測井?dāng)?shù)據(jù)解析與成像控件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

董音　王國基　張發(fā)光　蔣海軍

摘要：目前國內(nèi)測井文件格式多樣，測井分析軟件五花八門，處理不同廠家的測井?dāng)?shù)據(jù)需要不同的測井軟件，如何才能打破廠家之間的界限，用一款軟件處理所有的測井?dāng)?shù)據(jù)呢？該文對測井?dāng)?shù)據(jù)格式的解析與成像控件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究。主要從數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)、測井圖像繪制、繪圖模板、組件的擴(kuò)展進(jìn)行了詳細(xì)的介紹與分析。

關(guān)鍵詞：測井；測井曲線；測井?dāng)?shù)據(jù)解析；測井?dāng)?shù)據(jù)成像

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）08-0045-03

Abstract： There are many problems with well-logging data storages within domestic in China. The data formats are different from one product producer to another. How to process different data from various producers， and how to propose this bug to break the boundary between different producers is one of the problems. This paper is aimed at deal this problem with deep research into many well-logging data format， and then we designed an Imaging Controller to common use. We focused in data model design， well logging imaging， drawing template， and component extension.

Key words： well-logging； well-log data parsers； imaging logging

目前塔里木油田測井?dāng)?shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)格式多種多樣，測井文件格式[1]包括3317、ASCII、BIT、CLS、DAT、DLIS、FMT、LA716、LAST、LIS、NTI、PDS、WF3700、WIS、XJ716、XTF。由我們承建塔里木油田測井生產(chǎn)管理系統(tǒng)與測井?dāng)?shù)據(jù)庫項(xiàng)目需要解析上述測井?dāng)?shù)據(jù)格式并根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)繪制測井圖像。但是在我們開發(fā)過程中，還沒有一種成熟的產(chǎn)品能夠滿足上述要求?；诖耍覀儧Q定自行研發(fā)一套滿足上述要求的測井?dāng)?shù)據(jù)解析與成像控件。

1原理和方法

測井?dāng)?shù)據(jù)解析與成像控件主要完成上述測井?dāng)?shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)解析與根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)繪制測井圖像。解析數(shù)據(jù)包括各類數(shù)據(jù)的讀取與寫入以及格式轉(zhuǎn)換，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制測井圖像包括常規(guī)曲線、聲電成像、核磁共振、地層傾角等等，以及實(shí)現(xiàn)測井圖像的保存、瀏覽、編輯、縮放、打印、下載功能。

將來我們可以對此控制進(jìn)行擴(kuò)展，不公可能進(jìn)行顯示測井?dāng)?shù)據(jù)，面且能夠滿足對不同專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合展示和處理的能力。所謂不同專業(yè)即包括鉆井、錄井、測井、試井、分析化驗(yàn)等，還有開發(fā)生產(chǎn)。

1.1 數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

1.1.1 數(shù)據(jù)模型概述

一口井的數(shù)據(jù)中包含了井的基本信息如井號、井名、位置坐標(biāo)、所屬區(qū)塊和構(gòu)造、所屬行政管理機(jī)構(gòu)、開鉆日期、完井日期等等，勘探會(huì)產(chǎn)生許多勘探數(shù)據(jù)，鉆井會(huì)產(chǎn)生許多鉆井?dāng)?shù)據(jù)，錄井會(huì)產(chǎn)生許多錄井?dāng)?shù)據(jù)，測井會(huì)產(chǎn)生測井?dāng)?shù)據(jù)，開發(fā)生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生開發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)等等，隨著油田信息化的發(fā)展，各個(gè)油田已經(jīng)相繼建立和再建著各式各樣的信息化系統(tǒng)，每個(gè)信息化系統(tǒng)都要設(shè)計(jì)到數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理工作。其中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式多種多樣，最常見的方式是存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，或是以文件的方式存儲(chǔ)在磁盤上，或是以文件的方式存儲(chǔ)在磁帶上。我們知道計(jì)算機(jī)要處理任何數(shù)據(jù)，首先是要將數(shù)據(jù)讀取到內(nèi)存中，然后再對內(nèi)存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。那么我們就建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型[2]，它能夠表示和存儲(chǔ)不同專業(yè)的數(shù)據(jù)，并且能夠在相應(yīng)的管理機(jī)制下隨意擴(kuò)充，來滿足不同數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要。這個(gè)數(shù)據(jù)模型具有以下特點(diǎn)：

1） 數(shù)據(jù)模型對象可以在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中建立，它是屬于實(shí)體層；

