俄罗斯M AK-Ⅱ和SGDT测井文件格式分析及转换

戴月祥,陈风梅,刘同良,黄代莲,同古力克

(中国石油西部钻探工程有限公司测井公司,新疆克拉玛依834000)

俄罗斯M AK-Ⅱ和SGDT测井文件格式分析及转换

戴月祥,陈风梅,刘同良,黄代莲,同古力克

(中国石油西部钻探工程有限公司测井公司,新疆克拉玛依834000)

俄罗斯MAK-Ⅱ、SGDT测井系统测得的评价水泥胶结及充填状况原始数据采用其系统本身自带的测井解释软件专用识别记录格式,其他解释系统均无法直接利用其原始测井数据进行资料解释评价。在详细分析说明MA K-Ⅱ、SGDT原始测井数据记录格式的基础上,在C#语言环境下,采用动态链接库(DLL)模块开发模式编写了数据格式转换程序,实现了MA K-Ⅱ、SGDT测井数据到W IS格式文件的转换功能。利用Fo rward系统对生成的W IS文件进行解编和绘图,结果表明格式转换完全正确。

测井数据;固井质量测井;格式转换;MA K-Ⅱ;SGDT

0 引 言

俄罗斯固井质量测井系统包括M A K-Ⅱ声波仪器和SGDT伽马-密度-厚度仪器。MA K-Ⅱ可以评价第Ⅰ、Ⅱ界面的水泥胶结质量,SGDT可以反映套管外环形空间水泥的充填程度;两者结合还可以比较全面地反映水泥胶结情况及充填状况[1]。该系统记录的MA K-Ⅱ和SGDT原始测井数据采用了专用格式[2],只有系统本身自带的测井解释软件可以识别,国内外其他解释软件系统无法直接利用俄罗斯固井质量的原始测井数据进行资料解释评价,给测井数据的直接利用带来很大的困难。本文在分析了MA K-Ⅱ和SGDT原始测井数据格式的基础上,阐述了实现了MA K-Ⅱ、SGD T测井数据到W IS格式文件的功能转换,使相关解释人员对俄罗斯固井质量系统的测井数据格式有一个比较全面的了解,为测井解释和科研工作提供一定的帮助。

1 MAK-Ⅱ文件结构

MA K-Ⅱ原始测井数据由1个头信息体和多个数据体组成。每个数据体的长度可由头文件相关信息读出或者计算得到,声波波形信息包含在数据体中,其中波形信息采用了专用的数据压缩打包方式,所记录的数据为声波第1、第2个接收探头接收到的波形数据(二维数据)。

波形数据大致的记录方式是每个数据体记录1个深度值和对应的多个随时间变化的波形值。从测井数据整体上分析,测井曲线信息随深度变化的同时,在每个深度上又记录多个不同时间的测井值。

1.1 头信息结构

表1 MAK-Ⅱ头信息结构

1.2 数据体结构

在头信息体之后紧跟多个数据体,其数量多少与测井深度有关,测井起始、终止深度可由第1个和最后1个数据体的实时深度得到。所有数据体的长度是一样的,每个数据体长度已经在头信息中定义,主要记录压缩后的声波波形信息以及数据体标识、采样点实时深度等信息。表2给出了数据体结构及说明,数据体标识是十六进制数55AA,实时深度由当前深度和偏移深度相加得出,压缩的声波信息需要在解编时对数据重新进行排列,其中波形数组长度LENTH可由头信息中相关内容计算得到,为

表2 MAK-Ⅱ数据体结构

若MA K-Ⅱ波形数据采用不压缩方式记录,2个接收探头记录的声波数据分别以2个整形数据(int,2 B)存放,占用4 B空间;采用压缩方式记录时,将 4 B的数据(32 bit)用3 B(24 bit)存放。MA K-Ⅱ实际波形数据采用压缩方式记录,所以计算波形数组长度LENTH时必须乘3/4得到的才是真正的数组长度。

