王慕楠

（中國(guó)石油大慶油田鉆探工程公司地質(zhì)錄井一公司，黑龍江大慶 163000）

國(guó)際石油勘驗(yàn)領(lǐng)域由于受行業(yè)劃分的緣故，各系統(tǒng)之間難以兼容，使井場(chǎng)內(nèi)部形成了一個(gè)個(gè)的信息孤島。為了實(shí)現(xiàn)不同施工主體之間數(shù)據(jù)信息的兼容共享與遠(yuǎn)程控制，甲方在招投標(biāo)合同及其澄清中明確地規(guī)定了乙方必須能夠提供WITSML（Well Site Information Transfer Standard Markup Language，井場(chǎng)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言）數(shù)據(jù)流。WITSML基于XML文件格式，一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象定義了一組數(shù)據(jù)，可以用一個(gè)單一的XML 文檔傳輸，代表了一個(gè)領(lǐng)域邏輯模型內(nèi)的一組緊密相關(guān)的數(shù)據(jù)集，其標(biāo)準(zhǔn)包括2個(gè)可獨(dú)立版本化的組成部分：數(shù)據(jù)模型和應(yīng)用程序接口（API）。根據(jù)資料采集模式與上傳數(shù)據(jù)庫(kù)的方式差異，現(xiàn)場(chǎng)資料基本上可以劃分為綜合錄井儀實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)（如鉆時(shí)、扭矩、立壓、懸重等參數(shù)）和人工錄入數(shù)據(jù)（巖屑百分含量、巖性、碳酸鹽巖分析數(shù)據(jù)等）兩大部分。實(shí)時(shí)傳輸由截取軟件自動(dòng)實(shí)時(shí)截取入庫(kù)并同時(shí)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)；人工錄入則需要錄井工程師采用對(duì)應(yīng)的資料錄入與上傳軟件，由人工提交數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，兩者在服務(wù)器中均被轉(zhuǎn)換為WITSML 格式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)布與可視化。

大慶錄井2020 年中標(biāo)伊拉克祖拜爾項(xiàng)目以來，甲方KEBL（科威特聯(lián)合能源）油藏部對(duì)錄井?dāng)?shù)據(jù)傳輸及可視化提出了更加嚴(yán)格的要求：按照甲方軟件的格式增加百余項(xiàng)巖性數(shù)據(jù)的上傳工作。不同的甲方因其人工錄入數(shù)據(jù)要求的不同則需要開發(fā)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)錄入和上傳軟件，這就意味如果尋求第三方進(jìn)行軟件開發(fā)，不僅成本高而且效率低；每次尋求第三方得到的都是已開發(fā)軟件，沒有軟件開發(fā)的源代碼，應(yīng)對(duì)甲方反復(fù)的變化與要求則無從下手，無法進(jìn)行軟件上的再次升級(jí)。為此根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況開發(fā)了基于WITSML 格式的大慶錄井巖性數(shù)據(jù)錄入與傳輸軟件，實(shí)現(xiàn)了根據(jù)甲方的格式要求自定義快速上傳巖性數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)，并與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)相結(jié)合兼容可視化應(yīng)用。

1 軟件總體設(shè)計(jì)

為了保證遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性，傳輸軟件需要設(shè)置賬號(hào)、密碼登錄驗(yàn)證，并要求有密碼賬號(hào)的登錄狀態(tài)記住功能。主界面上頂部通過Tool Strip Menu Item 控件設(shè)置傳輸配置、創(chuàng)建新井、數(shù)據(jù)上傳、退出程序等項(xiàng)；通過Progress Bar 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳進(jìn)度條展示；左側(cè)利用Tree View控件顯示井的信息及實(shí)現(xiàn)井的信息及其對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)的刪除等各項(xiàng)功能；右側(cè)利用Data Grig View 和Tab Page 控件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、加載等功能。采用NET程序中可以通過ODP 調(diào)用特性，對(duì)Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作；ODP.NET 里支持在一次調(diào)用里做批量insert 或update功能；利用Array Binding把需要多次調(diào)用的一個(gè)Oracle Command 的一批不同參數(shù)放到多個(gè)數(shù)組里，一起傳給oracle；oracle 根據(jù)定義的Array Bind Count 做一個(gè)循環(huán)來執(zhí)行SQL命令（圖1）。

