劉榮虎，於傳仁，楊寶平

(中國石油集團(tuán)測井有限公司國際公司 北京 100101)

0 引 言

過套管電阻率測井(簡稱ECOS)技術(shù)是一種成熟的剩余油飽和度評價(jià)方法，與裸眼井電阻率測井匹配性好，可評價(jià)中高含水期開發(fā)井中的油層水淹程度[1-3]。從探測原理上說，過套管電阻率測井探測深度較大，有更寬的動態(tài)使用范圍，比傳統(tǒng)的C/O和中子壽命測井更有優(yōu)勢[4]。南蘇丹某油田基本處于開發(fā)中后期，水淹嚴(yán)重，剩余油分布不清。自引進(jìn)過套管電阻率測井技術(shù)以來，根據(jù)資料解釋制定了相應(yīng)的修井措施，控水增油效果顯著，此技術(shù)在該油田取得了良好的應(yīng)用效果[5]。過套管電阻率測井采用單點(diǎn)測量方式(0.5 m/點(diǎn)，薄互層可適當(dāng)加密0.35 m/點(diǎn))獲取電阻率數(shù)值資料，百米的測量段涉及的測量點(diǎn)至少在200個(gè)以上。每次測量之前都需要手動操作軟件，對井下測量電極進(jìn)行打壓，使測量電極探針刺透套管壁污物接觸套管本身；測量結(jié)束后再手動操作軟件，釋放液壓系統(tǒng)中的壓力，換到新的深度點(diǎn)，繼續(xù)測量[6]。受限于井況或儀器自身的原因，在進(jìn)行ECOS測井過程時(shí)，每一個(gè)測量點(diǎn)需要進(jìn)行多次數(shù)據(jù)采集，同時(shí)每次都需要人工參考裸眼井電阻率資料進(jìn)行對比分析，對明顯的噪聲點(diǎn)和異常點(diǎn)進(jìn)行剔除，以確保采集的數(shù)據(jù)真實(shí)有效。測井過程中涉及人的工作量較大，其中數(shù)據(jù)的有效性分析占用了現(xiàn)場操作工程師很大一部分精力，不僅降低作業(yè)效率而且存在人為判斷失誤的情況，也使得測井作業(yè)存在一定的工程風(fēng)險(xiǎn)。因此有必要開發(fā)一款適用于過套管電阻測井現(xiàn)場作業(yè)使用的測井質(zhì)量監(jiān)控軟件，以便提高數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量和作業(yè)效率，降低工程師工作強(qiáng)度，使工程師專注于設(shè)備操作和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制，從而高效高質(zhì)量地完成施工作業(yè)。

1 軟件架構(gòu)

ECOS測井質(zhì)量監(jiān)控軟件主要包括3個(gè)模塊：數(shù)據(jù)讀取模塊、軟件界面及后臺開發(fā)模塊和輔助功能開發(fā)模塊，如圖1所示。

數(shù)據(jù)讀取模塊主要包括裸眼井SLAM資料、套管井CBL資料以及ECOS實(shí)時(shí)測井DBF文件數(shù)據(jù)讀取模塊。SLAM和CBL資料，根據(jù)文件類型分為XTF文件和LAS文件。ECOS測井?dāng)?shù)據(jù)為DBF文件。DBF文件在讀取時(shí)必須安全可靠，不能和ECOS作業(yè)軟件之間存在文件讀取沖突，以免造成測井?dāng)?shù)據(jù)丟失。

軟件界面及后臺開發(fā)模塊包括系統(tǒng)配置、圖頭顯示界面和曲線顯示界面的開發(fā)及后臺數(shù)據(jù)處理。系統(tǒng)配置文件存儲了各種曲線的顏色、類型、顯示道以及是否顯示等信息，可以通過圖形界面對其進(jìn)行修改和存儲。圖頭顯示界面根據(jù)系統(tǒng)配置文件提供的參數(shù)，在對應(yīng)的曲線道顯示相應(yīng)曲線圖頭信息。曲線顯示界面根據(jù)圖頭顯示界面提供的參數(shù)，及時(shí)刷新和顯示對應(yīng)的曲線。

