VSP测井数据库系统的分析与设计

姜元刚 徐群洲

[摘 要] 在油气勘探新区寻找油气资源和对老油田进行深入解剖工作中，总也离不开一项重要技术——VSP测井技术。由于VSP资料的采集、处理、解释分别由不同承包商的资料处理人员来完成，他们之间缺乏统一的工作规范和要求，以至于VSP测井解释用户很难准确标定地质层位，完成精确的地质构造解释。本文以集VSP野外采集、资料处理、标定对比等诸多功能于一体的VSP数据库系统的研究与开发为基础，从VSP测井数据管理的需求分析，VSP测井数据库系统的实现方法和架构设计等方面进行了详细的阐述。

[关键词] VSP；测井数据；标定对比；数据库

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 027

[中图分类号] TP311.13 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）17- 0046- 03

0 引 言

依据地震勘探实际工作的需要，针对垂直地震剖面（VSP）资料的现状以及存在的问题进行了多次充分的分析和论证，我们认为有理由研发一套集VSP数据处理方法研究与应用于一体的专业数据库系统，摆脱落后局面，目的是利用专业数据库，在VSP测井基础数据加载完成后，就可以建立各井下的处理解释环节，对解决一口井存在多次处理解释的情况，本系统建立了项目管理的概念（处理解释项目），可加载该处理解释下的地质分层与 VSP 层位标定数据、纵/横波速度数据、综合时深速度数据及其下的文档资料等，然后建立相应的成果类型（又称观测系统），关联该类型的成果剖面、成果图件等数据。数据加载完成后，需要对这些数据进行分析与质量检查。数据库系统主要提供数据表、数据曲线绘制、剖面显示等方式分析与监控，以确保数据的正确性与合理性。本文研究内容是有关VSP数据所有信息如何有效地关联起来，使其在地震解释标定计算中得以充分利用，从而有效地解决以往VSP数据没有集中管理和计算工具落后产生的一些难题。

1 VSP测井数据管理的需求分析

从20世纪80年代初引进、开发、应用VSP技术至今，各油田均形成了适合各区地震地质特点的VSP工作方法。尽管VSP资料处理已经由人工解释发展到了人机交互处理解释，提高了精度和效率，但油田VSP技术应用依旧没有达到理想的效果。存在的主要问题是：地震勘探VSP原始及成果数据格式杂乱，一直未形成统一的标准，各地震施工单位和地震处理单位仍然沿用各自的习惯向油田提交数据，甚至有承包商不提交电子文档。这种落后的信息管理局面严重影响了数据的交换和再应用，也阻碍着油田石油勘探技术进步和信息化的进程。

VSP测井作为一种常规的地球物理探测方法，在油田油气勘探开发工程中起着重要的作用。垂直地震剖面资料采集、处理和解释数据库研究主要是针对企业生产中存在的流水作业弊端，每一道工作程序由不同单位的不同人员来完成，相互之间缺乏统一和规范化的工作目的和工作目标。导致终端解释用户无法准确标定地质层位，更无法进行详细的地质构造解释[1]。

在多年的地震勘探实践中，各油田保存了大量的原始数据及成果数据。其中大部分以3490E存储带的形式保存在磁带库中；此外，还以纸质和电子文档形式保存了大量的VSP施工设计、完井报告、成果报告等资料。各种介质的资料需要通过繁琐的手续进行提取和借阅，大量的时间和人力耗费在资料的获取而不是资料的研究上。

2 VSP测井数据库系统实现方法

以新疆油田公司为例。公司2005年开发了地震工程数据库，主要完成地震勘探数据的采集、处理，解释数据的管理等。但无法进行地层标定与地质构造解释。无论是高分辨率勘探还是精细的岩性勘探，VSP测井资料都是地震处理资料与钻井实测资料标定的标准。因此，开发一套VSP数据库系统，实现VSP数据的集中式数据库管理，提高VSP数据管理水平与应用效率，具有较高的生产应用价值。

VSP测井数据库为地震工程数据库扩展的子库，因记录格式繁多、技术信息较多，与目前地震工程数据库中有关VSP信息不能直接替换，所以地震工程数据库中的VSP信息被视为用户应用数据。此外，VSP测井数据库必须支持多次处理、解释成果等要素，需要同时保留。VSP数据库需要具备以下功能：

（1）VSP数据能关联存储。VSP原始采集数据、处理成果数据、解释应用数据的自然分类和空间关系结合地震工程技术应用，需要设计出合理的数据平台，实现各技术环节各部门的基于网络的数据共享。

（2）VSP数据必须以探区为中心进行交换和分发。实现VSP原始采集数据、处理成果数据、解释应用数据等的网上传输与统一分发，直接为地震处理系统、静校正处理系统、地震速度库系统、解释系统等提供全面准确的数据。