圖1 軟件總體設(shè)計(jì)圖

2 運(yùn)行環(huán)境與開發(fā)工具

2.1 開發(fā)工具M(jìn)icrosoft Visual Studio 2017（簡(jiǎn)稱：VS2017）

美國(guó)微軟公司開發(fā)的一款基于.NET 框架的IDE（集成開發(fā)環(huán)境）包含項(xiàng)目開發(fā)所需的所有功能，提供了完整的堆棧開發(fā)工具集，支持C#、C++、Python、Visual Basic、Node.js、HTML、JavaScript 等多種主流編程語言，具有編程機(jī)制靈活、訪問數(shù)據(jù)庫(kù)相當(dāng)迅速等特點(diǎn)。

2.2 開發(fā)語言C#

是一種現(xiàn)代的面向?qū)ο笳Z言，可使程序員快速便捷地創(chuàng)建基于Microsoft.NET 平臺(tái)的解決方案。這種框架使C#組件可以方便地轉(zhuǎn)化為XML網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，從而使任何平臺(tái)的應(yīng)用程序都可以通過Internet 調(diào)用它。C#增強(qiáng)了開發(fā)者的效率，同時(shí)也致力于消除編程中可能導(dǎo)致嚴(yán)重結(jié)果的錯(cuò)誤。C#使C/C++程序員可以快速進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)開發(fā)，同時(shí)也保持了開發(fā)者所需要的強(qiáng)大性和靈活性。

2.3 錄井現(xiàn)場(chǎng)本地Access數(shù)據(jù)庫(kù)

是由微軟發(fā)布的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，可以把數(shù)據(jù)庫(kù)引擎的圖形用戶界面和軟件開發(fā)工具完美的結(jié)合在一起。

2.4 項(xiàng)目部營(yíng)地遠(yuǎn)程Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)

是美國(guó)ORACLE公司（甲骨文）提供的以分布式數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的一組軟件產(chǎn)品，是目前使用最為廣泛的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。作為一個(gè)通用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它具有完整的數(shù)據(jù)管理功能；作為一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一個(gè)完備關(guān)系的產(chǎn)品；作為分布式數(shù)據(jù)庫(kù)它實(shí)現(xiàn)了分布式處理功能。

3 軟件功能實(shí)現(xiàn)

3.1 利用IrisSkin4.dll美化軟件界面，增強(qiáng)用戶的視覺感

啟動(dòng)VS2017，創(chuàng)建新項(xiàng)目，選擇Windows窗體應(yīng)用（.NET Framework），命名為Mud logging，選擇保存路徑點(diǎn)擊確定；將新建的Form命名為FrmLogin，設(shè)置為登錄界面。

將IrisSkin4.dll 動(dòng)態(tài)文件導(dǎo)入當(dāng)前項(xiàng)目引用中（建議把IrisSkin4.dll 文件放在當(dāng)前項(xiàng)目inDebug 文件中），然后把IrisSkin4.dll文件添加到VS2017的工具箱，最后把工具箱中新添加的SkinEngine 控件拖到當(dāng)前項(xiàng)目中。

把皮膚目錄中的.ssk文件復(fù)制到當(dāng)前項(xiàng)目inDebug文件中，本次軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)選用DiamondBlue.ssk（圖2）。

圖2 軟件登錄界面展示

3.2 各種控件合理配置及BASE64加解密

將新建的Form 命名為FrmMain，設(shè)置為主界面。其整體布局、主要控件：MenuStrip、ProgressBar、TabControl、DataGridView、TreeView。

