海上随钻测井实时解释系统研发与应用分析

齐春生 丁磊 郑志锋 武凌峰 吴妍

摘要：南海西部海域油气田勘探开发过程中，存在着随钻测井资料精细解释滞后的问题，影响了下步决策及现场作业效率。针对上述问题，文章基于海上测井综合处理解释评价系统AECOLog开发了海上随钻测井实时解释系统，该系统实现了测井资料的实时下载、基于岩石物理知识库的测井资料自动实时解释、解释成果的实时上传功能。实际应用表明，该软件可以实现随钻测井资料的自动化精细解释，能够为现场决策提供定量化依据，有效提高现场工作效率。

关键词：随钻测井；实时；岩石物理知识库；精细解释

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）10-0116-04

1 研究背景

测井技术是石油和天然气勘探领域中一种重要的地球物理方法。它通过一系列的测量技术来测量地层的电、声、核、化学等特性，进而评估地层岩性、物性以及含油气性等物理性质。根据测量方式的不同，测井技术主要分为电缆测井、随钻测井以及过套管测井等。

电缆测井是指在钻井完成后，将测井仪器通过电缆下入井下测量储层参数的方法。该方法在钻井完成后进行，施工难度相对较小，也可以获得更为丰富的测井项目，但是更容易受到钻井液侵入的影响。

随钻测井技术是指在钻井过程中同时完成测井作业，并将数据实时传送至地面进行处理和应用的技术。除测量电阻率、声速、中子孔隙度、密度等常规测井资料和某些成像测井资料外，随钻测井仪器还可测量定向轨迹、钻压、扭矩、转速等钻井工程参数[1]。

与电缆测井相比，使用随钻测井技术测量测井资料有三大优势：1） 可以在钻进过程中实时采集地层的地质参数以指导钻井作业决策，能够有效降低泥浆地层侵入的影响，从而提高油气层解释精度和钻遇率[2]；2） 在钻井过程中同步完成资料采集，可缩短钻井周期，有效降低勘探开发综合成本；3） 对于水平井和大斜度井来说，常规电缆测井无法作业时，随钻测井仍然可以正常作业[3]。

中海油海南分公司在南海西部海域油气田勘探开发过程中广泛应用随钻测井技术，结合自主研发的勘探开发实时决策系统，陆地随钻人员可实时观测到随钻测井曲线形态特征并进行定性解释（如图1所示），有效提高了钻井作业时效和水平井目的层钻遇率。

然而，随着勘探开发领域由常规油气藏向低孔低渗、低阻、水淹层等复杂油气藏深入，仅通过观察随钻测井数据曲线特征来定性识别油气层已无法满足现场钻探要求。而若要实现随钻测井资料定量精细解释仍需要由现场测井工程师将随钻资料手动发送到陆地，再由陆地测井解释人员进行人工解释，这种方法耗时较长，影响了现场作业效率。因此，势必要通过技术创新，进一步提高随钻测井资料定量精细解释效率。

针对该问题，本文在海上测井综合处理解释评价系统（AECOLog） 的基础上，基于Qt C++语言以及二次开发接口，开发了海上随钻测井实时解释系统，该系统具有随钻测井数据实时接收功能、基于知识库的测井资料自动解释功能以及测井解释成果实时上传功能，可以为现场决策提供实时定量化依据，有效提高了现场作业效率。

2 系统架构设计

2.1 基础平台选择

海上随钻测井实时解释系统在海上测井综合处理解释评价系统（AECOLog） 基础上进行开发，AECO?Log系统基于跨平台的Qt C++语言开发，是一款实现了数据、经验、知识共享的多用户协调一体化网络测井解释平台，其具备数据用户图形管理、知识库、测井储层综合评价、储量研究、复杂储层测井评价、多井对比分析、基于XGBoost的机器学习测井资料解释等多项特色功能，是南海西部海域油气田测井资料解释的主力工具之一。

2.2 AECOLog 平台二次开发功能

为满足平台功能扩展需求，AECOLog平台研发了二次开发工具箱。该工具箱提供了完善的数据及绘图API二次开发接口，用户可以通过基于AECOLog软件底层的动态链接库文件（dll）的方式，实现新增模块的插件式开发。同时，AECOLog平台支持用户使用Fortran、C++、Python等多种语言进行程序开发，有效提升了平台的应用扩展兼容性。

2.3 系统框架设计

海上随钻测井实时解释系统基于AECOLog平台二次开发工具箱开发，分为如图2所示的三层体系架构：1） 数据层：存储测井解释需要的区域研究知识、随钻测井原始数据和解释成果、气测录井数据等；2） 支持层：由各种接口组成，为应用层提供数据上传/下载、绘图、系统资源等功能接口；3） 应用层：由海上随钻测井实时解释系统和勘探开发实施决策系统的相关功能模块组成，具体包括随钻测井资料下载、单井精细解释、解释成果上传、随钻资料上传和解释成果呈现。

