解释系统提出的 “管理模块和应用软件嵌入功能”。

4 各模块的具体设计及功能开发

4.1 系统平台

根据测井解释软件的功能需求和总体设计的模块划分，设计该操控功能界面如图2所示。

1）菜单区 主要包括文件及数据转换、测井图像绘制、图像编辑、测井解释处理、工具、窗口和帮助7大区块和按钮：“文件及数据转换”按钮与 “数据转换模块”相连接，用于测井解释系统打开、加载和存储各种数据格式的测井文件、绘图模板，以及测井结果的输出和打印；“测井图像绘制”按钮与 “测井对象显示模块”相连接，主要用于测井解释人员在打开和加载的测井文件和绘图模板上添加道、曲线、深度、波形、取心、岩性等测井对象，完整、详尽、准确地将测井数据转换为可视化图像；“图像编辑”按钮与 “测井处理模块”中的 “可视化编辑模块”相连接，用于测井解释人员在转化后的测井图像上进行可视化编辑，通过曲线的编辑与校深来完成测井图像的修正；“测井解释处理”按钮与“测井处理模块”中的处理主控模块相连接，用于测井解释人员根据测井实际状况、测井方法的特性来选择合适的处理方法，并可根据自身操作习惯自由设定处理方法快捷按键；“工具”按钮，用于测井解释系统设置及调用系统集成的曲线滤波工具、Autocad、Strate、Office等实用软件；“窗口”按钮，用于移动、调整、拆分和锁定测井解释系统各窗口；“帮助”按钮，为系统使用者提供系统功能说明和使用方法。

图1 测井资料解释系统的整体结构图

图2 测井资料解释系统平台主界面

2）快速工具栏 快速工具栏是菜单区的补充，用于方便系统使用者根据自己的使用习惯，将各菜单区按钮下的具体功能按键放置于该区域。

3）图头显示、编辑区 图头是位于测井成果图去线头上方的表格，该区域用于系统使用者通过版面设置窗口设置图头版式大小和通过类似于EXCEL的表格直接编辑或者修改从文件调入的图头的内容。

4）图形显示、编辑区 该区域为系统使用者提供绘制、编辑与校深测井曲线的图件，用于直接绘制测井图像或者对加载测井图像进行编辑校对。

5）成果输出区 该区域通过为系统使用者提供解释方法的参数计算模板，在使用者输入参数后进行计算，并将计算后的测井解释成果按照系统使用者设定的表格显示出来，并且效仿EXCEL为使用者提供对表格的编辑。

6）状态条 当使用者点击菜单按钮或者使用某种功能时，在菜单状态条显示该按钮或者功能的说明。

4.2 系统数据模块

1）系统数据统一功能 目前种类繁多的测井数据格式可划分为9大类，分别为单点单值数据、单点多值数据、深度单点数值、深度多数值、连续单字节串数据、连续多字节串数据、表格数据、文本串数据和任意二进制数据等。而这些数据格式包括的主数据有井矿信息、标注、一维曲线、二维曲线、三维曲线、单点曲线、连续深度曲线、离散深度曲线和表格数据、参数数据、不确定意义数据等。

基于此，系统设定一个包含对照表的统一文件格式，该文件格式的系统主数据包括表数据 （单点曲线、连续深度曲线、离散深度曲线表格）、一维曲线、二维曲线、三维曲线、文本数据和用户自定义数据 （任意二进制）。上述9类文件格式在打开时自动按照对照表指定的位置将原文件格式包含的各项主数据转化为统一格式的主数据，且每一个统一文件格式只对应一个固定记录长度的测井记录。文件格式如图3所示。