2） 數(shù)據(jù)模型對象有一套完整的管理機(jī)制，來定義、改變和擴(kuò)展自身的結(jié)構(gòu)并維護(hù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)；

3） 數(shù)據(jù)訪問層對象可以通過數(shù)據(jù)模型對象的管理機(jī)制來建立符合自己需要的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，來滿足自己數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要；

4） 由數(shù)據(jù)訪問層對象負(fù)責(zé)對具體數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的讀取，然后將取得的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)模型對象中；

5） 應(yīng)用層對象通過數(shù)據(jù)模型對象的管理機(jī)制來了解數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)并能夠方便的讀取數(shù)據(jù)；

6） 應(yīng)用層對象能夠?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

7） 數(shù)據(jù)訪問層對象負(fù)責(zé)將處理過的數(shù)據(jù)再寫入到相應(yīng)的數(shù)據(jù)源中；

8）不用的時(shí)候，在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中建立的數(shù)據(jù)模型對象可以銷毀。

通過這樣的設(shè)計(jì)，我們在開發(fā)應(yīng)用層程序的時(shí)候，可以使應(yīng)用層只關(guān)心數(shù)據(jù)模型，而不關(guān)心數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)是從什么地方獲取的以及怎么獲取的。應(yīng)用層程序?qū)?shù)據(jù)的處理只涉及到對數(shù)據(jù)對象模型中相關(guān)數(shù)據(jù)的處理，它不操作具體的數(shù)據(jù)源。數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)分離的應(yīng)用層和數(shù)據(jù)源，應(yīng)用層根本就不知道物理數(shù)據(jù)源也不用關(guān)心物理數(shù)據(jù)源。這樣我們做到了應(yīng)用層和數(shù)據(jù)源的分離并帶來了許多好處，其中一個(gè)好處就是，比如：我們不知道WIS文件數(shù)據(jù)格式，但是我們只要熟悉數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)，我們就可以開發(fā)應(yīng)用層程序。

1.2 數(shù)據(jù)模型的管理機(jī)制

既然數(shù)據(jù)模型能夠保存各種各樣的數(shù)據(jù)，那么首先數(shù)據(jù)模型對象的結(jié)構(gòu)必須是可以定義和擴(kuò)充的，否則它就無法勝任這樣的工作，第二點(diǎn)數(shù)據(jù)模型對象的結(jié)構(gòu)不能隨意被改變，否則就亂套了，它的結(jié)構(gòu)可直接影響到應(yīng)用層程序。那么怎樣是數(shù)據(jù)模型的結(jié)構(gòu)既能被改變，又不能被隨意改變呢？這就需要引入一定的管理機(jī)制。數(shù)據(jù)模型只有建立了這樣的管理機(jī)制，在程序的運(yùn)行期間，其結(jié)構(gòu)才能保持相對的穩(wěn)定，有這樣的管理機(jī)制，其結(jié)構(gòu)才可以被安全的改變，同時(shí)也能為應(yīng)用層提供相應(yīng)的服務(wù)，使應(yīng)用層知道其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。還有重要的一點(diǎn)，那就是權(quán)限管理，我們知道有很多重要的數(shù)據(jù)是不能隨便被沒有授權(quán)的用戶看到的，那么數(shù)據(jù)模型還必須提供這樣的權(quán)限管理功能，沒有權(quán)限的用戶是不能訪問相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

1.2.1 數(shù)據(jù)訪問層設(shè)計(jì)

1.2.2 數(shù)據(jù)訪問層接口

數(shù)據(jù)源多種多樣，但是對數(shù)據(jù)源的操作卻可以簡單的抽象成讀和寫，所以在處理多樣的數(shù)據(jù)之前，先要統(tǒng)一對數(shù)據(jù)源操作的方法，這個(gè)接口對象就是IDAL，它主要有兩個(gè)方法Read（）、Write（）和兩個(gè)屬性CanRead、CanWrite組成。

1.2.3 具體數(shù)據(jù)源的讀寫實(shí)現(xiàn)

具體的數(shù)據(jù)源的讀寫由具體的數(shù)據(jù)訪問層類構(gòu)成，每個(gè)類都繼承了數(shù)據(jù)訪問層接口，都具有讀和寫的方法，它們單獨(dú)完成對某一個(gè)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的讀寫功能。

