戴月祥, 孟學(xué)楨, 何峰江, 王燕, 范春怡, 劉旭東

(1.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司新疆分公司, 新疆 克拉瑪依 834000; 2.北京捷威思特科技有限公司, 北京 100096)

0　引　言

在某些特殊情況下,Sondex公司的Warrior測(cè)井系統(tǒng)[1]的四十臂井徑數(shù)據(jù)[2]無(wú)法被WIVA成像解釋軟件[3]讀取,導(dǎo)致測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)無(wú)法三維成像。除此之外,WIVA軟件對(duì)四十臂井徑測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率有特殊要求,測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率不能太高或者太低,否則WIVA軟件無(wú)法識(shí)別;而掛接在Warrior系統(tǒng)的中國(guó)產(chǎn)四十臂井徑儀器一般測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率低、測(cè)井曲線名稱不規(guī)范,由此產(chǎn)生的DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件無(wú)法導(dǎo)入WIVA解釋軟件。因此,有必要對(duì)Warrior系統(tǒng)所使用的文件系統(tǒng)、DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件進(jìn)行分析,實(shí)現(xiàn)Warrior系統(tǒng)四十臂井徑測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的讀取及格式轉(zhuǎn)換。

1　Warrior測(cè)井文件系統(tǒng)

1.1　Warrior文件系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)

Warrior系統(tǒng)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)保存在DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件中,DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件與AFF/XTF、LIS/DLIS等文件格式?jīng)]有本質(zhì)區(qū)別。但是,Warrior系統(tǒng)也有其不同之處,結(jié)構(gòu)上大多數(shù)傳統(tǒng)測(cè)井文件系統(tǒng)采用一層結(jié)構(gòu),Warrior系統(tǒng)采用了多層結(jié)構(gòu)方式;實(shí)現(xiàn)方式上,傳統(tǒng)文件系統(tǒng)采用了普通文件讀寫(xiě)方式,Warrior系統(tǒng)則采用文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)方式。

Warrior測(cè)井系統(tǒng)安裝后,在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi),創(chuàng)建了一套以系統(tǒng)文件驅(qū)動(dòng)為核心的文件系統(tǒng),通過(guò)該文件驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)DB數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建、讀、寫(xiě)、刪除及數(shù)據(jù)管理功能。根據(jù)對(duì)Warrior文件系統(tǒng)的功能分析,以及功能間的相互調(diào)用關(guān)系,將Warrior文件系統(tǒng)的功能以分層方式解構(gòu)(見(jiàn)圖1)。

圖1　Warrior文件系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)用分層圖

對(duì)于Warrior文件系統(tǒng)的各個(gè)功能分層、功能分層對(duì)應(yīng)的功能描述,以及該功能層涉及的所有相關(guān)的功能模塊等見(jiàn)表1。

表1　Warrior文件系統(tǒng)功能分層

1.2　DB文件結(jié)構(gòu)

在Warrior文件系統(tǒng)中,DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件負(fù)責(zé)存儲(chǔ)測(cè)井過(guò)程中的所有相關(guān)信息。DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件按照特定的數(shù)據(jù)格式,組織、保存相關(guān)的井場(chǎng)、油井、測(cè)井過(guò)程、工程數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)信息。

(1) DB文件基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)對(duì)DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件的分析,DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件的基本結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

圖2　DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件結(jié)構(gòu)

在DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件中,首先存儲(chǔ)DB文件標(biāo)識(shí)信息和版本校驗(yàn)信息,之后依次存儲(chǔ)DB文件信息、field信息、well信息。通常情況下,1次測(cè)井過(guò)程中一般只有1個(gè)run過(guò)程信息,如果有多個(gè)run過(guò)程,則按照相應(yīng)的規(guī)則和格式,分別存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)的run過(guò)程信息。

