VSP測井數據庫系統的分析與設計

姜元剛 徐群洲

[摘 要] 在油氣勘探新區尋找油氣資源和對老油田進行深入解剖工作中，總也離不開一項重要技術——VSP測井技術。由于VSP資料的采集、處理、解釋分別由不同承包商的資料處理人員來完成，他們之間缺乏統一的工作規范和要求，以至于VSP測井解釋用戶很難準確標定地質層位，完成精確的地質構造解釋。本文以集VSP野外采集、資料處理、標定對比等諸多功能于一體的VSP數據庫系統的研究與開發為基礎，從VSP測井數據管理的需求分析，VSP測井數據庫系統的實現方法和架構設計等方面進行了詳細的闡述。

[關鍵詞] VSP；測井數據；標定對比；數據庫

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 17. 027

[中圖分類號] TP311.13 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）17- 0046- 03

0 引 言

依據地震勘探實際工作的需要，針對垂直地震剖面（VSP）資料的現狀以及存在的問題進行了多次充分的分析和論證，我們認為有理由研發一套集VSP數據處理方法研究與應用于一體的專業數據庫系統，擺脫落后局面，目的是利用專業數據庫，在VSP測井基礎數據加載完成后，就可以建立各井下的處理解釋環節，對解決一口井存在多次處理解釋的情況，本系統建立了項目管理的概念（處理解釋項目），可加載該處理解釋下的地質分層與 VSP 層位標定數據、縱/橫波速度數據、綜合時深速度數據及其下的文檔資料等，然后建立相應的成果類型（又稱觀測系統），關聯該類型的成果剖面、成果圖件等數據。數據加載完成后，需要對這些數據進行分析與質量檢查。數據庫系統主要提供數據表、數據曲線繪制、剖面顯示等方式分析與監控，以確保數據的正確性與合理性。本文研究內容是有關VSP數據所有信息如何有效地關聯起來，使其在地震解釋標定計算中得以充分利用，從而有效地解決以往VSP數據沒有集中管理和計算工具落后產生的一些難題。

1 VSP測井數據管理的需求分析

從20世紀80年代初引進、開發、應用VSP技術至今，各油田均形成了適合各區地震地質特點的VSP工作方法。盡管VSP資料處理已經由人工解釋發展到了人機交互處理解釋，提高了精度和效率，但油田VSP技術應用依舊沒有達到理想的效果。存在的主要問題是：地震勘探VSP原始及成果數據格式雜亂，一直未形成統一的標準，各地震施工單位和地震處理單位仍然沿用各自的習慣向油田提交數據，甚至有承包商不提交電子文檔。這種落后的信息管理局面嚴重影響了數據的交換和再應用，也阻礙著油田石油勘探技術進步和信息化的進程。

VSP測井作為一種常規的地球物理探測方法，在油田油氣勘探開發工程中起著重要的作用。垂直地震剖面資料采集、處理和解釋數據庫研究主要是針對企業生產中存在的流水作業弊端，每一道工作程序由不同單位的不同人員來完成，相互之間缺乏統一和規范化的工作目的和工作目標。導致終端解釋用戶無法準確標定地質層位，更無法進行詳細的地質構造解釋[1]。

在多年的地震勘探實踐中，各油田保存了大量的原始數據及成果數據。其中大部分以3490E存儲帶的形式保存在磁帶庫中；此外，還以紙質和電子文檔形式保存了大量的VSP施工設計、完井報告、成果報告等資料。各種介質的資料需要通過繁瑣的手續進行提取和借閱，大量的時間和人力耗費在資料的獲取而不是資料的研究上。

2 VSP測井數據庫系統實現方法

以新疆油田公司為例。公司2005年開發了地震工程數據庫，主要完成地震勘探數據的采集、處理，解釋數據的管理等。但無法進行地層標定與地質構造解釋。無論是高分辨率勘探還是精細的巖性勘探，VSP測井資料都是地震處理資料與鉆井實測資料標定的標準。因此，開發一套VSP數據庫系統，實現VSP數據的集中式數據庫管理，提高VSP數據管理水平與應用效率，具有較高的生產應用價值。

VSP測井數據庫為地震工程數據庫擴展的子庫，因記錄格式繁多、技術信息較多，與目前地震工程數據庫中有關VSP信息不能直接替換，所以地震工程數據庫中的VSP信息被視為用戶應用數據。此外，VSP測井數據庫必須支持多次處理、解釋成果等要素，需要同時保留。VSP數據庫需要具備以下功能：

（1）VSP數據能關聯存儲。VSP原始采集數據、處理成果數據、解釋應用數據的自然分類和空間關系結合地震工程技術應用，需要設計出合理的數據平臺，實現各技術環節各部門的基于網絡的數據共享。

（2）VSP數據必須以探區為中心進行交換和分發。實現VSP原始采集數據、處理成果數據、解釋應用數據等的網上傳輸與統一分發，直接為地震處理系統、靜校正處理系統、地震速度庫系統、解釋系統等提供全面準確的數據。