1.2.4 定義自己的文件格式

由于我們對測井控件的要求不僅僅局限在讀取和顯示并能編輯測井?dāng)?shù)據(jù)上，我們賦予了測井控件更多的功能，比如不同專業(yè)數(shù)據(jù)的綜合展示，以及現(xiàn)在還未想到的一些其它應(yīng)用。如果將來把這些成果保存到上面的這些測井文件中，很可能會(huì)造成很多信息的丟失，所以我們可以自定義一種開放的文件格式，文件由一系列XML文件、圖片文件、音頻文件、視頻文件、數(shù)據(jù)文件等等壓縮后構(gòu)成。任何用戶即使沒有我們的測井控件，也可以通過常用的工具打開查看，當(dāng)然這種文檔是可以設(shè)置保護(hù)密碼的。

1.2.5 數(shù)據(jù)讀寫策略

1） 面向抽象，而不是面向具體

將對所有數(shù)據(jù)源的操作抽象出來，建立IDAL接口，主要有Read（）方法和Write（）方法組成，它們抽象的表示讀操作和寫操作。Read（）方法負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)讀取到DataModel對象中，Write（）方法負(fù)責(zé)將DataModel中的數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)源中。此外還有兩個(gè)屬性CanRead和CanWrite，表示是否可讀和是否可寫。

2）具體問題具體對待

針對不同的數(shù)據(jù)源，定義不同的數(shù)據(jù)訪問層類來實(shí)現(xiàn)，這些類繼承自統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問層接口IDAL，用來具體實(shí)現(xiàn)Read（）和Write（）方法。這個(gè)時(shí)候讀和寫就具有了具體性。如果實(shí)現(xiàn)了對具體數(shù)據(jù)源的Read（）操作，那么設(shè)置CanRead為TRUE，否則設(shè)置CanRead為FALSE；如果實(shí)現(xiàn)了對具體數(shù)據(jù)源的Write（）操作，那么設(shè)置CanWrite為TRUE，否則設(shè)置CanWrite為FALSE。這樣用戶可以知道對具體的數(shù)據(jù)源是否有讀的功能或?qū)懙墓δ堋?/p>

3）單一職責(zé)

要注意控制每個(gè)數(shù)據(jù)訪問層類的功能，讓每個(gè)類只負(fù)責(zé)完成對一種數(shù)據(jù)源的操作，并且每個(gè)類最終編譯成一個(gè)DLL文件，即讓每個(gè)數(shù)據(jù)訪問層類僅具有單一職責(zé)，不使具體數(shù)據(jù)訪問層類的功能無限擴(kuò)大。如果讓一個(gè)類來實(shí)現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)源的訪問是不現(xiàn)實(shí)的，而且每當(dāng)有一種新的數(shù)據(jù)源出現(xiàn)時(shí)，我們都需要修改原來這個(gè)類，這種不斷修改的情況應(yīng)當(dāng)極力避免。

4）面向擴(kuò)展開放，面向修改關(guān)閉

不僅是每個(gè)數(shù)據(jù)訪問層類具有單一職責(zé)，而且一個(gè)類只編譯成一個(gè)DLL文件，而不是將多個(gè)數(shù)據(jù)訪問層類都編譯到一個(gè)DLL文件中，這符合面向擴(kuò)展開放面向修改關(guān)閉的原則。當(dāng)有新的數(shù)據(jù)源出現(xiàn)時(shí)，只需要擴(kuò)展新的數(shù)據(jù)訪問層類，在物理上就是新增一個(gè)DLL文件，我們只需要將這個(gè)文件部署到應(yīng)用程序中就可以了，而不是去修改原來的DLL文件。當(dāng)某個(gè)數(shù)據(jù)訪問層類的實(shí)現(xiàn)有錯(cuò)誤時(shí)，也僅需要修改后，只替換哪個(gè)有錯(cuò)誤的DLL文件。

1.2.6 文件（數(shù)據(jù)源）格式轉(zhuǎn)換

能實(shí)現(xiàn)常見測井文件的格式轉(zhuǎn)換，但是由于每種文件格式的特點(diǎn)不同，可能在轉(zhuǎn)換的過程中會(huì)有數(shù)據(jù)丟失，這個(gè)無法避免，我們也允許出現(xiàn)這樣的情況。

1.3 測井圖像繪制

采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)開發(fā)，以對象方式定義現(xiàn)實(shí)中的各類實(shí)體和數(shù)據(jù)，多個(gè)對象共同組成了一個(gè)完整的測井應(yīng)用。在測井專業(yè)控件中以對象的方式管理各種測井道、測井曲線、解釋結(jié)論等。

這些繪圖對象應(yīng)用于具體的測井專業(yè)控件之中，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)測井應(yīng)用的繪圖顯示[3]與編輯操作功能，客戶端可以直接編輯對象的顯示屬性、深度范圍、深度比例等。