輔助功能開發(fā)模塊包括畫筆功能、手動添加CCL、添加推薦測量方案、添加射孔段、ECOS異常點(diǎn)是否顯示以及圖形界面保存為PDF文件等功能。這些功能都是針對ECOS作業(yè)的特殊性而開發(fā)的，大多用于測井作業(yè)前的準(zhǔn)備工作?？筛鶕?jù)井名進(jìn)行文件保存，后續(xù)再打開同一口井時(shí)，這些輔助信息就會自動加載顯示，提高了工作效率。

2 功能模塊實(shí)現(xiàn)

軟件使用Netbeans IDE為開發(fā)平臺，以Java語言為基礎(chǔ)[7]，根據(jù)軟件架構(gòu)，設(shè)計(jì)軟件開發(fā)框圖如圖2所示，通過完成各個(gè)模塊的功能，最終實(shí)現(xiàn)了軟件的整體開發(fā)。

圖2 軟件開發(fā)框圖

2.1 數(shù)據(jù)讀取模塊

2.1.1 XTF文件讀取

XTF文件記錄格式是Baker Atlas公司ECLIPS 5700數(shù)控測井系統(tǒng)所使用的格式。XTF文件格式由標(biāo)題塊和數(shù)據(jù)塊兩大部分組成，最小的組成單元是記錄，每個(gè)記錄的長度均為4 096字節(jié)，標(biāo)題塊包括8個(gè)記錄，數(shù)據(jù)塊包含的記錄個(gè)數(shù)由曲線的深度范圍來定[8]。

XTF 文件的標(biāo)題塊用于記錄公司名、井名、曲線名、井場信息、測井曲線特性信息(如曲線數(shù)、曲線名、采樣間隔，起始和結(jié)束深度等),分布于文件的前 8 個(gè)記錄中，占 32 768 字節(jié)。8個(gè)標(biāo)題記錄中最重要的是第4個(gè)標(biāo)題記錄，其中詳細(xì)記錄了每條曲線數(shù)據(jù)塊在XTF文件中存放的起始位置(如果起始位置為n，按字節(jié)讀取的具體起始位置為：n*4 096)和采樣點(diǎn)數(shù)，再加上數(shù)據(jù)類型即可計(jì)算出曲線在文件中存放的結(jié)束位置。

XTF的數(shù)據(jù)塊緊跟在標(biāo)題塊之后，數(shù)據(jù)塊用于存放測井?dāng)?shù)據(jù)，一個(gè)數(shù)據(jù)塊對應(yīng)一條曲線數(shù)據(jù)。每條曲線數(shù)據(jù)塊都包括兩部分，曲線頭記錄(4 096字節(jié))和數(shù)據(jù)記錄。曲線頭記錄的是每條曲線的標(biāo)題信息，包括曲線名、起始和結(jié)束深度、采樣率等信息，部分內(nèi)容與標(biāo)題塊中的內(nèi)容相同。數(shù)據(jù)記錄中存放曲線數(shù)據(jù)，如果曲線數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)不是4 096的整數(shù)倍，那么不夠4 096的部分用0或者其他缺省值補(bǔ)齊[9]。

通過分析XTF文件格式，以字節(jié)為單位讀取XTF文件，以曲線Curve為對象，將數(shù)據(jù)塊按照不同曲線存入Curve數(shù)組，實(shí)現(xiàn)XTF文件標(biāo)題塊和數(shù)據(jù)塊的提取和分離。

