铀矿测井资料解释与管理一体化网络平台设计与开发.pdf

第 40 卷 第 3 期2024年 5月Uranium Geology铀矿地质Vol.40 No.3May2024铀矿测井资料解释与管理一体化网络平台设计与开发杨怀杰1，乔宝强1，朱鹏飞1，王祥超2（1.核工业北京地质研究院，北京 100029；2.核工业二四三大队，内蒙古 赤峰 024000）摘要 文章从铀矿勘查生产过程中对测井资料的需求出发，采用面向对象的现代软件工程开发思想和技术手段，设计了一套测井资料处理解释和管理一体化网络平台。平台集测井数据管理、测井数据处理解释和系统维护与管理等功能模块于一体，实现核工业系统内铀矿测井资料标准化解释、规范化存储管理和网络共享应用，以提高铀矿勘查生产研究与决策的科学性和时效性。铀矿测井资料处理解释和管理一体化网络平台在鄂尔多斯和松辽盆地进行了大量钻孔的测试工作，平台运行稳定，成果资料准确可靠。关键词 铀矿测井资料；资料共享；数据库；一体化网络平台文章编号 1000-0658（2024）03-0516-06 中图分类号 TP39 文献标志码 A传统的铀矿测井数据采集、解释过程基本都在野外现场完成，成果资料不能实时共享，而且随着钻探工作量的逐年增加，大量的生产和成果表格、以及各类测井信息越来越多，复杂程度越来越高，没有实行标准化管理，不仅容易出错而且管理也相当不便。目前，国内外石油、煤炭测井平台的功能涵盖了从采集、记录、处理、解释、地质建模、数据管理等大 部 分 流 程。国 外 的 测 井 服 务 公 司 有Schlumberger，Baker Hughes 和 Atlas，其 产 品GeoFrame，eXpress 和 Geology 已经形成了一定的规模，内容包括常规测井处理、特殊测井处理和数据管理等方面。并且经过多年的发展和研究，在技术水平和后期服务方面都处于领先地位，在国内外具有较好的反应1。国内最先进的测井平台是中石油勘探开发研究院研发的 CIFLog，该平台是一个具有统一数据管理、专业应用数据库和交互可视化集成界面的大型测井综合应用软件平台，能够实现数据管理与资料应用。随着计算机网络技术在测井行业的广泛应用，数据解释和资料管理的方式正逐步被计算机网络化的方式取代。建设一套铀矿测井资料处理和管理一体化的网络平台，研究人员可以实现铀矿测井资料的标准化解释和成果资料的网络共享，有利于一体化研究；管理人员可以实时查阅施工进度和研究成果，不必受限于传统解释软件；决策者可以综合多方面信息快速发现并确定有利目标，迅速进行可视化决策部署2。1 平台总体框架设计在油气、煤田等勘探开发领域，横向一体化勘探开发是指多个学科（地质、地震、钻探、测井、录井等）协同工作的一种分析过程，纵向一体化勘探开发是指软、硬件平台及工作环境的分析过程。就测井技术而言，纵向一体化是指测井资料采集、传输、存储、处理、解释、评价、提交、在线共享等过程的有DOI:10.3969/j.issn.1000-0658.2024.40.046基金项目 中国核工业地勘基金项目“铀矿测井数据处理解释一体化网络平台研发”（编号：2022-15-3）和中核集团集中研发项目“第四代铀矿勘查关键技术与示范（第一阶段）砂岩型铀矿探测新技术与集成研究”（编号:物 SD02-05）联合资助。收稿日期 2023-09-07 改回日期 2023-10-02第一作者 杨怀杰（1987），男，高级工程师，主要从事铀矿地球物理测井技术的研究工作。E-mail:杨怀杰杨怀杰，等：铀矿测井资料解释与管理一体化网络平台设计与开发第 3期机整合3。平台设计的目标是以铀矿测井资料为中心，服务用户为主线，实现测井数据的在线管理、快捷检索、数据分析和图形展示等功能。平台设计的原则：首先，符合现有的国家标准和行业规范，符合信息管理系统的基本要求；然后，具有高效率的数据处理方法和图形处理、存取管理能力等；同时，可以实现与不同数据库之间的数据共享；最后，保证平台运行的稳定性以及平台解释结果的正确性4。根据上述设计原则和专业应用需要，提出铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台（以下简称“一体化网络平台”）的总体框架设计，包括数据源、功能层、数据层（数据库）和应用层 4 个层面（图 1）。通过构建网络化数据管理和处理解释平台，建设一套面向铀矿勘查生产的专用业务软件，形成具有铀矿特色的信息化测井资料管理平台。平台集测井数据处理解释、测井数据管理和系统维护与管理等功能模块于一体，为一套核工业系统内铀矿测井资料标准化解释、规范化存储管理和网络共享应用的现代化平台。图 1 铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台总体框架设计Fig.1 Overall framework design of the integrated network platform for uranium logging data processing and management1.1 平台开发方式开发方式选择“平台+模块”的形式。