“测井数据处理与解释”课程实验项目设计——以CIFLog软件平台为例.pdf

2023年9 月计算机应用文摘第3 9 卷第19 期“测井数据处理与解释”课程实验项目设计以CIFLog软件平台为例房春慧1.2.3,石砚斌1-2,罗腾1-2,贾建鹏1.2（1.防灾科技学院,河北三河0 6 5 2 0 1；2.河北省地震动力学重点实验室，河北三河0 6 5 2 0 1；3.北京防灾科技公司，北京10 119 9摘要：“测井数据处理与解释”是勘查技术与工程专业的本科必修课程之一，基于软件对数据进行处理与解释是该专业学生必须掌握的技能。文章结合行业前沿，基于CIFLog软件平台设计了常规数据处理、成像数据处理和程序开发三组实验项目，可以做到实践与理论、生产相结合。实际教学效果表明，文章中的实验项目设计合理，不仅帮助学生掌握了测井数据处理与解释的基本流程，还帮助学生拓展了思维，从而为日后的科学研究提供了有力支撑。关键词:测井数据处理与解释；实验项目设计;CIFLog中图法分类号：P631“logging data processing and interpretation course-Taking CIFLog software platform as an exampleFANG Chunhuil.2,SHI Yanbinl.2,LUO Tengl2,JIA Jianpengl.2(1.Institute of Disaster Prevention,Sanhe,Hebei 065201,China;2.Hebei Key Laboratory of Earthquake Dynamics,Sanhe,Hebei 065201,China;3.Beijing Disaster Prevention Science and Technology Co.,Ltd.,Beijing 101199,China)Abstract:“Logging data processing and interpretation”is one of the required courses forundergraduates majoring in exploration technology and engineering.And the use of professionalsoftware is an essential skill to students in this major.Based on the CIFLog software platform,thispaper designs three groups of experimental projects,i.e.,routine data processing,imaging dataprocessing and program development,which can combine practice with theory and production.Thepractical teaching results show that the reasonable experimental design project can not only enablestudents to master the basic flow of logging data processing and interpretation,but also open upstudents thinking,thus providing strong support for future scientific research.Key words:Logging data processing and interpretation,experimental projects design,CIFLog1引言测井是指应用地球物理仪器在钻孔中测量物理参数(包括电学参数、声学参数和放射性参数等）的一种勘探方法。而测井数据处理与解释则是指通过处理测井数据,从而研究地下岩层性质的工作，它可以解决地质、能源、灾害、生态环境和工程等方面的问题,尤其是在油气勘探方面，测井数据处理与解释是不可或缺的工作环节 1。文献标识码：AExperimental projects design of“测井数据处理与解释”课程是勘查技术与工程专业中理论与实践并重的重要课程之一。