海上隨鉆測井實時解釋系統研發與應用分析

齊春生 丁磊 鄭志鋒 武凌峰 吳妍

摘要：南海西部海域油氣田勘探開發過程中，存在著隨鉆測井資料精細解釋滯后的問題，影響了下步決策及現場作業效率。針對上述問題，文章基于海上測井綜合處理解釋評價系統AECOLog開發了海上隨鉆測井實時解釋系統，該系統實現了測井資料的實時下載、基于巖石物理知識庫的測井資料自動實時解釋、解釋成果的實時上傳功能。實際應用表明，該軟件可以實現隨鉆測井資料的自動化精細解釋，能夠為現場決策提供定量化依據，有效提高現場工作效率。

關鍵詞：隨鉆測井；實時；巖石物理知識庫；精細解釋

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）10-0116-04

1 研究背景

測井技術是石油和天然氣勘探領域中一種重要的地球物理方法。它通過一系列的測量技術來測量地層的電、聲、核、化學等特性，進而評估地層巖性、物性以及含油氣性等物理性質。根據測量方式的不同，測井技術主要分為電纜測井、隨鉆測井以及過套管測井等。

電纜測井是指在鉆井完成后，將測井儀器通過電纜下入井下測量儲層參數的方法。該方法在鉆井完成后進行，施工難度相對較小，也可以獲得更為豐富的測井項目，但是更容易受到鉆井液侵入的影響。

隨鉆測井技術是指在鉆井過程中同時完成測井作業，并將數據實時傳送至地面進行處理和應用的技術。除測量電阻率、聲速、中子孔隙度、密度等常規測井資料和某些成像測井資料外，隨鉆測井儀器還可測量定向軌跡、鉆壓、扭矩、轉速等鉆井工程參數[1]。

與電纜測井相比，使用隨鉆測井技術測量測井資料有三大優勢：1） 可以在鉆進過程中實時采集地層的地質參數以指導鉆井作業決策，能夠有效降低泥漿地層侵入的影響，從而提高油氣層解釋精度和鉆遇率[2]；2） 在鉆井過程中同步完成資料采集，可縮短鉆井周期，有效降低勘探開發綜合成本；3） 對于水平井和大斜度井來說，常規電纜測井無法作業時，隨鉆測井仍然可以正常作業[3]。

中海油海南分公司在南海西部海域油氣田勘探開發過程中廣泛應用隨鉆測井技術，結合自主研發的勘探開發實時決策系統，陸地隨鉆人員可實時觀測到隨鉆測井曲線形態特征并進行定性解釋（如圖1所示），有效提高了鉆井作業時效和水平井目的層鉆遇率。

然而，隨著勘探開發領域由常規油氣藏向低孔低滲、低阻、水淹層等復雜油氣藏深入，僅通過觀察隨鉆測井數據曲線特征來定性識別油氣層已無法滿足現場鉆探要求。而若要實現隨鉆測井資料定量精細解釋仍需要由現場測井工程師將隨鉆資料手動發送到陸地，再由陸地測井解釋人員進行人工解釋，這種方法耗時較長，影響了現場作業效率。因此，勢必要通過技術創新，進一步提高隨鉆測井資料定量精細解釋效率。

針對該問題，本文在海上測井綜合處理解釋評價系統（AECOLog） 的基礎上，基于Qt C++語言以及二次開發接口，開發了海上隨鉆測井實時解釋系統，該系統具有隨鉆測井數據實時接收功能、基于知識庫的測井資料自動解釋功能以及測井解釋成果實時上傳功能，可以為現場決策提供實時定量化依據，有效提高了現場作業效率。

2 系統架構設計

2.1 基礎平臺選擇

海上隨鉆測井實時解釋系統在海上測井綜合處理解釋評價系統（AECOLog） 基礎上進行開發，AECO?Log系統基于跨平臺的Qt C++語言開發，是一款實現了數據、經驗、知識共享的多用戶協調一體化網絡測井解釋平臺，其具備數據用戶圖形管理、知識庫、測井儲層綜合評價、儲量研究、復雜儲層測井評價、多井對比分析、基于XGBoost的機器學習測井資料解釋等多項特色功能，是南海西部海域油氣田測井資料解釋的主力工具之一。

2.2 AECOLog 平臺二次開發功能

為滿足平臺功能擴展需求，AECOLog平臺研發了二次開發工具箱。該工具箱提供了完善的數據及繪圖API二次開發接口，用戶可以通過基于AECOLog軟件底層的動態鏈接庫文件（dll）的方式，實現新增模塊的插件式開發。同時，AECOLog平臺支持用戶使用Fortran、C++、Python等多種語言進行程序開發，有效提升了平臺的應用擴展兼容性。

2.3 系統框架設計

海上隨鉆測井實時解釋系統基于AECOLog平臺二次開發工具箱開發，分為如圖2所示的三層體系架構：1） 數據層：存儲測井解釋需要的區域研究知識、隨鉆測井原始數據和解釋成果、氣測錄井數據等；2） 支持層：由各種接口組成，為應用層提供數據上傳/下載、繪圖、系統資源等功能接口；3） 應用層：由海上隨鉆測井實時解釋系統和勘探開發實施決策系統的相關功能模塊組成，具體包括隨鉆測井資料下載、單井精細解釋、解釋成果上傳、隨鉆資料上傳和解釋成果呈現。

