傅少慶，肖立志，謝然紅，張恒榮，黃科

（油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國石油大學(xué)，北京 102249）

0 引 言

在中國服務(wù)的核磁共振（NMR）測井儀器主要是國際三大測井公司的儀器[1]，如 Halliburton的MRIL 系 列[2－4]，Baker Hughes 的 MREX[5]以及Schlumberger的CMR系列[6－7]和 MR-SCANNER[8]。每家公司NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲都有自己獨(dú)特的數(shù)據(jù)格式，如 Halliburton的CLS格式[9]、Baker Hughes的 XTF格式[10－11]以及Schlumberger的DLIS格式[12]。NMR測井回波串采集所使用的頻率、等待時(shí)間、回波間隔以及回波個(gè)數(shù)等參數(shù)均由所選擇的采集模式?jīng)Q定[5，13－14]。不同 NMR 數(shù)據(jù)處理方法需要的參數(shù)回波串組合也不同[15－16]。后期數(shù)據(jù)處理時(shí)需要根據(jù)采集模式信息正確識別和提取這些不同參數(shù)回波串?dāng)?shù)據(jù)以滿足處理方法對數(shù)據(jù)的需要。為此，測井地面采集系統(tǒng)會將采集到的不同參數(shù)回波串以及采集模式的信息都存儲在這些特定格式的數(shù)據(jù)體中。現(xiàn)有第三方NMR測井?dāng)?shù)據(jù)處理軟件的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換模塊都只對測井曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，忽略了存儲在數(shù)據(jù)體中的各種采集參數(shù)信息。顯然，這是無法滿足NMR測井?dāng)?shù)據(jù)處理需要的。

本文在對國際三大測井公司NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲格式詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，提出了自己的NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲格式，開發(fā)了一套數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，滿足了NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲和處理的需要。

1 Halliburton公司CLS格式

CLS格式是Halliburton公司Excell 2000測井地面采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲格式。CLS格式文件由文件信息段和測井曲線數(shù)據(jù)記錄段組成，最小的組成單元為塊（block），每個(gè)塊的大小為4096B。文件信息段的長度是固定的，由564個(gè)塊組成，其中第1個(gè)塊是文件頭塊，記錄了井場信息和測井曲線的總體信息，如曲線名、曲線總條數(shù)等；第2到563個(gè)塊為曲線頭塊，每1個(gè)曲線頭塊都分別記錄了該條測井曲線的各種屬性（如曲線名、單位等）以及存儲有該條測井曲線數(shù)據(jù)的曲線記錄塊的地址；第564個(gè)塊所記錄的內(nèi)容由用戶定義。測井曲線數(shù)據(jù)記錄段的大小不固定，會隨著曲線數(shù)據(jù)存儲的實(shí)際需要而變化，曲線數(shù)據(jù)以塊為最小單元進(jìn)行存儲，同一條測井曲線的多個(gè)測井?dāng)?shù)據(jù)記錄塊位置并不連續(xù)，需要根據(jù)存儲在該條曲線的曲線頭塊中的數(shù)據(jù)記錄塊的地址進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。

CLS格式?jīng)]有設(shè)置專門存儲采集參數(shù)的區(qū)域，無法滿足NMR測井采集模式信息存儲的需要。為此，對其進(jìn)行了2處修改，將文件信息段文件頭塊中的井場信息存儲區(qū)域用來存儲NMR測井采集模式信息（見圖1）；將曲線保存的驅(qū)動方式由深度驅(qū)動（DEPTH）改為符合核磁共振測井的事件驅(qū)動（EVENT）。

圖1 EVENT CLS格式示意圖

2 Baker Hughes公司XTF格式

XTF格式是Baker Hughes公司Eclips 5700測井地面采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲格式。XTF格式由文件信息段和測井曲線數(shù)據(jù)記錄段2部分組成，最小的組成單元為塊，每個(gè)塊的大小為4096B。文件信息段長度是固定的，有8個(gè)塊，包含了文件名、井場信息、曲線名、曲線條數(shù)、曲線維數(shù)、起始深度、結(jié)束深度以及采樣率等信息。測井曲線數(shù)據(jù)記錄段的長度是變化的，與曲線的條數(shù)、起始深度以及結(jié)束深度等有關(guān)。每條曲線的數(shù)據(jù)記錄段由曲線屬性信息塊和數(shù)據(jù)記錄部分組成。XTF格式可以記錄regular類型的常規(guī)測井?dāng)?shù)據(jù)、wave類型的VDL測井?dāng)?shù)據(jù)以及array類型的陣列聲波測井?dāng)?shù)據(jù)。MREX核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)的復(fù)雜性使得上述格式無法滿足其數(shù)據(jù)存儲的需要。為此，Baker Hughes公司針對MREX數(shù)據(jù)存儲的特殊需求設(shè)計(jì)了composite類型測井曲線存儲格式——在一個(gè)測井曲線數(shù)據(jù)記錄段中定義了多條測井曲線和不同參數(shù)的存儲方式（見圖2）。典型的composite類型曲線存儲格式將測井曲線數(shù)據(jù)記錄段劃分3個(gè)區(qū)，第1個(gè)仍然是測井曲線信息塊；第2個(gè)是多條測井曲線數(shù)據(jù)存儲區(qū)，存儲有回波串?dāng)?shù)據(jù)以及多條質(zhì)量控制曲線數(shù)據(jù)；第3個(gè)是多參數(shù)存儲區(qū)，存儲采集模式信息。每1個(gè)區(qū)所占的空間大小與具體的曲線大小相關(guān)。