首先，搭建一体化网络平台的主体框架，在主体框架内完成平台的基本功能；然后，开发数据管理、处理解释以及平台维护与管理等功能模块；最后，通过“平台+模块”的集成，完成一体化网络平台的整体研发。由于一体化网络测井平台所需的功能模块较多，且随着解释技术的进步对平台将会提出更多需求，因此要求平台要具有较好的稳定性和可扩展性，能够支持不断开发和升级，平台的搭建原则如下5：1）模块化：提高主体框架的内聚性，保证模块间的通讯快速有效；2）低耦合性：准确定义接口，采用面向接口编程的方式，降低模块间的耦合性；3）高效性：提高数据读写速度和图形绘制速度，保证平台运转的高效性；4）编译低依赖性：使功能模块保持较高的独立性，降低对程序代码间的依赖性。1.2 平台体系结构平台采取 3 层“B/S+C/S”的混合体系结构，即客户端-Web 应用服务器-数据服务器模式。为了让使用者有更好的体验感，测井资料的 Web浏览器在线工作采用 B/S 体系结构，处理解释工作以及平台维护与管理功能采用 C/S 体系结构。以 B/S 网络版为启动页。Web应用服务器中的表现层是人机交互操作界面，用户以浏览器方式对测井数据进行线上操作，完全采用 B/S技术，既不需要占用客户端的资源，也不需部署客户端程序，方便操作；业务层是抽象了所有业务操作，主要是测井资料处理解释等工作，完全采用 C/S 技术，需要用户在客户端进行应用程序的安装；持久层是 Web应用服务器连接数据库的功能，负责将业务层的数据存储在数据库中。1.3 平台网络架构平台网络架构是由 Web 应用服务器、数据库服务器和客户端浏览器组成。Web 应用服务器主要是业务逻辑功能层，以组件的形式存在并注册到服务器端，实现测井资料的Web 浏览器的在线存储、检索、统计、展示和下载等功能。服务器的部署方式比较灵活，选择适应大规模用户组的 ORACLE数据库版本。数据库服务器主要是数据层，负责各种类型测井资料的录入和存储。客户端浏览器主要是表现层，用户与平台交互 517铀 矿 地 质第 40 卷信息的窗口，即人机交互界面。2 平台功能结构设计一体化网络平台设计由测井资料管理系统、测井资料处理解释系统和平台维护与管理等 3大功能模块组成（图 2）。由图 1 和图 2可见，测井资料管理系统对应总体框架图中的数据层和应用层，实现测井资料的 Web浏览器在线工作，以及平台的数据维护、治理、二次开发和升级；测井资料处理解释系统对应框架图中的功能层，实现测井资料的标准化解释，在数据层存储，并在应用层标准化输出。2.1 测井资料管理系统测井资料管理系统主要包含 3大功能模块。测井曲线质量验收：该功能主要是对不同格式的测井数据文件进行转换，并按照曲线的验收标准评价原始曲线质量，评为合格级别以上的曲线一方面压缩备份保存至数据库，另一方面传输至测井资料处理解释系统进行下一步解释工作。测井资料存储：该功能主要实现不同类型测井资料的录入和存储，是按照区块进行分类保存。不同类型测井资料包括：测井曲线、地层信息、岩性资料、井斜数据、矿层数据、生产资料、化验分析离散数据、成果资料等。Web 浏览器在线功能：对数据库存储资料进行检索、统计、展示、共享和下载，对统计信息以表格、直方图或者饼状图直观地在表现层展示。2.2 测井资料处理系统测 井 资 料 处 理 解 释 系 统 主 要 包 含 3 大 功 能模块。测井资料预处理：该模块是对原始测井资料的预处理，主要功能包括飞点剔除、曲线拼接、漂移校正、深度校正、纸质材料电子化、环境校正、归一化等。对于老旧资料，如只有纸质版存档，需要对其进行数字化处理，使其转化为电子档。对于基本信息的钻孔坐标，由于来源于不同时期和不同矿区，需要将其转换为统一的坐标系统。该模块的数据来源于测井数据管理系统对原始数据的格式转换。单孔综合解释：该模块主要实现对预处理之后测井资料的标准化解释，主要功能包括地层参数计算（泥质含量、砂岩含量、孔隙度、渗透率等）、地层划分、岩性识别、矿层解释、钻孔质量评价、成孔质量评价等。多孔对比分析：该模块是在单孔综合解释柱状图的基础上，进行多孔对比分析，实现多孔地层对比、沉积相分析、砂体和矿体横向展布分析等。2.3 平台维护与管理平台维护与管理系统主要包含两大功能模块。数据维护：该功能主要实现测井资料的维护与治理。为了防止不符合规范要求的资料入库，影响后期共享应用，入库前测井资料自动检错，保证数据质量，满足标准化要求6。定期对测井数据进行部分和全部维护与恢复。平台安全管理：平台创建具有 3 级用户管理体系（系统管理员、专业用户和一般用户）的网络查询系统，可以根据不同用户的权限进行数据的录入和编辑，查询和修改以及文件的上传和下载操作，对用户的操作以日志形式记录，以此来保证测井数据的安全。同时，在该模块开发平台升级和二次拓展功能。3 数据库设计数据库设计是测井资料管理系统的重要组成部分，系统能否顺利运行的关键因素在于数据库设计的质量。合理的数据库设计可直接提高对数据的检索和统计分析效率，加强整个平台运行的流畅性。设计整体数据库结构主要包括钻孔基本信息数据表、验收资料数据表、统计资料数据表等。3.1 数据库设计原则对数据库的设计应该遵循以下几个原则7：数据完整性。以钻孔为单位，根据数据的不同类型，有层次、有条理入库，避免数据录入时的遗漏，提高数据录入的准确性和效率。数据一致性。