低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室 長慶油田公司勘探開發(fā)研究院 何慶兵 石玉江

馬昌旭 許慶英

低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室 長慶油田公司油氣工藝研究院 古永紅

1.引言

隨著近幾年“數(shù)字油田”、“數(shù)字盆地”、“數(shù)字油藏”和油田公司關(guān)于“數(shù)字化前端、中端、后端”等概念的提出和發(fā)展，油田的數(shù)字化建設(shè)取的了飛速發(fā)展。測井?dāng)?shù)據(jù)作為數(shù)字化油氣藏重要的數(shù)據(jù)之一，具有信息量大、專業(yè)性強(qiáng)、對數(shù)據(jù)的操作過程復(fù)雜等特點(diǎn)，以往單純依靠數(shù)據(jù)收集、整理與錄入等管理方式給快速應(yīng)用測井?dāng)?shù)據(jù)造成了很多不便，測井業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流沒有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一結(jié)合。隨著油氣田規(guī)模建設(shè)不斷發(fā)展，測井?dāng)?shù)據(jù)量呈TB級增長，需要不斷通過收集、整理與入庫等環(huán)節(jié)最終用戶才能使用數(shù)據(jù)，因此經(jīng)常會出現(xiàn)數(shù)據(jù)時(shí)效性、完整性、規(guī)范性不能滿足科研生產(chǎn)工作需求，同銀行、電信、金融等領(lǐng)域數(shù)字化建設(shè)比較，測井?dāng)?shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)并沒發(fā)揮出其最大實(shí)時(shí)性。同時(shí)因勘探地域遼闊、交通不便等不利因素的影響，使基地難于及時(shí)掌握現(xiàn)場的測井動(dòng)態(tài)，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)異常情況時(shí)，需派專業(yè)人員趕赴井場，由于井場與基地間路途遙遠(yuǎn)，很難及時(shí)到達(dá)，不但消耗了大量的人力、物力和財(cái)力，而且還可能延誤處理異常情況的寶貴時(shí)間。本文闡述建立一套貫穿油田公司數(shù)字化前端、中端、后端的測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺，使地質(zhì)、測井、油藏、壓裂、工藝專家和管理人員能夠?qū)崟r(shí)了解井場測井信息，縮短數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，提高測井業(yè)務(wù)效率，達(dá)到測井資料快捷處理、解釋與應(yīng)用的目標(biāo)。

2.國內(nèi)外現(xiàn)狀

測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)是當(dāng)今測井行業(yè)進(jìn)行信息化建設(shè)的重要標(biāo)志，它以數(shù)據(jù)庫、通訊和計(jì)算機(jī)技術(shù)為支撐，集成了測井現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、壓縮、加密、傳輸、接收、儲存、發(fā)布、查詢、下載和繪圖等功能，實(shí)現(xiàn)了測井資料開放式共享，解決了測井資料的實(shí)時(shí)應(yīng)用問題，提升了測井資料的應(yīng)用價(jià)值，該項(xiàng)技術(shù)已成為當(dāng)前測井技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題，也是測井裝備技術(shù)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志[1]。國外的石油服務(wù)公司為提高測井作業(yè)服務(wù)，在8O年代就建立了測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸，把井場測井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送回基地，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場與基地間的雙向聯(lián)絡(luò)和數(shù)據(jù)共享。

國內(nèi)石油公司則在2O世紀(jì)末相繼開始研究應(yīng)用遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)。由于石油天然氣鉆探開發(fā)區(qū)域的擴(kuò)大，使現(xiàn)場測井?dāng)?shù)據(jù)的及時(shí)獲取變得十分困難，同時(shí)為了加強(qiáng)對現(xiàn)場測井作業(yè)施工的監(jiān)控和指導(dǎo)，降低作業(yè)成本，提高對安全和環(huán)境的管理，許多油田已將測井?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸納入到數(shù)字化油田的整體規(guī)劃中，要求現(xiàn)場實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)能夠遠(yuǎn)程傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，并與油田公司的測井?dāng)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)相聯(lián)接[2]。

圖1

3.系統(tǒng)分析

3.1 業(yè)務(wù)分析

傳統(tǒng)的測井?dāng)?shù)據(jù)庫建設(shè)模式是以數(shù)據(jù)為核心，通過專業(yè)的數(shù)據(jù)錄入軟件和人力實(shí)現(xiàn)測井?dāng)?shù)據(jù)的收集、整理與入庫。這種數(shù)據(jù)管理方式對簡單、單一的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效管理，但隨著數(shù)據(jù)的規(guī)模、格式、種類逐年增加和變化時(shí)，需要不斷增加人力資源對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和管理，最后的應(yīng)用效果卻是有時(shí)查詢不到需要的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、完整性無法得到很好的保證。如圖1為目前油田公司測井?dāng)?shù)據(jù)庫建設(shè)流程圖。