但在课程教学过程中,存在以下问题：(1)学生的综合数据处理能力和储层解释能力有待进一步提升,理论知识与实验项目结合存在困难,课程设置存在优化空间；(2)学生在数据处理和解释的过程中存在方法单一、解释效果不佳等问题；（3)学生对课程的应用前景缺乏直观认识,因此学习兴趣不足。基于以上问题，“测井数据处理与解释”课程的改革和发展将主要集中在激发学生兴趣、夯基金项目：防灾科技学院教育研究与教学改革项目：与学科竞赛相结合的测井数据处理与解释课程实践教学改革研究(JY2020B03)24实学生基础、重视学生实践等方面 2 4。本文紧跟行业发展前沿,在以上方面对以油气勘探应用为主的“测井数据处理与解释”课程进行了教学改革和探索。2基本原理2.1测井数据处理与解释的主要原理在油气勘探的实际应用中，“测井数据处理与解释”课程内容主要关注地层的岩性、储集性、含油气性和物理性质及它们之间的关系,即四性关系。（1)岩性,指地层岩石的性质,是判断地层性质的基础,可以根据岩石的矿物成分和结构来判断，泥质含量是常用的岩性定量指标,可反映岩石中泥质的相对含量；（2)储集性,表征了地层中流体的储集空间的大小以及流体在其中运移的难易程度,且对应的表征参数分别是孔隙度和渗透率；（3)含油气性,指岩石孔隙中油气的相对含量,即饱和度的大小；（4)物理性质,指在测井中测量到的地层电性、声学和放射性等参数。测井数据处理与解释的一般步骤包括：（1)资料汇集和整理；（2)数据预处理；（3)初步定性解释；（4)选择解释模型并确定参数；（5)计算地层参数和得出解释结论。其中，地层参数（包括泥质含量、孔隙度、渗透率、饱和度等)的计算是数据处理的重点，常用的处理方法为自然伽马法计算泥质含量、自然电位法计算泥质含量，声波时差计算孔隙度、密度计算孔隙度、中子计算孔隙度，Timur公式计算渗透率，Tixier公式计算渗透率和Archie公式计算饱和度等。由于测井数据处理与解释中存在多解性,在反演中需结合多种方法以得出解释结论。尤其是在复杂的储层解释中，常规测井数据通常无法提供合理解释，需要结合成像数据探索结论。成像数据包括电成像数据、阵列声波数据、核磁共振数据等,是二维或三维数据，携带了更丰富的地层信息，但其数据的处理要求也更为复杂。此外,测井数据处理解释也需要紧跟行业前沿，不断吸取有用信息以丰富现有的方法，所以对学生的编程能力有一定要求。2.2CIFLog软件平台的主要功能在测井数据的处理与解释工作中,软件的应用是不可或缺的一环 5 。继第一代测井软件网络多井数据管理系统(CifNet)和以Forward 及 Lead 为主的第二代测井软件后,第三代测井处理解释系统 6 则是指一体化网络测井处理解释软件平台（CIFLog）。C IFLo g软件平台基于Java-NetBeans编程技术，可以在Windows、Lin u x 和Unix系统中运行，在各大油田和国内外各大高校中均被广泛应用。据不完全统计，其在中石油、中石化和中海油三大石油公司,以及荷兰代尔夫特大学、北京大学等国内外2 5 所高校中装机超计算机应用文摘过3 0 0 0 套。其中，中石油公司将其应用于哈萨克斯坦和伊朗等11个国家和地区的各大油田作业区,使CIFLog软件平台的应用覆盖率超过8 0%7 8 。此外，自2 0 18 年以来，该软件是中国石油学会主办的全国大学生测井大赛指定软件。综合以上数据可以发现，CIFLog软件平台在行业内应用范围极广。通过应用该软件完成实验课程，学生可以夯实专业技能并提高实践能力，从而增强职业竞争力。最新版本CIFLog2.1的操作面板如图1所示,其主要功能包括基础平台、常规测井、成像测井和多井评价四部分：（1)基础平台，可以进行数据操作、预处理、成果输出、应用程序挂接等操作；（2）常规测井模块，包含单孔隙度分析程序（POR）、粘土分析计算程序（CLASS）、复杂岩性程序（CRA）和产层统计程序（Pa y Su m m a r y）；（3）成像测井模块，包含电成像测井分析程序、核磁共振测井分析程序、阵列声波处理程序和元素俘获测井分析程序等；（4）多井评价，主要提供全区处理功能，包括工区数据操作、井位图绘制和多井处理解释等。WelcometoCIFLog 2.1就出工具3实验项目设计在利用CIFLog软件平台进行数据处理和解释前,要先进行软件安装以及软件基本操作的教学。针对“测井数据处理与解释”课程的特点以及教学中存在的问题,设计了三组实验项目，分别是常规数据处理、程序数据处理和程序二次开发。其中,每组实验包含2 3 个实验项目，每个实验项目的教学时间设置为2 学时。3.1常规数据处理实验1:数据操作和预处理。