入库前对测井资料进行标准化处理，保证资料的一致性，实现测井资料的规范化存储管理，提高资料的网络利用效率。数据共享性。每个子数据库在设计上是相互独立的，相互调用不受影响，数据库建设的最终目标是在线上实现测井资料的共享。3.2 建立数据库标准测井数据库标准的建立是数据库设计的前期基础工作，直接关系到数据的完整性，数据的一致性及平台的可用性8。铀矿测井资料按照类型主要包含以下内容：钻孔基本资料：钻孔编号、坐标、孔深、所属盆地和区块、铀-镭平衡校正系数等；518杨怀杰，等：铀矿测井资料解释与管理一体化网络平台设计与开发第 3期测井仪器资料：仪器编号、探头直径、标定日期、标定系数等；测井曲线资料：井温、井径、井斜、自然、自然电位、电阻率（侧向电阻率或者感应电阻率系列）、声波时差、补偿密度、超声成像、能谱、核磁共振等；解 释 成 果 资 料：测 斜 计 算 表、解 释 报 告 单（0.01%，0.005%）等；非空间资料：统计表格、报告文档、综合成果图、原始数据等。3.3 数据库的兼容性数据库能够兼容多种类型的二级数据库，例如区域自建库、动态成果库和最终成果库（图 3）。区域自建库：已存在的数据库，与主数据库无关，要求在主数据库中建立区域自建库的测井全类型信息，可在应用层调用区域自建库的资料；动态成果库：储存原始数据、中间数据、成果数据，供专业人员使用，可“读”和“写”；最终成果库：实现 Web 浏览器的在线工作，供一般用户使用，不可“写”。图 3 铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台数据库设计Fig.3 Database design of the integrated network platform for uranium logging data processing and management3.4 平台数据源流程对于铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台而言，每个功能模块的实现均离不开对数据的操作。图 4 为一体化网络平台的数据源流程设计图，图中 4 个虚线执行框为总体架构图（图 1）的 4 个层面。首先，按照测井曲线质量验收标准评价数据质量，对于不合格的曲线需要二次测井。评价为合格铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台测井资料管理系统测井资料处理解释系统平台维护与管理平台管理数据维护曲线质量验收数据库存储在线功能预处理单孔解释多孔分析用户管理系统升级数据维护数据恢复数据治理数据录入格式转换质量验收归档存储测井曲线地层信息岩性资料井眼轨迹矿层数据生产数据检索统计展示打印下载二次开发飞点剔除曲线拼接地层对比沉积分析砂体展布矿层展布参数计算地层划分岩性识别解释质量检测成孔评价深度校正电子化漂移校正环境校正归一化上传修改图 2 铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台功能设计 Fig.2 Functional design of the integrated network platform for uranium logging data processing and management 519铀 矿 地 质第 40 卷级别以上的曲线，一方面压缩备份保存至数据层，另一方面经过预处理和格式转换，保存为通用格式的数据文件。然后，经过预处理和格式转换后的测井数据，一方面保存至数据层，另一方面在功能层实现标准化解释，将成果资料保存至数据层。最后，实现数据层内的测井资料 Web 浏览器的在线存储、检索、统计、展示和下载等操作。验否是源文件备存数据源预处理、格式转换功能层应用层数据层二次测井图4 铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台数据源流程设计Fig.4 Design of data source flow for the integrated network platform of uranium logging data processing and management4 测试与应用铀矿测井资料处理解释一体化网络平台采用B/S 网络版为启动页，主界面如图 5 所示，界面显示有“测井数据管理”、“测井数据处理解释”和“平台维护与管理”等功能。“测井数据管理”采用 B/S 体系架构，由账号和密码登录，如图 6 所示，登录后能够完成测井数据（包括钻孔信息、矿层数据、区块信息、测井数据、成果图件和成果图表）管理、曲线质控、搜索展示（包括钻孔信息、矿层数据、区块信息、测井数据、成果图件和成果图表）、信息统计（钻孔数量、钻孔类型和测井工作量）等功能。“测井数据处理解释”由一体化网络平台启动页直接进入，采用 C/S 体系架构。该系统实现铀矿测井资料的标准化和智能化解释，并与“QuantyU”软件实现成果资料的衔接。