测井数据实时传输与协同工作平台的实现与应用

2011-06-02低渗透油气田勘探开发国家工程实验室长庆油田公司勘探开发研究院何庆兵石玉江

电子世界 2011年10期

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室长庆油田公司勘探开发研究院何庆兵石玉江

马昌旭许庆英

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室长庆油田公司油气工艺研究院古永红

1.引言

随着近几年“数字油田”、“数字盆地”、“数字油藏”和油田公司关于“数字化前端、中端、后端”等概念的提出和发展，油田的数字化建设取的了飞速发展。测井数据作为数字化油气藏重要的数据之一，具有信息量大、专业性强、对数据的操作过程复杂等特点，以往单纯依靠数据收集、整理与录入等管理方式给快速应用测井数据造成了很多不便，测井业务流与数据流没有实现统一结合。随着油气田规模建设不断发展，测井数据量呈TB级增长，需要不断通过收集、整理与入库等环节最终用户才能使用数据，因此经常会出现数据时效性、完整性、规范性不能满足科研生产工作需求，同银行、电信、金融等领域数字化建设比较，测井数据管理信息系统并没发挥出其最大实时性。同时因勘探地域辽阔、交通不便等不利因素的影响，使基地难于及时掌握现场的测井动态，当现场出现异常情况时，需派专业人员赶赴井场，由于井场与基地间路途遥远，很难及时到达，不但消耗了大量的人力、物力和财力，而且还可能延误处理异常情况的宝贵时间。本文阐述建立一套贯穿油田公司数字化前端、中端、后端的测井数据实时传输与协同工作平台，使地质、测井、油藏、压裂、工艺专家和管理人员能够实时了解井场测井信息，缩短数据传输时间，提高测井业务效率，达到测井资料快捷处理、解释与应用的目标。

2.国内外现状

测井数据实时传输系统是当今测井行业进行信息化建设的重要标志，它以数据库、通讯和计算机技术为支撑，集成了测井现场数据采集、压缩、加密、传输、接收、储存、发布、查询、下载和绘图等功能，实现了测井资料开放式共享，解决了测井资料的实时应用问题，提升了测井资料的应用价值，该项技术已成为当前测井技术领域的重要研究课题，也是测井装备技术进步的一个重要标志[1]。国外的石油服务公司为提高测井作业服务，在8O年代就建立了测井数据实时传输系统，通过实时远程传输，把井场测井动态数据实时传送回基地，实现了现场与基地间的双向联络和数据共享。

国内石油公司则在2O世纪末相继开始研究应用远程传输技术。由于石油天然气钻探开发区域的扩大，使现场测井数据的及时获取变得十分困难，同时为了加强对现场测井作业施工的监控和指导，降低作业成本，提高对安全和环境的管理，许多油田已将测井数据远程传输纳入到数字化油田的整体规划中，要求现场实时采集数据能够远程传输到数据中心，并与油田公司的测井数据库系统相联接[2]。

图1

3.系统分析

3.1 业务分析

传统的测井数据库建设模式是以数据为核心，通过专业的数据录入软件和人力实现测井数据的收集、整理与入库。这种数据管理方式对简单、单一的数据能够实现有效管理，但随着数据的规模、格式、种类逐年增加和变化时，需要不断增加人力资源对数据进行维护和管理，最后的应用效果却是有时查询不到需要的数据，数据的实时性、完整性无法得到很好的保证。如图1为目前油田公司测井数据库建设流程图。

测井公司解释中心把处理解释过的成果数据和电子蓝图通过研究院的测井数据远程传输系统上传到文件服务器上，研究院把二次精细解释的测井有效厚度数据及“四性”关系图件上传到文件服务器上，数据录入人员下载整理后通过录入软件加载到测井数据库中，整理工作主要有数据格式转换、文件命名统一规范，最后油田公司各单位用户通过WEB方式查询、下载测井数据。传统的数据库建设方式以被动的数据收集、录入为主，没有和测井业务结合起来，数据录入人员不能及时了解测井作业状态和测井项目，因此测井公司上传什么数据就录入什么数据，无法从源头各应用单位，形成一个闭合环路，其中测井小队、处理解释中心是上传数据的主体，项目组、科研生产单位是应用数据的主体。通过平台实现测井业务流与数据流结合，实现从源头上能够实时了解每口井作业状态和数据录入情况。如图2为测井业务流与数据流图。