(2) run過(guò)程信息結(jié)構(gòu)。DB文件主要在run過(guò)程信息中保存測(cè)井相關(guān)信息,1個(gè)run過(guò)程可能包括1個(gè)或者多個(gè)數(shù)據(jù)集信息,這些數(shù)據(jù)集可以分為2類,分別是_plots_數(shù)據(jù)集和普通數(shù)據(jù)集。根據(jù)測(cè)井的需求不同,run過(guò)程信息中可能只包含其中一類數(shù)據(jù)集。run過(guò)程信息包含的數(shù)據(jù)項(xiàng)及功能描述見(jiàn)表2。

表2　run過(guò)程信息結(jié)構(gòu)

(3) 普通數(shù)據(jù)集結(jié)構(gòu)。普通數(shù)據(jù)集內(nèi)包含了各種各樣的測(cè)井信息項(xiàng),包括刻度信息、狀態(tài)信息、繪圖格式信息、油井變量信息、工程曲線信息等。普通數(shù)據(jù)集包含的信息見(jiàn)表3。

表3　普通數(shù)據(jù)集構(gòu)成

2　WIVA解釋系統(tǒng)及DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件

2.1　WIVA解釋系統(tǒng)功能

WIVA測(cè)井解釋系統(tǒng)是Sondex公司開(kāi)發(fā)的四十臂井徑三維成像系統(tǒng),其主要功能是繪制四十臂井徑三維井周成像圖,直觀、精細(xì)地評(píng)價(jià)套管腐蝕、結(jié)垢、破損及變形等技術(shù)狀況,系統(tǒng)功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單。進(jìn)行測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋時(shí),既可以靜態(tài)地以各種視角顯示某一深度段的套管內(nèi)壁井周變化狀況,也可動(dòng)態(tài)連續(xù)的顯示不同深度的套管技術(shù)狀況,還可以將重點(diǎn)井段的套管變形情況以不同比例顯示及保存為圖形格式。

四十臂井徑實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)記錄在DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件中,一般至少包括40條井徑曲線、20條直徑曲線,還有如測(cè)速、方位等輔助曲線。WIVA解釋系統(tǒng)導(dǎo)入Warrior系統(tǒng)DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件,并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為WVD格式數(shù)據(jù),然后加載WVD數(shù)據(jù),繪制三維井周成像圖。由于Warrior系統(tǒng)文件驅(qū)動(dòng)性質(zhì)的固有特點(diǎn),WIVA系統(tǒng)與Warrior系統(tǒng)必須同時(shí)安裝在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件的導(dǎo)入及格式轉(zhuǎn)換,對(duì)工作造成了一定的不便。

2.2　WVD文件結(jié)構(gòu)

WVD文件是WIVA三維井徑解釋系統(tǒng),可以識(shí)別和加載的格式文件,包括1個(gè)文件頭信息和若干個(gè)數(shù)據(jù)體,通常情況下WVD文件都是1個(gè)頭信息和1個(gè)數(shù)據(jù)體。文件頭信息長(zhǎng)度70 B,從文件開(kāi)始到70 B包括10部分內(nèi)容,具體描述見(jiàn)表4。

表4　WVD文件頭信息

文件頭信息后面緊跟數(shù)據(jù)體,包括1個(gè)數(shù)據(jù)體頭信息和多個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體(測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體數(shù)目與測(cè)井深度大小有關(guān))。數(shù)據(jù)體頭信息長(zhǎng)度22 B包括6部分內(nèi)容(見(jiàn)表5)。

表5　WVD數(shù)據(jù)體頭信息

數(shù)據(jù)體頭信息之后緊跟測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體,其長(zhǎng)度與記錄的測(cè)井曲線數(shù)目大小有關(guān)。每個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體包括1個(gè)測(cè)井深度、Curve_Num個(gè)井徑數(shù)據(jù)和Assist_Num個(gè)輔助數(shù)據(jù)。有多少個(gè)測(cè)井深度點(diǎn)就記錄多少個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體,多個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體連續(xù)記錄直到深度結(jié)束為止。

如果WVD文件頭信息中的數(shù)據(jù)體數(shù)目Data_Num數(shù)值大于1,則表明有多個(gè)WVD數(shù)據(jù)體,此時(shí)多個(gè)WVD數(shù)據(jù)體連續(xù)記錄。在第1個(gè)數(shù)據(jù)體記錄完成后(1個(gè)數(shù)據(jù)體頭信息和多個(gè)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)體),緊接著記錄第2個(gè)完整的數(shù)據(jù)體,依此類推,直到第Data_Num個(gè)數(shù)據(jù)體記錄完成。