2.1.2 LAS文件讀取

LAS(Log ASCII Standard)測井?dāng)?shù)據(jù)格式是1990年由加拿大測井協(xié)會制定的一種標(biāo)準(zhǔn)的測井?dāng)?shù)據(jù)格式。LAS 測井文件標(biāo)準(zhǔn)格式包括:文件來源和版本信息，以“～Version”為標(biāo)識; 井信息，以“～Well”為標(biāo)識，包括起始點(diǎn)位置、終止點(diǎn)位置、時(shí)間、無效值說明等; 曲線信息，以“～Curve”為標(biāo)識，記錄曲線名稱和單位等信息; ASCII段數(shù)據(jù)，以“～Ascii”位表示(或“～A”)，記錄了每一條數(shù)據(jù)。掌握標(biāo)準(zhǔn)測井文件數(shù)據(jù)格式后就可以對文件進(jìn)行讀取、剔除無效值、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等工作[10]。

LAS文件的讀取分為標(biāo)題塊和數(shù)據(jù)塊，使用不同的標(biāo)識符作為起始標(biāo)記，以“行”為存儲單元。標(biāo)題塊記錄了版本信息、井信息和曲線信息，其中最重要的是曲線信息。曲線信息中曲線名稱的順序，決定了其在數(shù)據(jù)塊中的存放順序。數(shù)據(jù)塊以“～A”為起始標(biāo)識，按照采樣間隔，逐行存儲了每一深度的測井?dāng)?shù)據(jù)。測井?dāng)?shù)據(jù)按照曲線信息中的順序，以空格分隔符，逐一存儲。

通過分析LAS文件格式，以標(biāo)識符作為起始標(biāo)記，以“行”為單位讀取LAS文件，將標(biāo)題塊和數(shù)據(jù)塊分開，曲線數(shù)據(jù)存入Curve數(shù)組。

2.1.3 DBF文件讀取

DBF文件是一種早期比較流行的數(shù)據(jù)庫文件，隨著新技術(shù)的迭代升級，這種數(shù)據(jù)庫文件已經(jīng)逐漸被淘汰，目前只能通過對“*.dbf”數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析才能讀寫DBF數(shù)據(jù)庫文件[11]。DBF數(shù)據(jù)庫文件分為兩大部分，分別是表頭區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。

第一部分表頭區(qū)又分為文件相關(guān)信息和字段信息兩部分。文件相關(guān)信息占用前32個(gè)字節(jié)，記錄了 DBF數(shù)據(jù)庫文件的版本信息，字段的個(gè)數(shù)(列數(shù))等信息。字段信息從第32個(gè)字節(jié)開始，每個(gè)字段信息占用32個(gè)字節(jié)。字段信息存儲了字段的名稱、數(shù)據(jù)類型、長度等信息。

第二部分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。表頭記錄中的第8到第9個(gè)字節(jié)指示數(shù)據(jù)區(qū)中數(shù)據(jù)的起始位置。數(shù)據(jù)區(qū)每條記錄的第一個(gè)字節(jié)為刪除標(biāo)記，如果此字節(jié)為ASCII的0x20(空格)，則該記錄沒有刪除標(biāo)記；如果此字節(jié)為0x2A(‘*’), 則該記錄有刪除標(biāo)記[12]。在刪除標(biāo)記之后是字段記錄中所命名各字段的數(shù)據(jù)，各記錄均為定長格式，以ASCII碼方式按字段順序存放。

通過分析DBF文件結(jié)構(gòu)，以字節(jié)為單位讀取DBF文件，將表頭信息存入DBFHead類，再將數(shù)據(jù)記錄逐條存入DBFRecord類。程序通過調(diào)用DBFRecord數(shù)組，實(shí)現(xiàn)對ECOS測井?dāng)?shù)據(jù)的訪問。

2.2 軟件界面及后臺開發(fā)

單獨(dú)新建了一個(gè)系統(tǒng)配置文件(XTFProperties.properties)，用來存儲一些系統(tǒng)信息和曲線的配置信息，例如顏色、類型和是否顯示等一些基本設(shè)置。通過提供可選擇的操作界面，來實(shí)現(xiàn)對配置文件的修改，如圖3(a)所示。如果配置文件損壞，軟件提供了初始化功能，可以自動將配置文件恢復(fù)到原始設(shè)置。

