統一測井數據庫建設與應用

周軍，石玉江，張娟，段先斐，于文茂，余長江

（1.中國石油集團測井有限公司，陜西 西安，710077；2.中國石油天然氣集團有限公司測井重點實驗室，陜西西安，710077；3.中國石油大學（北京）人工智能學院，北京，102249；4.中國石油集團測井有限公司測井技術研究院，陜西 西安，710077）

0 引 言

中國石油集團測井有限公司（中油測井）是中國最大的測井數據生產者和使用者，測井數據類型多樣、專業性強、數據操作復雜，其應用貫穿油氣勘探開發全生命周期，是認識和評價油氣藏的關鍵基礎資料[1]。油田從勘探開發以來，測井積累了大量的實驗數據、解釋標準、圖版以及解釋經驗，需要將測井數據、巖心實驗、解釋圖版、計算公式、解釋參數、典型圖例等資料按標準集成在一起，通過信息化的方式改變原有的測井解釋模式，提高油氣層識別準確率。中國石油集團測井有限公司從2010年開始，依托國家油氣重大專項、中國石油天然氣集團有限公司工程專項等項目的支持，按照平臺統一、任務驅動、源頭采集、集中管理、全面正?；脑瓌t，參考集團勘探開發夢想云平臺的架構體系，建設中國石油天然氣集團有限公司（中國石油）統一測井數據庫[2-3]，支持地質、鉆井、錄井、測井、巖心分析等多項專業數據的一體化存儲和管理，配套制定了完善的數據入庫及管理制度，開發配套的數據采集、數據治理等工具，為現場采集傳輸、鉆井導向決策、儲層綜合評價、巖心分析應用等業務提供綜合數據解決方案。

為適應不同時期的應用需求，測井數據資源的建設歷經了數據管理、數據共享、數據應用3個階段[4]。其中，2010—2016年為數據的管理階段，重點解決數據的集中管理問題，將分散的數據進行集中存儲和管理；2017—2020年為數據的共享階段，重點解決面向單體應用數據的共享問題；2021年至今為數據的應用階段，主要開展數據的治理以及面向業務場景的數據綜合應用，特別是2021年以來中國石油實現了國內、國際測井業務的統一服務與管理，測井數據的一體化管理與應用面臨新的挑戰。同時，為整合測井數據資源，中油測井組織開展了規模性歷史數據入庫工作，將中國石油有價值的測井數據進行補錄，不斷擴充測井數據庫的資源，為各類專業軟件提供所需數據，幫助系統和業務之間互聯互通，支撐數據與成果便捷共享。

1 測井數據庫設計方案

測井數據庫在建設過程中需要同時滿足集中管理、海量存儲、高效應用等不同的需求，經過十多年的不斷發展，在以井筒為單位的單井數據管理基礎上，向以地質單元、層位為單位的盆地級數據管理方式轉變，從傳統的單體數據庫向數據倉庫轉變，形成了一套支持全流程測井業務的數據體系[5]。

1.1 統一的數據模型

測井數據的應用貫穿油氣井勘探開發全過程，在應用過程中需要與其他業務系統進行數據的交換共享，以中國石油天然氣集團有限公司EPDM標準的統一數據模型為基礎，以滿足協同研究與大數據應用需求為目的，開展區域背景下測井數據管理與應用模型研究。

統一測井數據庫以測井數據為主，支持鉆井、錄井、試油、生產、分析化驗等其他專業數據的存儲。因此，在模型設計方面，測井專業數據模型在EPDM標準的基礎上根據實際的測井業務需求進行擴展優化；其他專業數據模型直接采用中國石油天然氣集團有限公司標準為基本原則，在滿足測井多業務應用的同時，滿足與中國石油天然氣集團有限公司統建、油田系統數據互聯互通的應用需求。同時提供橫向跨區域、縱向跨層位的多粒度測井數據服務（見圖1），為油氣勘探開發一體化應用提供測井數據支撐，助力區域背景下的多專業協同研究。

圖1 數據模型結構圖

1.2 總分式部署及應用架構

數據存儲服務的首要問題是無限增長的數據量問題，測井采集正在向全息采樣數據、先采集后處理方向發展，導致數據規模極速增加。另外，中油測井業務涵蓋國內外各大油氣田，數據應用分散在全國各地，存在個性化的應用需求及不同網絡環境的問題，集中式部署方式對數據的訪問效率、數據應用的靈活性產生很大的限制。因此，研制了1+N分布式等存儲技術[6]，解決海量測井數據存儲效率、容量擴充、異地存儲及個性化應用等問題，實現分庫應用、總庫統管。

另外，通過建立西安、北京數據中心，以及13個地區數據中心，解決數據異地同步、安全備份等技術難點，實現“兩地四備”高級別數據安全策略，有效抵抗各類數據攻擊，保障數據安全，同時滿足各單位的應用需求。

1.3 標準化的數據接口服務

統一測井數據庫的應用面向包括以高效交互為主的C/S專業化軟件、以數據查詢管理為主的B/S應用系統，為了確保各類異構系統能夠方便、快速地訪問數據庫的數據，提供了統一的Restful API接口，同時在該接口的基礎上進行了二次封裝，形成標準的C接口，通過這種設計，有利于各類專業化軟件的應用。