繪圖對象總體上可分為：

井對象、道對象、測井曲線對象、解釋結(jié)論對象、地質(zhì)對象、工程對象、其它對象等。

繪圖編輯控制功能包括：

主要有新建、打開、編輯、保存、關(guān)閉。

井對象繪圖操作包括：

加載井?dāng)?shù)據(jù)后可以選擇繪圖模板對井對象屬性、井對象大小、井對象線型、井對象字體、井對象填充、井對象深度棒、井對象格線、繪圖深度進(jìn)行設(shè)置。

道對象繪圖操作包括：

道對象有常規(guī)曲線道、深度道等，道對象的基本操作是道加載和刪除、道基本屬性、道特性、道對象排列設(shè)置、道對象格線、道對象線型、道對象填充、道對象字體、道對象寬度及高度。

曲線對象繪圖操作包括：

曲線加載和刪除、曲線特性設(shè)置、曲線數(shù)據(jù)設(shè)置、曲線線型、曲線字體、曲線顏色填充、曲線寬度及高度；

結(jié)論對象繪圖操作包括：

結(jié)論符號對象、油氣結(jié)論、綜合結(jié)論、文字結(jié)論、地質(zhì)解釋模型對象、地質(zhì)分層、解釋層位對象、旋回編號、測井沉積相、沉積旋回。

地質(zhì)對象繪圖操作包括：

地質(zhì)數(shù)據(jù)對象、井壁取芯、物性分析、地層模型、巖性剖面、巖性繪圖對象。

工程數(shù)據(jù)、其它對象繪圖操作包括：

深度棒、其它數(shù)據(jù)對象、測井統(tǒng)計(jì)圖、注釋說明對象等。

1.4 繪圖模版開發(fā)

測井項(xiàng)目繪圖模板是定義了與測井相關(guān)的繪圖顯示的內(nèi)容和方式。每一種測井項(xiàng)目都需要有各自的繪圖模板，而且隨著應(yīng)用目的的不同，每一種測井項(xiàng)目又可能需要定義多個(gè)繪圖模板。模板繪圖能夠大大簡化客戶端資料瀏覽的操作，提高客戶端資料瀏覽的效率。繪圖模板采用XML方式定義，繪圖模板具有較強(qiáng)的可讀性和通用性。

1.4.1 能夠編輯圖形

測井圖形有兩種操作狀態(tài)，一是瀏覽狀態(tài)，二是編輯狀態(tài)，瀏覽狀態(tài)不能對測井圖形進(jìn)行修改操作只能編輯狀態(tài)才能對測井圖形進(jìn)行修改等操作。

1.4.2 繪圖模板編輯和保存

繪圖模版是一種確定的繪圖格式或繪圖規(guī)范。所有圖件繪制都以模板為基礎(chǔ)。模板的兩種基本類型為共用模板和專用模板（繪圖控制文件）。共用模板所含設(shè)置適用于所有數(shù)據(jù)。專用模板（繪圖控制文件）只適用于特殊應(yīng)用或特定井。模板可以針對測井繪圖的每一種顯示圖件、表格或是要打印的成果圖、成果表，定義各自的模版。同一規(guī)范的模版只要做一次，則可在所有同類繪圖數(shù)據(jù)上無限次選擇使用，具備一勞永逸的優(yōu)勢。

測井繪圖模板編輯制作和保存、調(diào)用等操作都比較簡單，可以將設(shè)計(jì)的任意測井繪圖格式保存為模板。

1.5 組件的擴(kuò)展

測井控件開發(fā)應(yīng)該具有AddIn的功能，我們前期制作數(shù)據(jù)顯示和編輯的功能，把這些功能注冊和添加到控件中，以后有條件了再做數(shù)據(jù)分析、解釋等外掛模塊。前期的工作，就是能將各種數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)讀取到DataModel對象中，然后再能把DataModel對象中的數(shù)據(jù)按照不同的模板顯示到屏幕上，并能讓用戶進(jìn)行可視化編輯。

2 結(jié)果與討論

塔里木油田測井生產(chǎn)管理系統(tǒng)與測井?dāng)?shù)據(jù)庫項(xiàng)目就是基于此研究方案進(jìn)行開發(fā)實(shí)施的，很好的完成了測井?dāng)?shù)據(jù)格式的解析并根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)繪制測井圖像。完成功能主界面如下圖所示：

3 結(jié)論

基于測井?dāng)?shù)據(jù)解析與成像控件開發(fā)方案開發(fā)的應(yīng)用程序可以滿足多種測井?dāng)?shù)據(jù)格式的解析并能根據(jù)測井?dāng)?shù)據(jù)繪制圖像。

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