Sondex Warrior文件系统分析及应用

戴月祥, 孟学桢, 何峰江, 王燕, 范春怡, 刘旭东

(1.中国石油集团测井有限公司新疆分公司, 新疆 克拉玛依 834000; 2.北京捷威思特科技有限公司, 北京 100096)

0　引　言

在某些特殊情况下,Sondex公司的Warrior测井系统[1]的四十臂井径数据[2]无法被WIVA成像解释软件[3]读取,导致测井数据无法三维成像。除此之外,WIVA软件对四十臂井径测井数据采样率有特殊要求,测井数据采样率不能太高或者太低,否则WIVA软件无法识别;而挂接在Warrior系统的中国产四十臂井径仪器一般测井数据采样率低、测井曲线名称不规范,由此产生的DB数据库文件无法导入WIVA解释软件。因此,有必要对Warrior系统所使用的文件系统、DB数据库文件进行分析,实现Warrior系统四十臂井径测井数据的读取及格式转换。

1　Warrior测井文件系统

1.1　Warrior文件系统及结构

Warrior系统的测井数据保存在DB数据库文件中,DB数据库文件与AFF/XTF、LIS/DLIS等文件格式没有本质区别。但是,Warrior系统也有其不同之处,结构上大多数传统测井文件系统采用一层结构,Warrior系统采用了多层结构方式;实现方式上,传统文件系统采用了普通文件读写方式,Warrior系统则采用文件系统驱动方式。

Warrior测井系统安装后,在计算机系统内,创建了一套以系统文件驱动为核心的文件系统,通过该文件驱动系统,实现对DB数据库的创建、读、写、删除及数据管理功能。根据对Warrior文件系统的功能分析,以及功能间的相互调用关系,将Warrior文件系统的功能以分层方式解构(见图1)。

图1　Warrior文件系统系统调用分层图

对于Warrior文件系统的各个功能分层、功能分层对应的功能描述,以及该功能层涉及的所有相关的功能模块等见表1。

表1　Warrior文件系统功能分层

1.2　DB文件结构

在Warrior文件系统中,DB数据库文件负责存储测井过程中的所有相关信息。DB数据库文件按照特定的数据格式,组织、保存相关的井场、油井、测井过程、工程数据等数据信息。

(1) DB文件基本结构。根据对DB数据库文件的分析,DB数据库文件的基本结构见图2。

图2　DB数据库文件结构

在DB数据库文件中,首先存储DB文件标识信息和版本校验信息,之后依次存储DB文件信息、field信息、well信息。通常情况下,1次测井过程中一般只有1个run过程信息,如果有多个run过程,则按照相应的规则和格式,分别存储对应的run过程信息。

(2) run过程信息结构。DB文件主要在run过程信息中保存测井相关信息,1个run过程可能包括1个或者多个数据集信息,这些数据集可以分为2类,分别是_plots_数据集和普通数据集。根据测井的需求不同,run过程信息中可能只包含其中一类数据集。run过程信息包含的数据项及功能描述见表2。

表2　run过程信息结构

(3) 普通数据集结构。普通数据集内包含了各种各样的测井信息项,包括刻度信息、状态信息、绘图格式信息、油井变量信息、工程曲线信息等。普通数据集包含的信息见表3。

表3　普通数据集构成

2　WIVA解释系统及DB2WVD转换软件

2.1　WIVA解释系统功能

WIVA测井解释系统是Sondex公司开发的四十臂井径三维成像系统,其主要功能是绘制四十臂井径三维井周成像图,直观、精细地评价套管腐蚀、结垢、破损及变形等技术状况,系统功能强大、操作简单。进行测井数据解释时,既可以静态地以各种视角显示某一深度段的套管内壁井周变化状况,也可动态连续的显示不同深度的套管技术状况,还可以将重点井段的套管变形情况以不同比例显示及保存为图形格式。

四十臂井径实际测井数据记录在DB数据库文件中,一般至少包括40条井径曲线、20条直径曲线,还有如测速、方位等辅助曲线。WIVA解释系统导入Warrior系统DB数据库文件,并将数据转换为WVD格式数据,然后加载WVD数据,绘制三维井周成像图。由于Warrior系统文件驱动性质的固有特点,WIVA系统与Warrior系统必须同时安装在同一台计算机上,否则无法实现DB数据库文件的导入及格式转换,对工作造成了一定的不便。

2.2　WVD文件结构

WVD文件是WIVA三维井径解释系统,可以识别和加载的格式文件,包括1个文件头信息和若干个数据体,通常情况下WVD文件都是1个头信息和1个数据体。文件头信息长度70 B,从文件开始到70 B包括10部分内容,具体描述见表4。

表4　WVD文件头信息

文件头信息后面紧跟数据体,包括1个数据体头信息和多个测井数据体(测井数据体数目与测井深度大小有关)。数据体头信息长度22 B包括6部分内容(见表5)。

表5　WVD数据体头信息

数据体头信息之后紧跟测井数据体,其长度与记录的测井曲线数目大小有关。每个测井数据体包括1个测井深度、Curve_Num个井径数据和Assist_Num个辅助数据。有多少个测井深度点就记录多少个测井数据体,多个测井数据体连续记录直到深度结束为止。