創(chuàng)建傳輸配置界面Frm Ser，構(gòu)建4種方法，分別是對(duì)該界面錄入的密碼進(jìn)行Base64加密、Base64解密、保存至XML 文件、加載至界面顯示；在主界面通過點(diǎn)擊ToolStripMenuItem 控件，彈出傳輸配置界面；創(chuàng)建新井錄入界面Frm Well Infor，通過構(gòu)造函數(shù)與委托方式實(shí)現(xiàn)不同界面之間的傳值。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)錄入、保存、調(diào)用

添加Tree View控件，將其命名為：tvwWell，實(shí)現(xiàn)由新井錄入界面向其傳值，并以父子節(jié)點(diǎn)的形式實(shí)現(xiàn)井及其錄入項(xiàng)目名稱的添加、展布、刪除、加載、勾選及雙擊后自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到Tab Page控件上對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目。

利用其After Check屬性，構(gòu)造方法實(shí)現(xiàn)父、子節(jié)點(diǎn)只能勾選一個(gè)。通過Tool Strip Menu Item控件，為鼠標(biāo)右鍵捆綁刪除井功能，實(shí)現(xiàn)在Tree View 中對(duì)井號(hào)及其在本地Access數(shù)據(jù)庫(kù)中的全部數(shù)據(jù)的刪除。勾選和雙擊Tree View 中的子節(jié)點(diǎn)，選擇對(duì)應(yīng)的Tab Page 并加載對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。

向Data Drid View 控件中錄入數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)表格的復(fù)制、粘貼、刪除、數(shù)據(jù)清除等一列功能。巖性百分含量、解釋巖性、碳酸鹽巖數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的三個(gè)Data Drid View 控件分別命名為dgvCutdgvInterdgvCal；實(shí)現(xiàn)Cutting Percentage/Interpreted Lithology/Calcimetry Data 三個(gè)表格從鍵盤錄入功能；通過Cell Mouse Down 屬性和捆綁Tool Strip Menu Item 控件實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)右鍵對(duì)Cutting Percentage/Interpreted Lithology/Calcimetry Data三個(gè)表格復(fù)制、粘貼、剪切、清除、刪除行等一系列操作功能（圖3）。

圖3 數(shù)據(jù)錄入界面展示

通過Tool Strip Menu Item和多線程Thread類（防止耗時(shí)界面假死）把每次新增和修改的數(shù)據(jù)上傳基地Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)。

4 可視化成果及應(yīng)用

本巖性錄入與傳輸軟件是針對(duì)大慶鉆探工程公司祖拜爾項(xiàng)目在伊拉克Block9油田的甲方要求所開發(fā)的全新的數(shù)據(jù)上傳程序，已成功運(yùn)用于伊拉克Block9 油田5支錄井隊(duì)伍。軟件已使用1年多，利用該軟件已在Block9 油田建立起了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與巖性數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)，各方用戶可進(jìn)行實(shí)時(shí)工程數(shù)據(jù)、巖性數(shù)據(jù)的顯示、查詢和分析。該軟件直接產(chǎn)生的傳輸服務(wù)費(fèi)用為單井大包服務(wù)價(jià)格的X%，在祖拜爾項(xiàng)目中年創(chuàng)效XXX萬元。

FH-XX 井是Block9 油田的一口大位移評(píng)價(jià)井，設(shè)計(jì)目的層位Mishrif 組，目的層井斜65°，位移1192.3m，可參考臨井較少。該井在12.25″井眼完鉆后，井底層位：Mishrif 組，巖性：灰?guī)r，井底井斜：65°，井底位移：491.6m。