圖3 軟件系統(tǒng)配置界面

圖頭如圖3(b)所示，可分為3個(gè)區(qū)域：裸眼井曲線圖頭、CBL曲線圖頭和ECOS數(shù)據(jù)圖頭。

圖頭面板監(jiān)聽鼠標(biāo)響應(yīng)事件，拖動曲線也可以修改曲線的顯示道；雙擊曲線，可修改本顯示道內(nèi)所有的曲線，如圖3(c)所示，點(diǎn)擊保存后自動修改系統(tǒng)配置文件。

為了便于ECOS作業(yè)，特意放大電阻率顯示道，以便查看。曲線面板監(jiān)聽鼠標(biāo)響應(yīng)事件，當(dāng)鼠標(biāo)經(jīng)過曲線時(shí)，自動顯示此深度的曲線信息，方便閱讀，如圖3(d)所示。加載CBL曲線后，不但裸眼井GR和套管井GR曲線可以進(jìn)行深度校正，而且CBL的CCL曲線和ECOS的R CASE點(diǎn)也能起到深度校正的作用。

曲線面板監(jiān)聽鍵盤響應(yīng)事件，當(dāng)需要更新數(shù)據(jù)時(shí)，敲擊空格鍵即可自動更新ECOS數(shù)據(jù)。更新完成后，立刻釋放DBF文件，避免文件讀取沖突，造成測井?dāng)?shù)據(jù)丟失。

2.3 輔助功能開發(fā)

針對ECOS作業(yè)的特殊性，專門開發(fā)了一些輔助功能，如圖4所示。在曲線顯示界面單擊鼠標(biāo)右鍵后彈出菜單，編輯完成后，在菜單欄選擇“保存本井批注”，系統(tǒng)會以井名為關(guān)鍵字，將所有編輯內(nèi)容進(jìn)行保存，以后再打開這口井裸眼井資料，批注便會自動顯示。如果不再需要，也可以將其刪除。

圖4 輔助功能簡介

畫筆功能將鼠標(biāo)變成畫筆，可以做一些簡單的標(biāo)識。比如進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，可以標(biāo)注出GR儀器的校深范圍或者ECOS儀器的刻度范圍等，如圖5(a)所示。

圖5 輔助功能展示

CCL曲線在ECOS作業(yè)過程中，屬于一個(gè)比較重要的參考曲線。CCL曲線和ECOS作業(yè)的R CASE測量點(diǎn)，有明確的對應(yīng)關(guān)系，相互之間可以進(jìn)行深度校準(zhǔn)。如果甲方提供的CBL資料是圖片格式系統(tǒng)無法加裝，就需要根據(jù)深度進(jìn)行手動添加，如圖5(b)所示。

推薦測量方案是在選擇的電阻率曲線上，以不同的采樣間隔，在一段深度范圍內(nèi)進(jìn)行測量展示的功能可以在進(jìn)行作業(yè)設(shè)計(jì)或向他人演示時(shí)使用，如圖5(c)所示。

測量段標(biāo)識可以根據(jù)甲方對層位的需求情況，對重要層位進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，提前標(biāo)注，避免疏漏，如圖5(d)所示。

添加射孔段可以根據(jù)甲方提供的作業(yè)設(shè)計(jì)，將已射孔層位，手動添加到圖上，作業(yè)的時(shí)候方便查看，如圖5(e)所示。

ECOS作業(yè)過程中，由于井下儀器或地面面板的原因，偶爾會出現(xiàn)一些異常點(diǎn)。將異常點(diǎn)設(shè)置為不同顏色，軟件會根據(jù)測量點(diǎn)的相關(guān)電流值進(jìn)行計(jì)算，如果發(fā)現(xiàn)異常會將其顯示出來，如圖5(f)所示，提醒工程師此點(diǎn)異常需要重測。也可以選擇不顯示異常點(diǎn)。