如果WVD文件头信息中的数据体数目Data_Num数值大于1,则表明有多个WVD数据体,此时多个WVD数据体连续记录。在第1个数据体记录完成后(1个数据体头信息和多个测井数据体),紧接着记录第2个完整的数据体,依此类推,直到第Data_Num个数据体记录完成。

2.3　DB2WVD转换软件开发

根据对Warrior文件系统及DB数据库文件格式的分析,结合对WIVA系统所使用的WVD数据格式的分析,采用Microsoft Visual C++语言[4]开发了一套格式转换软件DB2WVD,用于将Warrior系统DB文件格式数据导出、转换为WIVA系统WVD格式数据。该软件不依赖于Warrior系统的文件驱动平台,具有独立运行的特点,可以在WindowsXP、Windows7系统下运行。此外该格式软件还具备了支持高采样率数据转换功能以及低采样率插值生成高采样率功能,为WIVA解释系统三维成像提供了有力的技术支持。DB2WVD软件格式转换数据处理流程见图3。

图3　DB2WVD数据格式转换处理流程

3　DB文件数据导出、转换及三维成像对比

3.1　WIVA系统转换数据与DB2WVD转换数据成像对比

为验证DB2WVD软件转换数据与WIVA系统转换数据是否一致,对6口井的MIT四十臂井径仪的DB数据库文件(测井数据采样率均为60)分别采用WIVA解释系统直接导入、DB2WVD软件格式转换2种方式生成WVD文件(见表6)。对6口井的12个WVD文件进行分析发现,同一口井的2种方式WVD文件结构及大小一致,同时三维成像解释表明,均可在WIVA解释系统下进行准确的三维图形显示。

表6　6口井基础数据

图4　WIVA软件与DB2WVD软件分别转换实际井径数据三维成像

以5××井的测井数据为例对比2种WVD格式的三维成像见图4。直接使用WIVA解释系统导入DB数据库文件并转换为WVD数据,然后在WIVA解释系统中加载显示转换后的WVD数据,三维成像效果图见图4(a)。使用DB2WVD软件读取5××井测井数据并转换为WVD数据,然后在WIVA解释系统中加载,设置显示深度一致,三维成像图见图4(b)。由图4可看出,2种方式转换后的数据在深度对齐情况下,三维成像效果在整体结构和细节上完全一致,说明DB2WVD软件数据转换正确。

3.2　高采样率下WIVA系统导入情况

一般情况下,WIVA解释系统只能导入转换采样间隔为3 mm的测井数据,如果深度采样间隔高于3 mm,则无法导入DB数据库文件。为分析、对比及验证上述信息,选择了6××井实际四十臂井径测井数据,井的套管外径177.8 mm,壁厚8.09 mm,测井深度采样率为150,采样间隔为2 mm。选择WIVA2.0解释系统导入6××井的测井DB数据库文件,系统则提示无法转换,错误信息提示数据采样不合理。为了进一步验证数据转换过程,又利用WIVA3.0进行数据导入,解释系统仍然提示无法转换,可能是WIVA解释系统软件在数据导入上做了一定的限制。

使用DB2WVD软件加载、转换6××井测井数据,则能够实现数据转换,数据转换过程不改变测井深度采样率(深度采样率仍然为150),WIVA解释系统正确识别加载转换后的WVD数据,说明DB2WVD软件将高采样率DB数据库文件转换到WVD数据完全无误,WIVA解释系统能够进行WVD数据井径三维成像解释(见图5)。

3.3　低采样率下插值三维成像图效果

DB2WVD软件在处理低采样率数据时,采用卡尔曼预测算法[5],实现了较为准确的数据插值,大大提升了三维井径成像显示效果。对4口井的MIT及中国产四十臂井径仪(其中1口井MIT测井数据、3口井中国产四十臂测井数据)的低采样率DB数据库文件(测井数据采样率均为300)采用DB2WVD转换软件进行直接转换(测井深度采样率不变)和数据插值(将测井深度采样率变为60)2种方式生成WVD文件,在WIVA解释系统上分别进行三维成像验证表明,经过数据插值处理后的井径成像质量明显高于未插值处理成像(见表7)。

图5　DB2WVD转换高采样率测井数据三维成像效果图

表7　4口井基础数据

图6　低采样率井径数据与经过插值计算的井径数据三维成像对比图

以2××井的测井数据为例,利用DB2WVD转换软件直接转换和数据插值2种方式生成WVD文件并进行井径三维成像对比(见图6)。使用WIVA解释系统导入WVD数据并加载,直接转换的WVD文件(测井数据采样率300)三维成像效果见图6(a),可以明显看出,三维成像效果不好,细节上显示模糊,无法达到精确评价目的。采用数据插值生成的WVD文件(测井数据采样率均为60)的三维成像见图6(b),与图6(a)三维成像相比,经过5点卡尔曼预测插值的三维成像图整体结构明显光滑,细节显示清晰,说明5点插值有效提升了成像效果。

4　结束语

使用DB2WVD软件对不同四十臂井径仪器的实际测井数据进行格式转换、三维成像对比分析和验证,表明DB2WVD软件对DB数据库文件、WVD文件格式转换完全正确,能够满足测井资料解释评价需求。由于不依赖于Warrior系统平台,该软件使用方便、资料处理效率高。同时DB2WVD软件具有转换不同采样率测井数据、数据插值等强大功能,拓展了不同测井系统的数据应用能力,为WIVA解释软件进行四十臂井径三维成像提供了支持。