在起鉆自2992～2842m 時(shí)，遇阻10t，開泵倒劃眼自2840～2779m時(shí)，頂驅(qū)憋停，泵壓突然升高至4291psi,在25～140t活動(dòng)鉆具并施加25～33kN·m扭矩，震擊器下?lián)?次，鉆具未活動(dòng)，發(fā)生卡鉆事故（圖4）。現(xiàn)場(chǎng)工程師立即向項(xiàng)目部匯報(bào)，項(xiàng)目部決定與國(guó)內(nèi)專家立即進(jìn)行視頻會(huì)議討論解卡方案。

圖4 FH-XX井卡鉆事故錄井實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化界面

在視頻會(huì)議上，國(guó)內(nèi)專家通過錄井實(shí)時(shí)可視化曲線以及巖性數(shù)據(jù)可視化界面進(jìn)行分析判斷，卡鉆位置層位：Sadi 組，巖性：泥巖與頁(yè)巖、灰?guī)r互層，井斜：55°，是由于Sadi組頂部的頁(yè)巖剝落導(dǎo)致井下發(fā)生卡鉆事故（圖5）。遂展開決策指揮：繼續(xù)向下活動(dòng)鉆具并緩慢開泵憋壓，經(jīng)過1h的反復(fù)活動(dòng)，最終鉆具解卡。

圖5 FH-XX井卡鉆事故錄井巖性數(shù)據(jù)可視化界面

5 結(jié)束語

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與井場(chǎng)信息采集傳輸技術(shù)的日趨發(fā)展，井場(chǎng)信息傳輸綜合系統(tǒng)平臺(tái)的建立已經(jīng)成為必然要求，它涵蓋了鉆井、錄井、測(cè)井等多專業(yè)信息，集成了井筒與地面信息，在勘探現(xiàn)場(chǎng)與后方基地之間搭建起溝通與決策的橋梁，尤其是在海上以及環(huán)境惡劣的施工區(qū)，傳輸技術(shù)更起著舉足輕重、不可替代的作用與優(yōu)勢(shì)，因此錄井傳輸技術(shù)的應(yīng)用前景一片光明。本軟件作為錄井信息傳輸支持的重要組成部分，同時(shí)也發(fā)揮著極其關(guān)鍵的作用，充分地保障了巖性、碳酸鹽巖、含有物等各種數(shù)據(jù)的快速上傳。另外，它是基于Microsoft Visual Studio 平臺(tái)與C#Winform 開發(fā)出了全新的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)錄入與傳輸軟件，從根本上解決了快速、安全的錄入數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)這一核心的問題，而且為今后面對(duì)各種傳輸要求時(shí)，軟件的升級(jí)與開發(fā)保存了源代碼。由于野外施工普遍網(wǎng)絡(luò)條件較差，不利的客觀條件給數(shù)據(jù)傳輸帶來了一定的困難與挑戰(zhàn)。因此如何在網(wǎng)絡(luò)信號(hào)較差的前提下解決批量數(shù)據(jù)上傳基地服務(wù)器就成為本次攻關(guān)的主要問題。通過采用NET程序中可以通過ODP 調(diào)用特性，對(duì)Oracle 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。ODP.NET 里支持在一次調(diào)用里做批量insert 或update功能。利用Array binding 把需要多次調(diào)用的一個(gè)OralcleCommand 的一批不同參數(shù)放到多個(gè)數(shù)組里，一起傳給oracle，oracle會(huì)根據(jù)定義的ArrayBindCount做一個(gè)循環(huán)來執(zhí)行SQL命令，從根本上解決了快速、安全的錄入數(shù)據(jù)至遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)這一核心的問題。在實(shí)際應(yīng)用中，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)組成可視化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)井場(chǎng)、基地、國(guó)內(nèi)專家、甲方技術(shù)人員無縫對(duì)接，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)異常、調(diào)整工程參數(shù)，從而有效提高工作效率、減少鉆井風(fēng)險(xiǎn)、縮短鉆井周期、節(jié)約鉆井成本，為安全高效鉆井提供了重要技術(shù)支持。