2.3　DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件開(kāi)發(fā)

根據(jù)對(duì)Warrior文件系統(tǒng)及DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件格式的分析,結(jié)合對(duì)WIVA系統(tǒng)所使用的WVD數(shù)據(jù)格式的分析,采用Microsoft Visual C++語(yǔ)言[4]開(kāi)發(fā)了一套格式轉(zhuǎn)換軟件DB2WVD,用于將Warrior系統(tǒng)DB文件格式數(shù)據(jù)導(dǎo)出、轉(zhuǎn)換為WIVA系統(tǒng)WVD格式數(shù)據(jù)。該軟件不依賴于Warrior系統(tǒng)的文件驅(qū)動(dòng)平臺(tái),具有獨(dú)立運(yùn)行的特點(diǎn),可以在WindowsXP、Windows7系統(tǒng)下運(yùn)行。此外該格式軟件還具備了支持高采樣率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能以及低采樣率插值生成高采樣率功能,為WIVA解釋系統(tǒng)三維成像提供了有力的技術(shù)支持。DB2WVD軟件格式轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理流程見(jiàn)圖3。

圖3　DB2WVD數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換處理流程

3　DB文件數(shù)據(jù)導(dǎo)出、轉(zhuǎn)換及三維成像對(duì)比

3.1　WIVA系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與DB2WVD轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)成像對(duì)比

為驗(yàn)證DB2WVD軟件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)與WIVA系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是否一致,對(duì)6口井的MIT四十臂井徑儀的DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件(測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率均為60)分別采用WIVA解釋系統(tǒng)直接導(dǎo)入、DB2WVD軟件格式轉(zhuǎn)換2種方式生成WVD文件(見(jiàn)表6)。對(duì)6口井的12個(gè)WVD文件進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),同一口井的2種方式WVD文件結(jié)構(gòu)及大小一致,同時(shí)三維成像解釋表明,均可在WIVA解釋系統(tǒng)下進(jìn)行準(zhǔn)確的三維圖形顯示。

表6　6口井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

圖4　WIVA軟件與DB2WVD軟件分別轉(zhuǎn)換實(shí)際井徑數(shù)據(jù)三維成像

以5××井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為例對(duì)比2種WVD格式的三維成像見(jiàn)圖4。直接使用WIVA解釋系統(tǒng)導(dǎo)入DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件并轉(zhuǎn)換為WVD數(shù)據(jù),然后在WIVA解釋系統(tǒng)中加載顯示轉(zhuǎn)換后的WVD數(shù)據(jù),三維成像效果圖見(jiàn)圖4(a)。使用DB2WVD軟件讀取5××井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換為WVD數(shù)據(jù),然后在WIVA解釋系統(tǒng)中加載,設(shè)置顯示深度一致,三維成像圖見(jiàn)圖4(b)。由圖4可看出,2種方式轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)在深度對(duì)齊情況下,三維成像效果在整體結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)上完全一致,說(shuō)明DB2WVD軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換正確。

3.2　高采樣率下WIVA系統(tǒng)導(dǎo)入情況

一般情況下,WIVA解釋系統(tǒng)只能導(dǎo)入轉(zhuǎn)換采樣間隔為3 mm的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),如果深度采樣間隔高于3 mm,則無(wú)法導(dǎo)入DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件。為分析、對(duì)比及驗(yàn)證上述信息,選擇了6××井實(shí)際四十臂井徑測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),井的套管外徑177.8 mm,壁厚8.09 mm,測(cè)井深度采樣率為150,采樣間隔為2 mm。選擇WIVA2.0解釋系統(tǒng)導(dǎo)入6××井的測(cè)井DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件,系統(tǒng)則提示無(wú)法轉(zhuǎn)換,錯(cuò)誤信息提示數(shù)據(jù)采樣不合理。為了進(jìn)一步驗(yàn)證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程,又利用WIVA3.0進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入,解釋系統(tǒng)仍然提示無(wú)法轉(zhuǎn)換,可能是WIVA解釋系統(tǒng)軟件在數(shù)據(jù)導(dǎo)入上做了一定的限制。