圖2 Composite XTF格式示意圖

3 Schlumberger公司DLIS格式

DLIS格式是Schlumberger公司Maxis500測井地面采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲格式。這種數(shù)據(jù)格式具有與機(jī)器無關(guān)、自描述、語義可擴(kuò)展以及可以高效處理大數(shù)據(jù)量等特點(diǎn)[12]。DLIS格式對測井?dāng)?shù)據(jù)、井場信息和測井采集參數(shù)以及測井?dāng)?shù)據(jù)處理相關(guān)信息等使用統(tǒng)一的語言進(jìn)行描述，使用面向?qū)ο蟮姆椒ㄓ涗涍@些數(shù)據(jù)。這種設(shè)計(jì)使DLIS格式與每1個(gè)字節(jié)都有具體含義的CLS和XTF格式有很大的差別，也使之在面對復(fù)雜的NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲時(shí)不需要進(jìn)行任何修改即可滿足數(shù)據(jù)存儲的需要。

DLIS格式使用上下2層子格式對數(shù)據(jù)的存儲方法進(jìn)行說明（見圖3）。上層的邏輯格式（Logical Format）對測井?dāng)?shù)據(jù)和信息的分割方法進(jìn)行說明，其中邏輯結(jié)構(gòu)由1個(gè)或多個(gè)邏輯文件（Logical Files）組成，1個(gè)邏輯文件可由1個(gè)或多個(gè)邏輯記錄（Logical Record）組成；1個(gè)邏輯記錄可由1個(gè)或多個(gè)邏輯記錄段（Logical Record Segments）組成，然后由可視記錄（Visible Record）將邏輯記錄段的信息映射到物理存儲介質(zhì)中，其中可視記錄可由1個(gè)或多個(gè)邏輯記錄段組成；下層的物理格式（Physical Format）就測井?dāng)?shù)據(jù)如何在物理介質(zhì)中以順序比特流存儲進(jìn)行說明，并將邏輯文件映射到物理存儲介質(zhì)中?？梢曈涗浽谶壿嫿Y(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)之間，是這二者的接口，對信息進(jìn)行封裝轉(zhuǎn)換。

圖3 DLIS格式示意圖

邏輯記錄段是測井?dāng)?shù)據(jù)或信息的最小分割單元，可以存儲各類測井曲線數(shù)據(jù)和各種靜態(tài)信息等2種類型的包括采集、處理參數(shù)以及井場信息等。對于測井曲線數(shù)據(jù)，如回波串?dāng)?shù)據(jù)，DLIS使用IFLR格式進(jìn)行描述和記錄；對于各種靜態(tài)信息的數(shù)據(jù)，如采集模式信息則使用EFLR格式進(jìn)行描述和記錄。

在DLIS格式中，使用FRAME機(jī)制記錄不同索引方式的測井?dāng)?shù)據(jù)，1個(gè)FRAME中可以存放1種索引方式的多條測井曲線數(shù)據(jù)。使用CHANNEL機(jī)制記錄不同測量方法的測井曲線數(shù)據(jù)。這樣可以將不同索引方式、不同深度段以及不同采樣間隔的測井曲線都存儲在1個(gè)DLIS文件中。

4 測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件

針對NMR測井?dāng)?shù)據(jù)及其存儲格式的特殊性，設(shè)計(jì)并編寫了測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件。該軟件可以將CLS、XTF以及DLIS格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MAT格式，其設(shè)計(jì)框架見圖4。通過數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，不僅能夠提取出各種采集參數(shù)的回波串?dāng)?shù)據(jù)和其他輔助測量的曲線數(shù)據(jù)，還能將保存在數(shù)據(jù)體中采集模式的各種相關(guān)信息一并提取，用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述和記錄，滿足NMR測井?dāng)?shù)據(jù)處理的需要。

圖4 MAT格式示意圖

5 結(jié) 論

（1）分析了NMR測井?dāng)?shù)據(jù)采集和處理的特殊性，提出核磁共振測井原始數(shù)據(jù)存儲應(yīng)包括所采集的回波串?dāng)?shù)據(jù)和所使用的采集模式相關(guān)信息。

（2）分析了CLS、XTF以及DLIS格式中NMR測井回波串?dāng)?shù)據(jù)以及采集模式參數(shù)的存儲方法，設(shè)計(jì)了自己的NMR測井?dāng)?shù)據(jù)存儲格式，編寫了測井?dāng)?shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換軟件，滿足了核磁共振測井?dāng)?shù)據(jù)處理的需要。

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