1.3 声波波形解析

准确获得包含在每个数据体中声波波形信息是解析MA K-Ⅱ测井数据的关键所在。为了得到包含在数据体中压缩的波形数据,首先要计算每个数据体中波形的采样点数 PON IT_NUM,由头信息中相关内容计算,有

波形数据解编的过程实际上就是将压缩的3 B数据还原成4 B数据,即形成2个整数的过程。压缩波形数据的每个点为24 bit即3 B组成,记录2列波形,每列波形的数据点由12 bit(包括符号位在内)组成,解压时要将之扩展成16 bit。图1为解压缩每个波形点数据的示意图,可以看出,将每3 B (Obyt1、Obyt2、Obyt3)解编成4个新字节(Nbyt1、Nbyt2、Nbyt3、Nbyt4),其中Obyt1的前半个字节形成了1 B的 Nbyt2,后半个字节形成1 B的Nbyt4,实际上解出了波形数据整数的高位字节数值,而整数的低位字节数值没有改变,即字节Obyt2、Obyt3分别对应字节Nbyt1、Nbyt3。再将4个新字节的前2 B(Nbyt1、Nbyt2)合成1个整形数据(int,2 bit)即为第1点波形数据,后2 B(Nbyt3、 Nbyt4)合成1个整形数据即为第2点波形数据,依次类推,可以解编出整列的全部波形数据。由于PC机的数据存储方式(如 Intel系列的处理器存储方式)是地址由低到高,所以在读取测井数据时要注意调整字节的顺序。

图1 解压缩波形数据示意图

2 SGDT文件结构

SGD T原始测井数据与M A K-Ⅱ数据不同,它没有记录文件头信息,而是由若干个长度一定的数据帧组成,每个数据帧均包含测井方向、测井深度等信息,一般隐含深度采样间隔为0.1 m。

2.1 文件整体结构

SGD T原始测井数据由多个长度均为100 B的数据帧组成,数据帧数量多少与测井深度深浅有关,测井起始、终止深度可由第1个和最后1个数据帧的测井深度得到。每个数据帧的前4 B记录深度信息,后96 B记录测井曲线信息,且测井曲线信息均记录为32 bit浮点数(float,4 B)。

深度信息由4 B构成,记录的十六进制格式(以BCD码表示)见表3。

表3 SGDT深度信息

2.2 数据帧曲线信息

每个数据帧的深度信息后用96 B记录测井曲线信息,每4 B记录1条曲线信息,可以记录24条曲线数据,曲线数据均以32 bit浮点数记录,表示该深度点的曲线值。曲线存放顺序由表4列出(每帧的记录起始位置从0 B开始)。

一般情况下SGD T测井的原始数据存放顺序是确定的,也可以在测井时重新进行设置,在分析数据时只要知道数据通道信息就可以对之进行分析和解编。

表4 SGDT帧曲线信息

3 测井数据格式转换

3.1 W IS文件格式介绍

W IS数据格式是Fo rward系统采用的标准文件格式[3],目前基本上成为油田测井数据通用格式。W IS文件分为文件头、对象入口记录和对象数据体等3部分,数据存放以块为单位。W IS文件可以存放通道对象、表对象、流对象等3种类型的对象,其中通道对象保存采集数据和处理结果(如测井曲线),表对象保存表格数据(如解释结论),流对象保存二进制数据块(如解释参数)。表5为W IS格式的整体结构。

W IS格式文件存放的测井曲线属于通道对象,即MA K-Ⅱ的波形测井数据(二维数据)属于通道对象,是一个包含深度和时间二维的物理信息数据体。对于连续波形数据(不是点测数据),对象入口记录结构的主属性为1、子属性为2;通道对象结构中定义的第1维为深度(包括起始深度、深度采样间隔、采样点数k1等信息),第2维为时间(包括起始时间、时间采样间隔、采样点数 k2等信息);之后记录k1×k2个实际测井数据,占用文件空间大小以块为单位计算。SGDT的测井曲线是一维数据,通道对象结构只需定义第1维深度信息即可,实际记录k个(深度采样点数)测井数据。