測井公司解釋中心把處理解釋過的成果數(shù)據(jù)和電子藍(lán)圖通過研究院的測井?dāng)?shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)上傳到文件服務(wù)器上，研究院把二次精細(xì)解釋的測井有效厚度數(shù)據(jù)及“四性”關(guān)系圖件上傳到文件服務(wù)器上，數(shù)據(jù)錄入人員下載整理后通過錄入軟件加載到測井?dāng)?shù)據(jù)庫中，整理工作主要有數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、文件命名統(tǒng)一規(guī)范，最后油田公司各單位用戶通過WEB方式查詢、下載測井?dāng)?shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫建設(shè)方式以被動(dòng)的數(shù)據(jù)收集、錄入為主，沒有和測井業(yè)務(wù)結(jié)合起來，數(shù)據(jù)錄入人員不能及時(shí)了解測井作業(yè)狀態(tài)和測井項(xiàng)目，因此測井公司上傳什么數(shù)據(jù)就錄入什么數(shù)據(jù)，無法從源頭各應(yīng)用單位，形成一個(gè)閉合環(huán)路，其中測井小隊(duì)、處理解釋中心是上傳數(shù)據(jù)的主體，項(xiàng)目組、科研生產(chǎn)單位是應(yīng)用數(shù)據(jù)的主體。通過平臺實(shí)現(xiàn)測井業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從源頭上能夠?qū)崟r(shí)了解每口井作業(yè)狀態(tài)和數(shù)據(jù)錄入情況。如圖2為測井業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流圖。

圖2

圖3

表1

3.2 傳輸方式

系統(tǒng)提供了2種傳輸方式，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)實(shí)際情況（如施工的重要程度）選擇合適的傳輸方式。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸是通過直接讀取儀器實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)后，在將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的同時(shí)把數(shù)據(jù)傳回?cái)?shù)據(jù)中心，使數(shù)據(jù)中心幾乎與現(xiàn)場在同一時(shí)間內(nèi)獲得詳盡的現(xiàn)場數(shù)據(jù)和信息，實(shí)時(shí)傳輸可用于重點(diǎn)井和特殊工藝井?dāng)?shù)據(jù)傳輸。即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸是指將現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)自動(dòng)提取并進(jìn)行加密、壓縮后以文件的形式傳回?cái)?shù)據(jù)中心，測井?dāng)?shù)據(jù)文件在打包傳輸?shù)倪^程中，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的提取、加密和壓縮，并保證每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都是最新的。

中油測井公司從2OO7年開始，分別使用了GPRS、CDMA、3G和衛(wèi)星進(jìn)行了測井實(shí)時(shí)傳輸，各傳輸方式對比如表1所示。

通過對各種通訊方式的實(shí)際運(yùn)行效果進(jìn)行對比分析，衛(wèi)星通訊方式能覆蓋油田所有區(qū)域，從傳輸成本、安裝維護(hù)等方面考慮，選用少量衛(wèi)星通訊設(shè)備作為特殊配置，以滿足重點(diǎn)井、特殊工藝井的實(shí)時(shí)傳輸業(yè)務(wù)。3G通訊方式具有成本低廉、便攜和移動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，在縣城及周邊區(qū)域具有良好覆蓋，因此選用3G作為每個(gè)測井小隊(duì)的基本配置，用于即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。改造和升級油田數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在滿足條件的開發(fā)井場，優(yōu)先使用油田局域網(wǎng)進(jìn)行測井?dāng)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)與即時(shí)數(shù)據(jù)傳輸。上保證錄入數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和完整性。

針對以上問題，新建的測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺強(qiáng)調(diào)測井業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流結(jié)合，平臺的開發(fā)建設(shè)要體現(xiàn)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)為業(yè)務(wù)服務(wù)、業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流相統(tǒng)一的原則。測井業(yè)務(wù)流的順序是油田公司各產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目組測井管理崗下達(dá)測井任務(wù)單，測井公司項(xiàng)目部管理崗補(bǔ)充任務(wù)單并安排測井小隊(duì)野外施工，測井小隊(duì)技術(shù)崗填寫施工信息并上傳原始數(shù)據(jù)，測井公司解釋中心和研究院填寫處理解釋信息并上傳成果數(shù)據(jù)，最終成果數(shù)據(jù)到達(dá)

4.系統(tǒng)構(gòu)成

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)

測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示，從圖3中可以看出，該系統(tǒng)采用了3層服務(wù)體系，由數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)管理和專業(yè)應(yīng)用等三層組成。底層數(shù)據(jù)傳輸層以測井作業(yè)鏈為核心，由3G無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星和油田公司數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作為硬件傳輸鏈路。數(shù)據(jù)管理層主要對測井作業(yè)鏈數(shù)據(jù)流進(jìn)行組織和維護(hù)，由測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歸檔數(shù)據(jù)庫組成。最上層的專業(yè)應(yīng)用層由9個(gè)功能模塊組成，為用戶提供快速解釋和專業(yè)化應(yīng)用。