軟件可以將當(dāng)前圖形界面(包括圖頭顯示界面、曲線顯示界面、批注圖形和ECOS測量數(shù)據(jù)等)保存為PDF文件，以方便向其它用戶展示。

3 軟件應(yīng)用實(shí)例

得益于Java語言的平臺可移植性，本軟件在Windows和MAC系統(tǒng)下均能正常運(yùn)行。自過套管電阻率測井質(zhì)量監(jiān)控軟件開發(fā)以來，在南蘇丹和蘇丹應(yīng)用已超過30口井次測井作業(yè)。通過應(yīng)用該軟件，使得現(xiàn)場工程師能夠更加高質(zhì)量高效率地完成ECOS測井作業(yè)，展現(xiàn)了良好應(yīng)用價(jià)值。

3.1 軟件在新井作業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例

圖6為過套管電阻率測井質(zhì)量監(jiān)控軟件在該井作業(yè)中的應(yīng)用。軟件上不僅清楚地顯示出過套管電阻率測井結(jié)果以及趨勢，而且說明了ECOS測井?dāng)?shù)據(jù)與裸眼井深側(cè)向曲線變化趨勢一致性良好，較好地驗(yàn)證了ECOS測井的可靠性。

圖6 FS-XX井ECOS測井軟件應(yīng)用

FS-XX是一口沒有射孔的新井。為了驗(yàn)證ECOS測井?dāng)?shù)據(jù)的可靠性性，本井剛固完井后，在鉆井液侵入仍然存在(即和裸眼井的鉆井液入侵條件基本相同)的情況下進(jìn)行了ECOS測井作業(yè)。

3.2 軟件在老井作業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例

YQ-XX井為一口老井，該井產(chǎn)液量下降，且產(chǎn)液含水率較高，進(jìn)行ECOS測井的目的是評價(jià)該井產(chǎn)層水淹和剩余油情況。圖7為過套管電阻率測井質(zhì)量監(jiān)控軟件在該井作業(yè)中的應(yīng)用，本井生產(chǎn)段為2 423～2 432 m(綠色標(biāo)識段為已射孔層位，紅色標(biāo)識段為未射孔層位)。軟件清晰地顯示了測量結(jié)果，產(chǎn)層的電阻率值呈現(xiàn)大幅度下降，表明該層已經(jīng)水淹嚴(yán)重，與當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)據(jù)一致。

圖7 YQ-XX井ECOS測井軟件應(yīng)用

4 結(jié) 論

1)過套管電阻率測井質(zhì)量監(jiān)控軟件將ECOS測井資料進(jìn)行實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換和處理，將單點(diǎn)測量的數(shù)據(jù)顯示在測井圖上，實(shí)現(xiàn)了在同一個(gè)界面上將其與裸眼井資料對比分析，幫助工程師快速發(fā)現(xiàn)和剔除異常點(diǎn)，保證了ECOS測井?dāng)?shù)據(jù)真實(shí)可靠，提高了數(shù)據(jù)采集的質(zhì)量。

2)對于具體某一點(diǎn)的測量，利用過套管電阻率測井質(zhì)量監(jiān)控軟件能夠很快確認(rèn)所采集的數(shù)據(jù)是否已滿足要求，減少了現(xiàn)場工程師不必要的儀器操作測量次數(shù)，降低了工程師的工作強(qiáng)度，提高了測井施工的效率。

3)軟件交互界面良好，不但滿足ECOS作業(yè)基本需求，而且開發(fā)了一套輔助工具，增強(qiáng)了軟件的實(shí)用性。

4)現(xiàn)場工程師根據(jù)軟件顯示的數(shù)據(jù)可快速直觀地判斷當(dāng)前產(chǎn)層的水淹情況，對剩余油分布情況進(jìn)行初步評價(jià)，展現(xiàn)了軟件良好的應(yīng)用價(jià)值。