表5 W IS文件结构

3.2 文件格式转换

转换程序采用C#语言进行开发[4]。为了便于系统扩充,M A K-Ⅱ和SGD T数据格式的解码以动态链接库的形式出现,将原始数据转换为Forward系统可以识别的W IS格式文件。转换程序主要模块包括1个主模块、2个数据输入动态链接库;每种文件格式解码模块均采用动态链接库,其数据输入接口基本相同,所以编写格式转换程序简单,方便程序扩展功能。进行格式转换可按照如下步骤进行。

(1)快速分析源文件结构,判断源文件格式,确定转换参数和模块。

(2)准确定位数据流位置,根据读取的信息计算源文件逻辑记录数、数据块长度等参数。

(3)按照一定模式读取源文件中的参数和数据,进行数据格式转换。

(4)对数据进行重新组合和排列,生成新格式的目标文件。

图2是数据格式转换的流程示意图。为了加快数据的存取速度,将原始测井数据全部读入内存;由于MA K-Ⅱ包含波形数据,文件体积比较大,可以采用内存映射文件技术进行测井数据格式转换[5]。对实际测井数据分析发现,MA K-Ⅱ每个数据体的长度有时并不完全相同,在数据解编过程中最好用数据体标识十六进制数55AA判断是否为数据体开始的标志。

图2 数据格式转换流程图

4 结束语

(1)详细分析了MA K-Ⅱ数据格式和SGDT数据格式的整体结构及各部分组成,同时对W IS格式作了简单说明。

(2)给出了MA K-Ⅱ、SGDT数据数据转换为W IS文件的步骤和流程,可以编程实现数据格式转换与解编,满足测井生产的需要,扩大测井资料的应用范围。

[1] 张维平,等.俄罗斯固井质量测井仪及解释方法[M].北京:石油工业出版社,1998.

[2] MA KⅡ-SGDT测井仪器应用手册[Z].北京:北方亨泰科技发展有限公司,2002.

[3] 中国石油天然气集团公司油气勘探部,等.测井解释平台底层WellBase技术开发手册[M].北京:石油工业出版社,2000,2.

[4] Grant Palmer.C#程序员参考手册[M].康博,译.北京:清华大学出版社,2002.

[5] 杨宁学,诸昌钤,聂爱丽.内存映射文件及其在大数据量文件快速存取中的应用[J].计算机应用研究,2004, (8):187-188.

Logging File Format Analysisand Transformation of Russian MAK-Ⅱand SGDT

DA I Yuexiang,CHEN Fengmei,L IU Tongliang,HUANGDailian,TONG Gulike
(Well Logging Company,Western D rilling Engineering Co rporation,CNPC,Karamayi,Xinjiang 834000,China)

Russia MA K-Ⅱand SGDT logging system can fully estimate the cement bonding and filling conditions,but itso riginal logging data uses special reco rding fo rmat and only can be identified by itsow n logging interp retation softw are,the other interp retation system sare unable to be directly used for the original logging data p rocessing.A s a result,it has brought great difficulties to use logging data directly.In this paper,based on elaborating original logging data format of Russian M A K-Ⅱand SGD T,in C#language environment,data fo rmat transfo rmation p rogram isw ritten by adop ting dynamic linked library(DLL)mode and achieves data transformation function from logging data of M A K-Ⅱand SGD T to W IS fo rmat.In Fo rw ard interp retation system, W IS file decompiles and logging curves are draw n,the results of w hich show that the format transfo rmation is entirely co rrect.

logging data,bonding,format transformation,MA K-Ⅱ,SGDT

1004-1338(2010)05-0462-04

P631.83

A

戴月祥,男,高级工程师,从事生产测井解释及应用研究。

符、深度采样间隔、后续数据记录体长度信息以及声波波形起始时间、终止时间、时间采样间隔等信息。表1列出了头信息结构及含义说明,对MA K-Ⅱ原始测井数据以字符串FKD进行说明,在数据解编时可以用它作为判断是否为MA K-Ⅱ文件的一个判别标志,一般深度采样间隔为0.1 m,在头信息中并不包含测井起始深度、终止深度等信息。

2010-01-18 本文编辑 李总南)