2）数据加载控制 数据加载控制的主要功能是用于在打开测井数据文件时对文件格式进行识别：当打开的文件是本系统的统一数据文件格式时直接开打文件；当打开的文件是本系统的绘图格式文件时显示绘图模板；当打开的文件是原始的其他格式测井数据文件时，则进入数据解编操作，按照对照表进行数据转化，将上述原始文件包含的数据模块一一读取，进行解编转换为系统文件格式数据，然后进行打开。为此，优化后的测井资料解释系统采用多方案识别技术建立数据格式特征码库来进行自动识别，即在特征库文件FormatDisData.txt中写入文件识别条件，通过此信息识别，就可以知道该数据为dlis格式数据。

图3 测井资料解释系统统一文件格式

3）测井对象显示模块 图形对象显示模块主要用于测井地质图形的绘制，因而该模块的主要功能在于控制图形绘制和编辑、校深加载对象的操作。具体包括如下部分：图头锁定时，图形显示区域仅能沿水平方向随图形客体同步滚动；利用鼠标对图形对象进行选中、启动属性设置、拖动和任意级嵌套功能；点del键时，删除被选中的对象；对象的头部高度随着整个绘图情况而变化，依赖于道内子对象最大数；负责向各控件传递消息；当子对象不处理鼠标右击菜单时，主系统才显示自己的菜单；负责与控件进行信息交换，比如从控件中提取数据，写数据到控件；当系统向已打开测井数据文件添加显示对象时，向该控件中传递井信息数据；当其他控件发生变化时向全部控件发出相应信息并更新显示。为了实现上述功能，系统可采用C0leClient Item容器技术创建一个控件封装类来加载控件和调用函数，实现主系统事件下传到对象和对线性、字体、波形等对象特性的控制。同时，利用已经成熟的鼠标单击程序实现选中功能，鼠标双击程序实现启动属性设置功能，鼠标移动程序来移动对象头和对象边界，鼠标拖动功能改变对象位置和对象宽度。

4）测井处理模块 该模块以.DLL动态链接库的方式开发设定接口方式、提供加载能力、负责将输入输出数据送往显示区域、支持参数编辑、菜单控制和方法执行等功能。在算法方面，首先是设定测井资料处理数据的接口，即在子模块中定义输入、输出曲线的参数并将井文件下传至子模块，以供处理模块调用，同时考虑到处理软件的多样性，系统设定2种接口类型：一是该接口进进行数据计算而结果则通过系统平台菜单区 “文件”功能按钮实施数据存取功能；二是在模块内自行读取、存储数据和计算处理。其次，是开发解释方法的选择功能，即解释模块要能够采用菜单方式选择且被选中的模块能够被记录在主界面的快速工具栏上以便随时调用，同时解释方法一经选用该模块则自动调入该方法的解释参数，放入主界面的参数编辑区，采用文本数据方式编辑。再次，开发测井资料处理的执行功能，需要在主界面的工具栏上设置可以执行记录在快速工具栏上解释方法的执行按钮，且执行方法前，主控模块先自动将解释参数下传到子模块中，然后加载处理方法执行。最后，开发结果显示功能，即当处理模块返回值大于0时，表示正常处理完毕后，提示 “处理完毕”信息。否则，表示计算错误，在信息结构中返回错误信息。为了实现上述功能，测井资料处理模块还需与解释处理模块之间实现数据交互。

5）可视化编辑模块 可视化编辑模块的功能是在测井对象显示模块功能的基础上利用相关对比法开发自动校正深度技术，实现自动对比深度和快速校深以及解释释过程可视化功能，即划分解释层顶底界，设置结论、井壁取心等参数以及图头信息编辑和成果表编辑。此外，还要利用 “Ctrl键+鼠标”拖动程序转换鼠标值为曲线数值，完成曲线数值修正。

5 结语

随着油气田测井数据格式和处理方法也越来越复杂，处理模块和解释模块分离的传统测井解释系统已经越来越难以满足油气田测井效率的需求。笔者针对油气田测井系统开发需求提出了一个简单直观、高度集成、界面统一的测井解释集成系统总体设计构想，旨在为优化和改进现有测井资料解释系统提供借鉴和启发。

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