2 關鍵技術

2.1 多場點數據加密傳輸技術

采用WITSML協議、ICE等中間件技術，將各地區子系統的數據進行采集及自動推送，打通了測井現場、解釋中心、決策中心及數據中心的數據通道，解決現場采集、數據處理解釋、決策支持等多種應用場景之間的數據傳輸、共享與監控問題。在復雜網絡環境下，實現井場數據傳輸方面的創新。在數據監控方面，通過子碼流、降頻等技術，基于標準RTSP協議，實現低帶寬網絡環境下井場施工狀態、測井數據及音視頻監控的高穩定和連續性傳輸。在數據傳輸方面，采用多服務分布式架構，實現井場成像大數據的高效傳輸。該技術在長慶油田、西南油氣田等規模應用，實現7天24小時不間斷遠程實時傳輸與監控，現場人工數量降低30%，提供實時地質導向分析決策、實時工程狀況分析與儀器維護保養預警服務，導向決策時效提升50%以上，為水平井地質導向、遠程測井作業等業務提供重要技術支撐。

2.2 井唯一標識技術

井號是井筒生命周期中的一個主線，它伴隨著整個井從設計、勘探、開發到生產的全流程。井號創建在井位設計之初，在不同的開發階段，井號可能會發生變化。由于各個系統之間的設計方式和數據模型不一致，存在標準不統一、信息重復錄入的問題，導致交換難度大、效率低。通過建立井唯一身份標識，解決同一口井由于井名在應用過程中被修改導致數據無法共享、交換的問題，為系統提供統一的井基礎信息服務。這使各個系統之間能夠快速的共享數據，有利于不同系統的集成，支持數據從井場采集、處理解釋、資料綜合應用進行全流程的流轉和應用，實現了多庫數據自動狀態監測與聯動。

2.3 網絡化協同應用技術

測井處理解釋過程中存在各環節人員信息和數據不共享、溝通不便、相關數據多次重復輸入、數據歸檔格式不一、人工統計報表易出錯等問題。為了打破“數據孤島”，實現數據共享、協同工作，提出網絡化多流程協同處理技術，對資料接收、資料預處理、資料處理、成果審核、成果提交、成果自動統計等測井資料評價工作全流程進行梳理和改造（見圖2），在多機數據同步、數據共享、數據歸檔、成果管理等方面取得突破。改變原有人工分配任務的管理流程，建立了協同處理解釋新流程，實現測井數據自動流轉、任務動態調度、成果快速提交，工作時效大幅提升，助力解釋評價工作降本增效。該技術依托測井處理解釋軟件[7]，在處理解釋業務中規模應用，數據流轉時效提高50%以上，單井次平均節約3 h、處理時效提高20%以上，在節省人力的同時大幅降低人工操作數據的差錯率。

圖2 協同應用場景圖

3 應用效果

3.1 統一數據標準，促進多專業數據融合共享

基于統一測井數據庫的數據標準和接口發布了數據接入規范，在此基礎上，建立了基于標準的多種數據流轉和數據共享機制，連接井場、解釋中心、中油測井、油田公司等各個數據渠道，實現多專業數據互聯互通（見圖3）。

圖3 數據互通示意圖

目前統一測井數據庫與中國石油勘探開發夢想云等平臺互通，同時還為長慶、青海、吐哈、冀東等油田提供數據接口服務，實現了測井數據的快速共享。

3.2 貫穿多業務場點，打通數據通道

基于統一測井數據庫，以保障高效勘探開發為目標，打造多業務、多流程一體化的集成應用場景，實現現場施工動態、遠程測井監督、實時數據傳輸、協同處理解釋、數據歸檔推送、綜合研究應用為一體的測井與油田協同工作環境。以青海油田為例，將系統部署在中油測井青海分公司，與油田系統打通數據通道，實現油田鉆井、試油、生產等數據的共享以及測井數據的自動推送（見圖4），提高數據時效的同時，支持雙方在統一的平臺上開展測井的深化應用研究，有助于充分發揮測井的專業化作用，為油田勘探與開發提供數字化服務。

圖4 油田測井集成應用模式

3.3 多專業數據一體化應用，支撐決策分析

以重點探井專家決策支持場景為例，將新一代數字技術嵌入解釋評價業務全過程，面向測井解釋評價技術和管理人員，對重點井測井全業務流程數據進行平臺化管理、一體化應用，構建數據共享、工作協同、專家支持的測井支撐環境（見圖5），充分發揮統一測井數據庫多專業數據一體化管理的作用，對探井解釋評價進行協同辦公、實時監控、多方監管和成果跟蹤。

圖5 探井測井專家決策支持場景

4 結 論

（1）統一測井數據庫連接了井場、數據中心、解釋中心、決策中心等多業務場點的數據通道，使得各環節實現網絡化協同工作，形成新的作業模式，強力推動測井遠程采集、協同處理解釋和綜合決策，促進測井數字化轉型。

（2）統一測井數據庫具有統一的測井數據服務能力，為中國石油提供專業的測井數據資源，服務油氣勘探開發；為物探、鉆井、錄井等工程服務板塊業務提供多尺度綜合信息，進一步提升工程技術整體服務能力；為油氣田公司開展區域老井復查研究、挖潛增效提供大數據支持，激活高效油藏開發。

（3）統一測井數據庫作為測井大數據平臺的數據基礎，可以為大數據分析、人工智能技術在深化測井應用中發揮支撐作用。