图2

图3

表1

3.2 传输方式

系统提供了2种传输方式，实时数据传输和即时数据传输，根据实际情况（如施工的重要程度）选择合适的传输方式。实时数据传输是通过直接读取仪器实时采集的数据后，在将其转换成标准数据的同时把数据传回数据中心，使数据中心几乎与现场在同一时间内获得详尽的现场数据和信息，实时传输可用于重点井和特殊工艺井数据传输。即时数据传输是指将现场标准化数据自动提取并进行加密、压缩后以文件的形式传回数据中心，测井数据文件在打包传输的过程中，系统自动进行数据的提取、加密和压缩，并保证每次传输的数据都是最新的。

中油测井公司从2OO7年开始，分别使用了GPRS、CDMA、3G和卫星进行了测井实时传输，各传输方式对比如表1所示。

通过对各种通讯方式的实际运行效果进行对比分析，卫星通讯方式能覆盖油田所有区域，从传输成本、安装维护等方面考虑，选用少量卫星通讯设备作为特殊配置，以满足重点井、特殊工艺井的实时传输业务。3G通讯方式具有成本低廉、便携和移动等优点，在县城及周边区域具有良好覆盖，因此选用3G作为每个测井小队的基本配置，用于即时数据传输。改造和升级油田数字化网络系统，在满足条件的开发井场，优先使用油田局域网进行测井数据的实时与即时数据传输。上保证录入数据的实时性和完整性。

针对以上问题，新建的测井数据实时传输与协同工作平台强调测井业务流与数据流结合，平台的开发建设要体现业务驱动数据、数据为业务服务、业务流与数据流相统一的原则。测井业务流的顺序是油田公司各产能建设项目组测井管理岗下达测井任务单，测井公司项目部管理岗补充任务单并安排测井小队野外施工，测井小队技术岗填写施工信息并上传原始数据，测井公司解释中心和研究院填写处理解释信息并上传成果数据，最终成果数据到达

4.系统构成

4.1 系统架构

测井数据实时传输与协同工作平台系统架构如图所示，从图3中可以看出，该系统采用了3层服务体系，由数据传输、数据管理和专业应用等三层组成。底层数据传输层以测井作业链为核心，由3G无线网络、卫星和油田公司数字化网络系统作为硬件传输链路。数据管理层主要对测井作业链数据流进行组织和维护，由测井数据实时数据库和归档数据库组成。最上层的专业应用层由9个功能模块组成，为用户提供快速解释和专业化应用。

4.2 功能模块

测井数据实时传输与协同工作平台以WEB集成界面方式提供测井作业链、测井动态、实时监控、质量管理、快速解释、风险提示、测井报表、协同工作、数据归档、系统管理等十个功能模块。

提供测井数据的查询、下载、远程绘图等服务，提供测井产能预测（支持向量机）、测井资料快速解释和应用功能，提供按日期、井名、井别、项目组等多种查询功能。

4.2.6 风险提示

4.2.1 测井作业链

实现测井作业流程管理，在软件层面上实现本文3.1的业务流程。测井作业链界面如图4所示。

4.2.2 测井动态

测井动态模块显示项目组、井号、井别、施工类型、作业状态、测井小队、要求到井时间、测井开始时间、测井结束时间、原始数据上传时间、成果提交时间等信息，并提供按项目组、井号、施工类型、作业状态等查询功能。测井作业状态包含预告、待测、正测、遇阻、遇卡、完测、等解释、已解释8种状态。

该功能提供地质风险信息显示功能，按井号动态显示地质风险提示信息，提供按日期、井名、井别、项目组等多种查询功能。地质风险信息分为4级，主力油层缺失为1级风险，产能评价为3类井为2级风险，测井界限层为3级风险，目的层固井质量不合格为4级风险。