3 海上隨鉆測井實時解釋系統模塊功能及應用效果

為實現隨鉆測井資料實時下載、自動解釋與解釋成果上傳的需求，海上隨鉆測井實時解釋系統開發了巖石物理專家知識庫和隨鉆測井資料實時處理解釋模塊。

3.1 巖石物理專家知識庫模塊

要實現測井資料精細解釋，首先需要確定測井解釋模型與參數，在傳統的測井資料精細解釋過程中，主要是由研究人員根據個人經驗設置。然而，隨著測井資料的處理和解釋難度不斷增加，如何傳承測井專家多年累積的油氣田研究成果，將具體經驗數字化并保存在專家知識庫中，變專家頭腦中的感性認識為研究人員實際工作中的理性依據，盡量減少研究人員經驗因素對測井解釋精細度的干擾，成為測井精細化解釋的發展方向。

針對該問題，業界嘗試建立知識庫，實現測井解釋參數和模型的自動選取[4-5]，但基本是將知識庫應用于服務測井資料處理解釋工作。在儲層參數研究、巖心資料分析等研究型工作領域，知識庫尚未得到應用。

本文開發了具有統一用戶環境界面的巖石物理專家知識庫模塊，該模塊實現了測井解釋知識研究、保存與應用一體化，同時不同用戶研究產生的知識支持在線共享。

基于該模塊，用戶首先通過數據接口獲取南海西部海域的分析化驗資料、鉆井地質數據、巖石物理實驗資料，在此基礎上開展巖電、有效厚度下限、孔隙結構等方面的研究，再結合現有成熟的測井解釋模型、參數、圖版建成一個綜合的巖石物理知識庫。

巖石物理專家知識庫軟件界面如圖3所示，研究知識以盆地-構造為索引進行管理，軟件主要由數據管理、圖表繪制、分析計算、測井解釋模型庫、測井解釋參數庫、流體性質識別庫、儲層參數圖版庫、分析化驗數據資料庫等模塊組成。其中，數據管理、圖表繪制、分析計算是基礎模塊，測井解釋模型庫、測井解釋參數庫、流體性質識別圖版庫、儲層參數圖版庫、分析化驗數據資料庫是功能模塊，具體功能模塊劃分如表1所示。

3.2 實時處理解釋模塊

實時處理解釋模塊首先實現了實時數據自動下載功能，當用戶啟動實時解釋模塊后，首先需要進行場景設置（如圖4所示），場景設置對話框中選擇要下載數據的井段，設置好之后，點擊開始刷新按鈕，實時數據則會從隨鉆測井數據庫、錄井數據庫下載到工區中。

接下來需要配置解釋模型所用參數，主要包括泥質含量計算參數、孔隙度計算參數、含水飽和度計算參數、分層取值參數和流體識別下限參數。基于巖石物理專家知識庫，解釋模型參數可以實現自動匹配調用，具體流程圖如圖5所示。首先需要進行油田、構造、盆地匹配，若匹配則說明知識庫里存在該區域的知識，接下來繼續在知識中進行查找，返回匹配知識的模型參數，若未匹配成功，則由解釋人員手動輸入參數。

解釋模型參數配置完畢后，模塊開始從勘探開發實時決策系統下載隨鉆測井數據，并執行自動解釋流程。當隨鉆測井數據更新時，模塊會自動對新增數據進行解釋，并在測井解釋成果圖上滾動刷新（如圖6所示）。同時，隨鉆測井解釋結論還可以實時上傳到勘探開發實時決策系統供其他用戶查看（如圖7所示）。

3.3 軟件應用效果分析

目前海上隨鉆測井實時解釋系統已在南海西部海域多個油氣田累計20口井次的勘探開發過程中得到了應用，隨鉆測井精細解釋效率得到明顯提高，時效由原有的1小時變為實時自動解釋。同時所有的陸地人員以及現場作業人員都可以通過勘探開發實時決策系統實時查看到測井精細解釋結論，為現場決策提供了有力依據。

4 結論

1） 本文針對海上油氣田隨鉆測井資料精細解釋滯后的問題，基于海上測井綜合處理解釋評價系統二次開發工具，研發了海上隨鉆測井實時解釋系統，實現了隨鉆測井資料的實時下載、自動解釋與實時上傳功能。2） 將海上測井綜合處理解釋評價系統應用于勘探開發過程中，一方面提高了隨鉆測井精細解釋效率；另一方面提高了現場作業工作時效。

參考文獻：

[1] 吳東華.隨鉆測量隨鉆測井技術現狀及研究[J].化工管理，2023（4）：79-82，88.

[2] 周思源.隨鉆測井地質導向技術在水平井鉆井中的應用[J]. 石化技術，2023，30（8）：162-164.

[3] 沙昱良，劉杰，姜磊，等.隨鉆測井技術在我國油氣勘探開發中的應用[J]. 石化技術， 2021， 28（12）： 168-169.

[4] 尚福華，徐凡鈞，曹茂俊.測井處理解釋領域知識圖譜構建方法研究[J].計算機技術與發展，2022，32（12）：206-212，220.

[5] 尚福華，原野，王才志，等.基于知識庫的解釋模型智能優選測井數據處理方法[J].石油學報，2015，36（11）：1449-1456.

【通聯編輯：梁書】