（3）推动数据的标准化工作。通过VSP数据库系统的实施，在工程设计、地震采集、数据处理、资料解释和工程技术管理等环节和相应的软件系统间，实现数据交换的规范化与标准化处理，保证各环节的有效衔接。

（4）提高工作效率和质量，简化操作。主要在地震工程数据平台基础上进行扩充，增加VSP数据存储内容，完善数据存储形式和权限管理机制，并在此基础上开发针对基础数据和地震数据的各种应用。

3 VSP测井系统架构设计

3.1 体系结构

该系统是地球物理算法实现的平台，系统结构的合理性是系统研发成败的关键。系统主要分为4层：数据库管理层、数据存取层、数据管理层、用户接口层（如图1所示）。

用户接口层：用户界面主要提供业务逻辑功能与用户交互的框架，是系统的直接表示。

数据管理层：主要提供数据管理与应用的各方面逻辑功能，如数据加载、图形应用、安全管理等。

数据存取层：主要在数据应用层与数据库管理平台之间提供一个数据透明访问与存储的数据服务层。

数据库管理层：主要采用SQL Server 2000管理系统进行数据的物理存取与维护。

3.2 系统功能结构

VSP测井数据库系统分为3个部分：数据表现、计算和输入输出。

数据表现：承担显示原始数据、计算结果，提供计算流程和参数控制责任，并能做图形显示与分析。

计算：负责对原始数据进行相关算法的运算，主要包括数据滤波、动平衡、基准面转换、时深尺制作、桥式标定等。

输入输出：读取规范的SEG-Y格式的地震数据、文本文件、数据库数据；处理结果数据的保存和读取、数据的转换与导出等。

3.3 基础数据库

基础数据库是系统功能实现所依赖的基础数据源，必须包括VSP采集的原始数据、处理成果以及解释应用过程中产生的一些中间结果，还应包括井基础数据库、采集原始资料库、处理成果数据库、测井曲线数据库、岩性录井数据库、基准面数据库、替换速度数据库、文档数据库8个子库[2]。主要数据的分类关系见表1。

3.4 系统的工作流程

本系统主要为VSP数据提供统一管理、统一应用，使 VSP成为衔接地震与地质的有力桥梁。系统主要分为数据存储与管理、数据应用两大方面。系统在操作流程的设计上力图简单、方便，其主要操作流程如图2所示。

井基础数据加载：主要包括井的基本信息、钻井分层信息的加载，钻井录井数据的加载，野外采集参数信息、野外采集资料等数据的加载等。由于本系统与地震工程数据库是建立在同一个数据平台之上，大部分井的基本信息、声波数据、钻井分层数据等可能已经存在于数据库平台中，系统会自动提取。野外采集参数信息，因多数没有文件数据，系统提供了快速录入功能。

数据分析与质量控制：数据加载完成后，需要对这些数据进行分析与质量检查。系统主要提供数据表、数据曲线绘制、剖面显示 等方式的分析与监控，以确保数据的正确性与合理性。

VSP测井成果应用与发布：该系统目前主要的应用有井的分布图、走廊叠加剖面显示、成果剖面显示与处理、桥式标定、VSP成果发布等。

3.5 系统安全管理

通过用户管理、安全性权限管理和日志管理等机制为本系统提供了安全保障，建立了安全的VSP数据管理平台[3]。

用户管理：用户的主要信息包括用户类型（管理员和普通用户）、用户名称、用户口令及备注等信息，用户管理并提供用户信息的增加、删除和修改等基本功能[4]。

安全性权限管理：安全性权限管理主要用于设置不同用户对系统拥有的操作权限，该项功能仅对管理员类型用户开放。本系统以井为安全管理的基本单位，为用户分配对该井处理解释数据的成果应用、下载等权限。

日志管理：日志管理模块主要包括：用户登录日志、用户管理日志、权限分配日志和权限操作日志，可以将日志导出成文件，也可以清除数据库的日志，来提高访问数据的速度。

4 结束语

随着数字油田建设步伐加快，油田勘探和开发对于分辨率的要求也越来越高，尤其是高分辨率三维地震的大量应用，资金的投入较大，油田对开发地震勘探技术的需求很迫切。本系统的成功开发为新疆油田VSP数据统一管理、统一应用提供了较好的条件，构建了一个可参照的框架，为VSP数据库系统进一步发展奠定了良好的基础。

主要参考文献

[1]郑鸿明，等.近似层替换的基准面静校正方法[J].新疆石油地质，2004，22（1）：111-114.

[2]薛为平，等.准噶尔盆地特殊地表的静校正应用[J].新疆石油地质，2005，23（1）：82-85.

[3]王宏琳.地球物理勘探软件平台技术[M].北京：石油工业出版社，1999.

[4]张宝君.勘探数据库系统的开发和应用[J].江汉石油职工大学学报， 2005，18（6）.