使用DB2WVD軟件加載、轉(zhuǎn)換6××井測(cè)井?dāng)?shù)據(jù),則能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程不改變測(cè)井深度采樣率(深度采樣率仍然為150),WIVA解釋系統(tǒng)正確識(shí)別加載轉(zhuǎn)換后的WVD數(shù)據(jù),說(shuō)明DB2WVD軟件將高采樣率DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件轉(zhuǎn)換到WVD數(shù)據(jù)完全無(wú)誤,WIVA解釋系統(tǒng)能夠進(jìn)行WVD數(shù)據(jù)井徑三維成像解釋(見(jiàn)圖5)。

3.3　低采樣率下插值三維成像圖效果

DB2WVD軟件在處理低采樣率數(shù)據(jù)時(shí),采用卡爾曼預(yù)測(cè)算法[5],實(shí)現(xiàn)了較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)插值,大大提升了三維井徑成像顯示效果。對(duì)4口井的MIT及中國(guó)產(chǎn)四十臂井徑儀(其中1口井MIT測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、3口井中國(guó)產(chǎn)四十臂測(cè)井?dāng)?shù)據(jù))的低采樣率DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件(測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率均為300)采用DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件進(jìn)行直接轉(zhuǎn)換(測(cè)井深度采樣率不變)和數(shù)據(jù)插值(將測(cè)井深度采樣率變?yōu)?0)2種方式生成WVD文件,在WIVA解釋系統(tǒng)上分別進(jìn)行三維成像驗(yàn)證表明,經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)插值處理后的井徑成像質(zhì)量明顯高于未插值處理成像(見(jiàn)表7)。

圖5　DB2WVD轉(zhuǎn)換高采樣率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)三維成像效果圖

表7　4口井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

圖6　低采樣率井徑數(shù)據(jù)與經(jīng)過(guò)插值計(jì)算的井徑數(shù)據(jù)三維成像對(duì)比圖

以2××井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)為例,利用DB2WVD轉(zhuǎn)換軟件直接轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)插值2種方式生成WVD文件并進(jìn)行井徑三維成像對(duì)比(見(jiàn)圖6)。使用WIVA解釋系統(tǒng)導(dǎo)入WVD數(shù)據(jù)并加載,直接轉(zhuǎn)換的WVD文件(測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率300)三維成像效果見(jiàn)圖6(a),可以明顯看出,三維成像效果不好,細(xì)節(jié)上顯示模糊,無(wú)法達(dá)到精確評(píng)價(jià)目的。采用數(shù)據(jù)插值生成的WVD文件(測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)采樣率均為60)的三維成像見(jiàn)圖6(b),與圖6(a)三維成像相比,經(jīng)過(guò)5點(diǎn)卡爾曼預(yù)測(cè)插值的三維成像圖整體結(jié)構(gòu)明顯光滑,細(xì)節(jié)顯示清晰,說(shuō)明5點(diǎn)插值有效提升了成像效果。

4　結(jié)束語(yǔ)

使用DB2WVD軟件對(duì)不同四十臂井徑儀器的實(shí)際測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、三維成像對(duì)比分析和驗(yàn)證,表明DB2WVD軟件對(duì)DB數(shù)據(jù)庫(kù)文件、WVD文件格式轉(zhuǎn)換完全正確,能夠滿足測(cè)井資料解釋評(píng)價(jià)需求。由于不依賴于Warrior系統(tǒng)平臺(tái),該軟件使用方便、資料處理效率高。同時(shí)DB2WVD軟件具有轉(zhuǎn)換不同采樣率測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、數(shù)據(jù)插值等強(qiáng)大功能,拓展了不同測(cè)井系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用能力,為WIVA解釋軟件進(jìn)行四十臂井徑三維成像提供了支持。