4.2 功能模塊

測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺以WEB集成界面方式提供測井作業(yè)鏈、測井動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、質(zhì)量管理、快速解釋、風(fēng)險(xiǎn)提示、測井報(bào)表、協(xié)同工作、數(shù)據(jù)歸檔、系統(tǒng)管理等十個(gè)功能模塊。

提供測井?dāng)?shù)據(jù)的查詢、下載、遠(yuǎn)程繪圖等服務(wù)，提供測井產(chǎn)能預(yù)測（支持向量機(jī)）、測井資料快速解釋和應(yīng)用功能，提供按日期、井名、井別、項(xiàng)目組等多種查詢功能。

4.2.6 風(fēng)險(xiǎn)提示

4.2.1 測井作業(yè)鏈

實(shí)現(xiàn)測井作業(yè)流程管理，在軟件層面上實(shí)現(xiàn)本文3.1的業(yè)務(wù)流程。測井作業(yè)鏈界面如圖4所示。

4.2.2 測井動(dòng)態(tài)

測井動(dòng)態(tài)模塊顯示項(xiàng)目組、井號、井別、施工類型、作業(yè)狀態(tài)、測井小隊(duì)、要求到井時(shí)間、測井開始時(shí)間、測井結(jié)束時(shí)間、原始數(shù)據(jù)上傳時(shí)間、成果提交時(shí)間等信息，并提供按項(xiàng)目組、井號、施工類型、作業(yè)狀態(tài)等查詢功能。測井作業(yè)狀態(tài)包含預(yù)告、待測、正測、遇阻、遇卡、完測、等解釋、已解釋8種狀態(tài)。

該功能提供地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)信息顯示功能，按井號動(dòng)態(tài)顯示地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)提示信息，提供按日期、井名、井別、項(xiàng)目組等多種查詢功能。地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)信息分為4級，主力油層缺失為1級風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)能評價(jià)為3類井為2級風(fēng)險(xiǎn)，測井界限層為3級風(fēng)險(xiǎn)，目的層固井質(zhì)量不合格為4級風(fēng)險(xiǎn)。

4.2.7 測井報(bào)表

測井報(bào)表模塊包括測井生產(chǎn)日報(bào)、特殊測井項(xiàng)目日報(bào)表、測井監(jiān)督日報(bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、測井工作量統(tǒng)計(jì)表、測井采集質(zhì)量情況統(tǒng)計(jì)表、測井解釋報(bào)表、測井結(jié)算報(bào)表、測井工作量統(tǒng)計(jì)綜合報(bào)表等。

4.2.8 協(xié)同工作

4.2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控

對在測井的作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)測井小隊(duì)現(xiàn)場實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)加密、傳輸、接收、解編和圖形可視化顯示，能夠?yàn)閿?shù)字化中端（數(shù)字化生產(chǎn)指揮中心）、后端（數(shù)字化油氣藏研究中心）提供數(shù)據(jù)傳輸通道，提供測井曲線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)滾動(dòng)顯示。數(shù)據(jù)傳輸內(nèi)容包括井場的測井?dāng)?shù)據(jù)、語音和視頻信息，提供按日期、井名、井別、項(xiàng)目組等多種查詢功能。

實(shí)現(xiàn)測井人員、監(jiān)理人員、解釋人員、地質(zhì)人員之間的即時(shí)文字、音視頻交流，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交流、信息共享、遠(yuǎn)程技術(shù)支持，達(dá)到協(xié)同工作。

4.2.9 數(shù)據(jù)歸檔

4.2.4 質(zhì)量管理

對傳輸?shù)綔y井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中的正式數(shù)據(jù)向測井歸檔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自動(dòng)遷移，測井歸檔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)按照測井項(xiàng)目建立常規(guī)測井、特殊測井、生產(chǎn)測井、固井質(zhì)量測井等遷移目錄，每個(gè)項(xiàng)目下分別設(shè)置施工和評價(jià)子目錄，分別遷移原始與成果數(shù)據(jù)。

實(shí)現(xiàn)測井施工作業(yè)、處理解釋、精細(xì)解釋等各業(yè)務(wù)流程的動(dòng)態(tài)質(zhì)量管理，提供測井監(jiān)督意見報(bào)表，實(shí)現(xiàn)按日期、井名、井別、項(xiàng)目組等多種查詢功能。