4.2.7 测井报表

测井报表模块包括测井生产日报、特殊测井项目日报表、测井监督日报表、周报表、月报表、测井工作量统计表、测井采集质量情况统计表、测井解释报表、测井结算报表、测井工作量统计综合报表等。

4.2.8 协同工作

4.2.3 实时监控

对在测井的作业进行远程实时监控，实现测井小队现场实时采集数据的实时加密、传输、接收、解编和图形可视化显示，能够为数字化中端（数字化生产指挥中心）、后端（数字化油气藏研究中心）提供数据传输通道，提供测井曲线数据实时滚动显示。数据传输内容包括井场的测井数据、语音和视频信息，提供按日期、井名、井别、项目组等多种查询功能。

实现测井人员、监理人员、解释人员、地质人员之间的即时文字、音视频交流，实现业务交流、信息共享、远程技术支持，达到协同工作。

4.2.9 数据归档

4.2.4 质量管理

对传输到测井实时数据库中的正式数据向测井归档数据库系统自动迁移，测井归档数据库系统按照测井项目建立常规测井、特殊测井、生产测井、固井质量测井等迁移目录，每个项目下分别设置施工和评价子目录，分别迁移原始与成果数据。

实现测井施工作业、处理解释、精细解释等各业务流程的动态质量管理，提供测井监督意见报表，实现按日期、井名、井别、项目组等多种查询功能。

4.2.1O 系统管理

4.2.5 快速解释

提供用户管理、权限分配、信息安全、数据库字典维护等功能。字典管理内容包括：项目组、钻井队、测井公司、测井项目部、井别、施工类型、井型、测井项目、用户、角色权限等。

图4

5.应用效果

5.1 应用于生产指挥和决策

在实时测井过程中，测井监督、作业管理和决策人员根据实时测井信息进行网络化分析和决策，并通过协同工作平台及时将指挥和决策信息反馈到现场。对于勘探开发科研生产人员，每天只需打开平台就可以了解现场测井数据，查看每口井测井曲线剖面图[3]。测井专家可同时对多个测井小队进行实时监控和技术服务，把他们的知识、经验和制定的技术方案实时传送到现场。因为不需要到现场就可以了解现场作业情况，从而提高了作业质量控制能力和时效，同时减少了作业过程中交通费用。

5.2 应用于油田区块综合研究

利用测井数据实时传输与协同工作平台可实现多井资料对比，将多口井的测井数据进行在线对比，实现区块的综合评价[4]。某测井小队在测井过程中，测至某深度时，实时测井显示未见到设计的砂层的出现，生产管理人员根据现场传回的测井曲线数据并与邻井对比，推断目的层位，提高决策工作效率。

5.3 应用于特殊工艺井

当处理特殊测井作业时，基地人员利用实时测井数据可以迅速的了解现场情况，对现场作业出现的各种异常情况进行科学分析，并将分析结果和建议快速的反馈给现场决策和作业人员，为现场提供高效的技术支持。

5.4 应用于基础工作

每一个测井作业完成后，现场将井场测井数据即时传输到数据中心，测井处理解释人员从网上下载原始数据，就可以立即在处理解释中心进行资料处理和解释，同样把成果数据上输到数据中心，及时发布给科研生产单位使用，以便快速、准确的做出决策并指导现场生产，而不必像以前那样要等到测井小队返回项目部基地后再进行资料处理，从而整体提高了测井资料处理的时效，缩短数据获取周期，甚至可以达到几乎和现场同步的水平，大大提高了数据的准确性和及时性，提高生产效率。同时也把井场资料验收人员从艰苦的井场环境中解放出来。

系统在设计过程中充分考虑了未来扩展和用户不同的需要，不同的用户可以依据自己的使用习惯对需要观察的数据项、刻度、单位等进行模板化定制。测井数据实时传输与协同工作平台针对现场作业的各个环节、技术服务手段予以设计，如随钻测井数据资料、试油试采数据资料等，都可在远程传输系统中设有单独的模块传输，以实现井场的所有信息的应用和管理[5]。