（3）推動數據的標準化工作。通過VSP數據庫系統的實施，在工程設計、地震采集、數據處理、資料解釋和工程技術管理等環節和相應的軟件系統間，實現數據交換的規范化與標準化處理，保證各環節的有效銜接。

（4）提高工作效率和質量，簡化操作。主要在地震工程數據平臺基礎上進行擴充，增加VSP數據存儲內容，完善數據存儲形式和權限管理機制，并在此基礎上開發針對基礎數據和地震數據的各種應用。

3 VSP測井系統架構設計

3.1 體系結構

該系統是地球物理算法實現的平臺，系統結構的合理性是系統研發成敗的關鍵。系統主要分為4層：數據庫管理層、數據存取層、數據管理層、用戶接口層（如圖1所示）。

用戶接口層：用戶界面主要提供業務邏輯功能與用戶交互的框架，是系統的直接表示。

數據管理層：主要提供數據管理與應用的各方面邏輯功能，如數據加載、圖形應用、安全管理等。

數據存取層：主要在數據應用層與數據庫管理平臺之間提供一個數據透明訪問與存儲的數據服務層。

數據庫管理層：主要采用SQL Server 2000管理系統進行數據的物理存取與維護。

3.2 系統功能結構

VSP測井數據庫系統分為3個部分：數據表現、計算和輸入輸出。

數據表現：承擔顯示原始數據、計算結果，提供計算流程和參數控制責任，并能做圖形顯示與分析。

計算：負責對原始數據進行相關算法的運算，主要包括數據濾波、動平衡、基準面轉換、時深尺制作、橋式標定等。

輸入輸出：讀取規范的SEG-Y格式的地震數據、文本文件、數據庫數據；處理結果數據的保存和讀取、數據的轉換與導出等。

3.3 基礎數據庫

基礎數據庫是系統功能實現所依賴的基礎數據源，必須包括VSP采集的原始數據、處理成果以及解釋應用過程中產生的一些中間結果，還應包括井基礎數據庫、采集原始資料庫、處理成果數據庫、測井曲線數據庫、巖性錄井數據庫、基準面數據庫、替換速度數據庫、文檔數據庫8個子庫[2]。主要數據的分類關系見表1。

3.4 系統的工作流程

本系統主要為VSP數據提供統一管理、統一應用，使 VSP成為銜接地震與地質的有力橋梁。系統主要分為數據存儲與管理、數據應用兩大方面。系統在操作流程的設計上力圖簡單、方便，其主要操作流程如圖2所示。

井基礎數據加載：主要包括井的基本信息、鉆井分層信息的加載，鉆井錄井數據的加載，野外采集參數信息、野外采集資料等數據的加載等。由于本系統與地震工程數據庫是建立在同一個數據平臺之上，大部分井的基本信息、聲波數據、鉆井分層數據等可能已經存在于數據庫平臺中，系統會自動提取。野外采集參數信息，因多數沒有文件數據，系統提供了快速錄入功能。

數據分析與質量控制：數據加載完成后，需要對這些數據進行分析與質量檢查。系統主要提供數據表、數據曲線繪制、剖面顯示 等方式的分析與監控，以確保數據的正確性與合理性。

VSP測井成果應用與發布：該系統目前主要的應用有井的分布圖、走廊疊加剖面顯示、成果剖面顯示與處理、橋式標定、VSP成果發布等。

3.5 系統安全管理

通過用戶管理、安全性權限管理和日志管理等機制為本系統提供了安全保障，建立了安全的VSP數據管理平臺[3]。

用戶管理：用戶的主要信息包括用戶類型（管理員和普通用戶）、用戶名稱、用戶口令及備注等信息，用戶管理并提供用戶信息的增加、刪除和修改等基本功能[4]。

安全性權限管理：安全性權限管理主要用于設置不同用戶對系統擁有的操作權限，該項功能僅對管理員類型用戶開放。本系統以井為安全管理的基本單位，為用戶分配對該井處理解釋數據的成果應用、下載等權限。

日志管理：日志管理模塊主要包括：用戶登錄日志、用戶管理日志、權限分配日志和權限操作日志，可以將日志導出成文件，也可以清除數據庫的日志，來提高訪問數據的速度。

4 結束語

隨著數字油田建設步伐加快，油田勘探和開發對于分辨率的要求也越來越高，尤其是高分辨率三維地震的大量應用，資金的投入較大，油田對開發地震勘探技術的需求很迫切。本系統的成功開發為新疆油田VSP數據統一管理、統一應用提供了較好的條件，構建了一個可參照的框架，為VSP數據庫系統進一步發展奠定了良好的基礎。

主要參考文獻

[1]鄭鴻明，等.近似層替換的基準面靜校正方法[J].新疆石油地質，2004，22（1）：111-114.

[2]薛為平，等.準噶爾盆地特殊地表的靜校正應用[J].新疆石油地質，2005，23（1）：82-85.

[3]王宏琳.地球物理勘探軟件平臺技術[M].北京：石油工業出版社，1999.

[4]張寶君.勘探數據庫系統的開發和應用[J].江漢石油職工大學學報， 2005，18（6）.