4.2.1O 系統(tǒng)管理

4.2.5 快速解釋

提供用戶管理、權(quán)限分配、信息安全、數(shù)據(jù)庫字典維護(hù)等功能。字典管理內(nèi)容包括：項(xiàng)目組、鉆井隊(duì)、測井公司、測井項(xiàng)目部、井別、施工類型、井型、測井項(xiàng)目、用戶、角色權(quán)限等。

圖4

5.應(yīng)用效果

5.1 應(yīng)用于生產(chǎn)指揮和決策

在實(shí)時(shí)測井過程中，測井監(jiān)督、作業(yè)管理和決策人員根據(jù)實(shí)時(shí)測井信息進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化分析和決策，并通過協(xié)同工作平臺及時(shí)將指揮和決策信息反饋到現(xiàn)場。對于勘探開發(fā)科研生產(chǎn)人員，每天只需打開平臺就可以了解現(xiàn)場測井?dāng)?shù)據(jù)，查看每口井測井曲線剖面圖[3]。測井專家可同時(shí)對多個(gè)測井小隊(duì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和技術(shù)服務(wù)，把他們的知識、經(jīng)驗(yàn)和制定的技術(shù)方案實(shí)時(shí)傳送到現(xiàn)場。因?yàn)椴恍枰浆F(xiàn)場就可以了解現(xiàn)場作業(yè)情況，從而提高了作業(yè)質(zhì)量控制能力和時(shí)效，同時(shí)減少了作業(yè)過程中交通費(fèi)用。

5.2 應(yīng)用于油田區(qū)塊綜合研究

利用測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺可實(shí)現(xiàn)多井資料對比，將多口井的測井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行在線對比，實(shí)現(xiàn)區(qū)塊的綜合評價(jià)[4]。某測井小隊(duì)在測井過程中，測至某深度時(shí)，實(shí)時(shí)測井顯示未見到設(shè)計(jì)的砂層的出現(xiàn)，生產(chǎn)管理人員根據(jù)現(xiàn)場傳回的測井曲線數(shù)據(jù)并與鄰井對比，推斷目的層位，提高決策工作效率。

5.3 應(yīng)用于特殊工藝井

當(dāng)處理特殊測井作業(yè)時(shí)，基地人員利用實(shí)時(shí)測井?dāng)?shù)據(jù)可以迅速的了解現(xiàn)場情況，對現(xiàn)場作業(yè)出現(xiàn)的各種異常情況進(jìn)行科學(xué)分析，并將分析結(jié)果和建議快速的反饋給現(xiàn)場決策和作業(yè)人員，為現(xiàn)場提供高效的技術(shù)支持。

5.4 應(yīng)用于基礎(chǔ)工作

每一個(gè)測井作業(yè)完成后，現(xiàn)場將井場測井?dāng)?shù)據(jù)即時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，測井處理解釋人員從網(wǎng)上下載原始數(shù)據(jù)，就可以立即在處理解釋中心進(jìn)行資料處理和解釋，同樣把成果數(shù)據(jù)上輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，及時(shí)發(fā)布給科研生產(chǎn)單位使用，以便快速、準(zhǔn)確的做出決策并指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)，而不必像以前那樣要等到測井小隊(duì)返回項(xiàng)目部基地后再進(jìn)行資料處理，從而整體提高了測井資料處理的時(shí)效，縮短數(shù)據(jù)獲取周期，甚至可以達(dá)到幾乎和現(xiàn)場同步的水平，大大提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)也把井場資料驗(yàn)收人員從艱苦的井場環(huán)境中解放出來。

系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中充分考慮了未來擴(kuò)展和用戶不同的需要，不同的用戶可以依據(jù)自己的使用習(xí)慣對需要觀察的數(shù)據(jù)項(xiàng)、刻度、單位等進(jìn)行模板化定制。測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺針對現(xiàn)場作業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)、技術(shù)服務(wù)手段予以設(shè)計(jì)，如隨鉆測井?dāng)?shù)據(jù)資料、試油試采數(shù)據(jù)資料等，都可在遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)中設(shè)有單獨(dú)的模塊傳輸，以實(shí)現(xiàn)井場的所有信息的應(yīng)用和管理[5]。

6.結(jié)束語

測井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸與協(xié)同工作平臺是油田公司數(shù)字化發(fā)展的產(chǎn)物，為油田公司各單位的生產(chǎn)管理、科研決策人員提供了大量的測井?dāng)?shù)據(jù)信息，顯示出方便、快速、實(shí)時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，因此將帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益和使用價(jià)值，必將不斷提高油田勘探開發(fā)效益，推動(dòng)測井技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

[1]吳西燕,董方敏,彭代軍.大批量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊环N實(shí)現(xiàn)方法及其應(yīng)用[J].信息技術(shù),2004(10):45-46.

[2]吳文彪,姚建豪,建偉.基于GPRS測井資料實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)[J].石油儀器,2005(8):72-73.

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