3 海上随钻测井实时解释系统模塊功能及应用效果

为实现随钻测井资料实时下载、自动解释与解释成果上传的需求，海上随钻测井实时解释系统开发了岩石物理专家知识库和随钻测井资料实时处理解释模块。

3.1 岩石物理专家知识库模块

要实现测井资料精细解释，首先需要确定测井解释模型与参数，在传统的测井资料精细解释过程中，主要是由研究人员根据个人经验设置。然而，随着测井资料的处理和解释难度不断增加，如何传承测井专家多年累积的油气田研究成果，将具体经验数字化并保存在专家知识库中，变专家头脑中的感性认识为研究人员实际工作中的理性依据，尽量减少研究人员经验因素对测井解释精细度的干扰，成为测井精细化解释的发展方向。

针对该问题，业界尝试建立知识库，实现测井解释参数和模型的自动选取[4-5]，但基本是将知识库应用于服务测井资料处理解释工作。在储层参数研究、岩心资料分析等研究型工作领域，知识库尚未得到应用。

本文开发了具有统一用户环境界面的岩石物理专家知识库模块，该模块实现了测井解释知识研究、保存与应用一体化，同时不同用户研究产生的知识支持在线共享。

基于该模块，用户首先通过数据接口获取南海西部海域的分析化验资料、钻井地质数据、岩石物理实验资料，在此基础上开展岩电、有效厚度下限、孔隙结构等方面的研究，再结合现有成熟的测井解释模型、参数、图版建成一个综合的岩石物理知识库。

岩石物理专家知识库软件界面如图3所示，研究知识以盆地-构造为索引进行管理，软件主要由数据管理、图表绘制、分析计算、测井解释模型库、测井解释参数库、流体性质识别库、储层参数图版库、分析化验数据资料库等模块组成。其中，数据管理、图表绘制、分析计算是基础模块，测井解釋模型库、测井解释参数库、流体性质识别图版库、储层参数图版库、分析化验数据资料库是功能模块，具体功能模块划分如表1所示。

3.2 实时处理解释模块

实时处理解释模块首先实现了实时数据自动下载功能，当用户启动实时解释模块后，首先需要进行场景设置（如图4所示），场景设置对话框中选择要下载数据的井段，设置好之后，点击开始刷新按钮，实时数据则会从随钻测井数据库、录井数据库下载到工区中。

接下来需要配置解释模型所用参数，主要包括泥质含量计算参数、孔隙度计算参数、含水饱和度计算参数、分层取值参数和流体识别下限参数。基于岩石物理专家知识库，解释模型参数可以实现自动匹配调用，具体流程图如图5所示。首先需要进行油田、构造、盆地匹配，若匹配则说明知识库里存在该区域的知识，接下来继续在知识中进行查找，返回匹配知识的模型参数，若未匹配成功，则由解释人员手动输入参数。

解释模型参数配置完毕后，模块开始从勘探开发实时决策系统下载随钻测井数据，并执行自动解释流程。当随钻测井数据更新时，模块会自动对新增数据进行解释，并在测井解释成果图上滚动刷新（如图6所示）。同时，随钻测井解释结论还可以实时上传到勘探开发实时决策系统供其他用户查看（如图7所示）。

3.3 软件应用效果分析

目前海上随钻测井实时解释系统已在南海西部海域多个油气田累计20口井次的勘探开发过程中得到了应用，随钻测井精细解释效率得到明显提高，时效由原有的1小时变为实时自动解释。同时所有的陆地人员以及现场作业人员都可以通过勘探开发实时决策系统实时查看到测井精细解释结论，为现场决策提供了有力依据。

4 结论

1） 本文针对海上油气田随钻测井资料精细解释滞后的问题，基于海上测井综合处理解释评价系统二次开发工具，研发了海上随钻测井实时解释系统，实现了随钻测井资料的实时下载、自动解释与实时上传功能。2） 将海上测井综合处理解释评价系统应用于勘探开发过程中，一方面提高了随钻测井精细解释效率；另一方面提高了现场作业工作时效。

参考文献：

[1] 吴东华.随钻测量随钻测井技术现状及研究[J].化工管理，2023（4）：79-82，88.

[2] 周思源.随钻测井地质导向技术在水平井钻井中的应用[J]. 石化技术，2023，30（8）：162-164.

[3] 沙昱良，刘杰，姜磊，等.随钻测井技术在我国油气勘探开发中的应用[J]. 石化技术， 2021， 28（12）： 168-169.

[4] 尚福华，徐凡钧，曹茂俊.测井处理解释领域知识图谱构建方法研究[J].计算机技术与发展，2022，32（12）：206-212，220.

[5] 尚福华，原野，王才志，等.基于知识库的解释模型智能优选测井数据处理方法[J].石油学报，2015，36（11）：1449-1456.

【通联编辑：梁书】