其中,数据操作包括数据管理、数据格式转换和数据拷贝，是对测井数据进行处理的基础；预处理则是对测井数据进行曲线校深、编辑和拼接等处理,是保证数据可靠的必备步骤。实验1是数据处理的基础，可锻炼学生的软件应用能力,从而加深学生对数据处理解释原理的理解。实验2：POR程序应用和数据解释。学生利用POR程序对砂泥岩层的测井数据进行处理并对地层2023年第19 期图1CIFLog2.1操作面板图2023 年第19 期进行解释,从而计算孔隙度、渗透率、饱和度和泥质含量等参数并进行地层流体识别。实验2 可锻炼学生系统处理数据的能力以及解释砂泥岩地层的能力。实验3：CRA程序应用和数据解释。学生利用CRA程序对碳酸盐岩层的测井数据进行处理并对地层进行解释。实验3 可锻炼学生设置地层参数的能力以及解释碳酸盐岩地层的能力。3.2成像数据处理实验1：电成像数据处理和解释。学生利用电成像模块进行数据处理，并对地层裂缝、地层倾角和孔洞等进行解释。实验2：阵列声波数据处理和解释。学生利用阵列声波模块进行数据处理，并对声波时差提取、各向异性分析和裂缝等进行解释。实验3：核磁共振数据处理与解释。学生利用核磁模块进行数据处理,并对核磁谱反演和流体识别等进行解释。3.3二次程序开发实验1:二次程序开发。学生基于CIFLog软件平台进行C语言编程,实现测井数据的泥质校正。实验2：用户模块集成。学生将自编二次开发程序集成用户模块，以批量处理和解释井数据。4结束语以上实验项目在“测井数据处理与解释”课程教学中的应用,是教学改革和探索的结果。实践表明，常规数据处理模块重视学生基础能力的培养,通过该实验项目可以使学生掌握基本的数据处理流程；成像(上接第2 2 页)传统/协作实验353025201510506结束语通过实验教学改革，协作实验教学模式不仅提高了学生对实验课的学习兴趣，还提高了实验课的教学质量和效率,培养了学生的创新能力与严谨认真的实践精神，以上实验教学的改革探索可为其他计算机类课程实验教学方法的改革提供参考。此外，实验教学的实践环节还需要不断探索，可以针对不同学生定制计算机应用文摘数据处理和程序的二次开发则紧跟行业前沿问题，不断更新地层数据，有效地提高了学生的学习兴趣,并做到了理论与实践相结合、产业与教学相融合。在本次实践教学改革中，实验项目均为课内实验。未来的研究可设置合理、开放、创新的实验项目，从而提高学生的实践能力。参考文献：1 李舟波,范晓敏,潘保芝,等.地球物理测井数据处理与综合解释 M.北京：地质出版社.2 0 2 1.2张丽华,潘保芝,单刚义，等.水槽模型设计及视电阻率曲线测量 J.实验技术与管理,2 0 19,3 6(3）：6 3-6 5.3王功军,王冬梅.地球物理测井实验教学改革 J.内江科技,2 0 2 0,41(5):15 1+9 1.【4 徐敬领.一流课程测井数据处理与解释建设的探索J.科技资讯,2 0 2 1,19(2 6):12 3-12 6.5】李舟波,潘保芝,范晓敏，等.钻井地球物理勘探 M.北京：地质出版社.2 0 16.6张丽华,潘保芝,单刚义,等.基于CIFLog软件平台的测井数据处理开放创新实验设计J.中国现代教育装备，2020,No.329(1):14-15+19.7李宁,王才志,刘英明，等.一体化网络测井处理解释软件平台CIFLogJ.石油科技论坛，2 0 13,3 2（3）：6-10+6 5.8李宁,王才志，武宏亮，等.CIFLog测井软件自主研发与发展方向 J.石油科技论坛，2 0 2 1,40（3）：113-117.作者简介：房春慧（19 8 8 一），博士，讲师，研究方向：测井数据处理与解释。个性化的实验内容或资源,有针对性地激发学生的学习兴趣和编程思维，使其积极参与编程，从而提高编程能力,为今后的专业学习打下坚实的基础。参考文献：1王世蓉,高腾刚,黄政.程序设计课程混合教学模式改革与实践 J.大学教育，2 0 17（5）：2 9-3 02朱卫东,邱振戈,栾奎峰，等.计算机编程促发兴趣的教学优秀良好传统实验+协作实验图3 不同实验方式下的教学效果分析25中等及格不及格模式实践与思考 J.电脑知识与技术，2 0 15（2 9）：140-141.3杨艺.新时期高校计算机专业教学改革研究一评计算机专业教学改革研究J.教育发展研究，2 0 2 0,40（1）：86-86.【4罗彩君“课程思政”视域下高职信息技术课程改革探索J.智库时代,2 0 2 0(7):2 0 6-2 0 7.作者简介：刘霓(19 7 2 一）,硕士，副教授，研究方向：软件工程、人工智能。凯定吉（19 7 2 一），硕士，讲师，研究方向：人工智能、数据挖掘。