图 5 铀矿测井资料处理解释一体化网络平台的主界面Fig.5 Main interface of the integrated network platform for uranium logging data processing and management图 6 铀矿测井数据管理系统的登录界面Fig.6 Login interface of uranium logging data management system5 结论1）铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台的建设是测井资料处理解释、测井资料管理与网络技术的结合，以测井数据源为主线，通过网络技术、信息化技术，从资料的传输、解释、管理、应用 4个方面为铀矿勘查与生产搭建了统一的测井工作平台。2）铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台实现了铀矿测井资料标准化解释、标准化存储管理和网络共享应用，解释成果资料与现有铀矿测井资料处理系统保持一致，并与“QuantyU”软件实现成果衔接。3）铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台的建设规范了“资料采集-处理解释-数据管理-网络共享”的业务流程，实现了统一数据管理、解释成果可视化、质量全过程管理和追溯。4）铀矿测井资料处理与管理一体化网络平台的建设可以提升测井服务质量，降低企业的生产成本，提高办公效率，打造良好的品牌形象，为铀矿勘查生产管理提供更好、更便捷的服务。520杨怀杰，等：铀矿测井资料解释与管理一体化网络平台设计与开发第 3期参考文献1 闫伟林，苏洋，刘传平.Geolog 测井解释软件本地化功能开发与集成 J.石油物探，2002，41（增刊）：344-347.YAN Weilin，SU Yang，LIU Chuanping.Localization function development and integration of Geolog logging interpretation softwareJ.Geophysical Prospecting for Petroleum，2002，41（S1）：344-347（in Chinese）.2 钟吉彬，石玉江，张海涛，等.网络化测井传输与协同评价系统的建设与应用 J.测井技术，2016，40（3）：356-363.ZHONG Jibin，SHI Yujiang，ZHANG Haitao，et al.Construction and application of log data transmission and cooperative evaluation system based on networkJ.Well Logging Technology，2016，40（3）：356-363（in Chinese）.3 李长文，余春昊，周军，等.测井处理解释一体化软件平台的设计 J.测井技术，2011，35（4）：344-348.LI Changwen，YU Chunhao，ZHOU Jun，et al.Design on integrated software platform for log data processing and interpretation J.Well Logging Technology，2011，35（4）：344-348（in Chinese）.4 王奕.测井数据管理系统 D.长春：吉林大学，2006.5 由立志.测井资料处理解释系统的设计与实现 D.长春：吉林大学，2015.6 陈维东.东胜公司测井数据库建设过程中存在的问题及解决方法 J.中国石油大学胜利学院学报，2010，24（3）：22-25.CHEN Weidong.Problems and solutions in the construction of logging database in Dongsheng companyJ.Journal of Shengli College China University of Petroleum，2010，24（3）：22-25（in Chinese）.7 马玉华.辽河油田测井信息管理系统的设计与实现 D.大连：大连理工大学，2006.8 谢锋.测井数据管理平台系统的信息化建设方案设计 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in uranium exploration and production.The integrated network platform for processing,interpreting,and managing uranium logging data has been tested by a large number of drilling data in the Ordos and Songliao basins,and verified to be stable in operation,accurate and reliable in results.Keywords：uranium logging data;data sharing;database;integrated network platform 521