CIFLog測井軟件自主研發(fā)與發(fā)展方向

李 寧 王才志 武宏亮 王克文

（中國石油勘探開發(fā)研究院）

1 新一代測井軟件CIFLog發(fā)展歷程

中國測井始于1939年，20世紀(jì)80年代提出了廣義測井曲線理論，用簡單統(tǒng)一方法描述各類復(fù)雜測井信息，實(shí)現(xiàn)測井軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自主創(chuàng)新[1-3]。以此為基礎(chǔ)，在Unix 操作系統(tǒng)Sun工作站上研制出我國第一套大型多井測井處理解釋軟件CIFSun。

隨著計(jì)算機(jī)處理能力的不斷提高，研發(fā)團(tuán)隊(duì)選用開源和支持云編程的Java-NetBeans語言，2011年成功研發(fā)CIFLog1.0測井軟件。作為全球首個(gè)基于Java-NetBeans的計(jì)算機(jī)前沿技術(shù)，可同時(shí)在Windows、Linux和Unix三大操作系統(tǒng)下高效運(yùn)行測井處理解釋系統(tǒng)，提供了火山巖、碳酸鹽巖、低阻碎屑巖和水淹層等復(fù)雜儲(chǔ)層評(píng)價(jià)方法，集成了全系列裸眼測井評(píng)價(jià)與套后測井評(píng)價(jià)，是國內(nèi)首個(gè)提供包括元素俘獲能譜等所有高端測井資料處理的軟件，打破了國外同類軟件技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了國內(nèi)空白[4]。

CIFLog研發(fā)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)7年攻關(guān)，2018年實(shí)現(xiàn)升級(jí)換代，全新的CIFLog2.0完成了從單井解釋到多井評(píng)價(jià)的技術(shù)跨越，并將多井評(píng)價(jià)從基于常規(guī)曲線進(jìn)行同區(qū)塊開發(fā)井儲(chǔ)層參數(shù)預(yù)測，提升為基于多井多源異構(gòu)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行跨區(qū)塊風(fēng)險(xiǎn)勘探井評(píng)價(jià)（圖1）。

圖1 CIFLog2.0軟件架構(gòu)

2 攻克孔隙度和飽和度計(jì)算世界難題

2.1 攻克關(guān)鍵技術(shù)走在世界前列

關(guān)鍵核心處理方法是軟件研發(fā)的靈魂，研究團(tuán)隊(duì)除了擁有專業(yè)軟件研發(fā)人員，還需要一批從事測井評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)方法的研究人員。針對(duì)裂縫儲(chǔ)層油氣飽和度計(jì)算這一世界性難題，創(chuàng)新應(yīng)用井下密閉取心飽和度值（點(diǎn)）與“電阻增大率—飽和度”通解方程最優(yōu)特解（線）為約束的裂縫含氣飽和度計(jì)算方法及實(shí)驗(yàn)裝備（圖2）[5-6]，為攻克復(fù)雜三重介質(zhì)條件下油氣定量評(píng)價(jià)世界難題開辟了新思路，目前已獲美國、俄羅斯、英國、法國、荷蘭、澳大利亞6個(gè)地球物理勘探強(qiáng)國的發(fā)明專利。世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織評(píng)價(jià)該成果“豐富發(fā)展了地球物理測井學(xué)基本理論，使中國在這一領(lǐng)域的研究走在了世界前列”。成果“裂縫儲(chǔ)層含油氣飽和度定量計(jì)算方法”2016 年獲中國專利金獎(jiǎng)。

圖2 裂縫含氣飽和度定量計(jì)算科學(xué)方法及實(shí)驗(yàn)裝備

元素能譜測井是近10年發(fā)展起來的高端核物理測井方法，可準(zhǔn)確測量與評(píng)價(jià)儲(chǔ)層巖石的礦物組分及含量，其核心處理技術(shù)長期受國際技術(shù)服務(wù)公司壟斷。研究團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域深入探索，首次提出并完整公開了單元素俘獲伽馬能譜核物理實(shí)驗(yàn)測量和數(shù)值模擬方法，發(fā)明了“元素群逐步剝離解譜”和“單元素標(biāo)準(zhǔn)譜優(yōu)化”等專利技術(shù)，將解譜元素種類由原來的12種提升到15種，巖石礦物判別及含量計(jì)算更加精準(zhǔn)[7]。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)明了基于巖石礦物組分精準(zhǔn)最優(yōu)化處理的高精度孔隙度計(jì)算方法，計(jì)算誤差從原來的1.06%降至0.47%，有效解決了致密儲(chǔ)層低孔隙度難以準(zhǔn)確計(jì)算的難題（圖3）?！暗貙釉厝V測井處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用”獲2018年中國石油十大科技進(jìn)展。

圖3 基于巖石礦物組分精準(zhǔn)最優(yōu)化處理的高精度孔隙度計(jì)算方法

2.2 研究成果在實(shí)踐中不斷改進(jìn)完善

理論和技術(shù)方法研究的最終目的是指導(dǎo)實(shí)踐，并在現(xiàn)場試驗(yàn)中不斷改進(jìn)完善。為了驗(yàn)證測井解釋評(píng)價(jià)關(guān)鍵方法的正確性、可靠性和精度，CIFLog軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)在室內(nèi)及油田現(xiàn)場進(jìn)行了無數(shù)次相關(guān)試驗(yàn)。例如，為了提升非均質(zhì)儲(chǔ)層孔隙度、飽和度定量計(jì)算的精度，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與塔里木油田合作，設(shè)計(jì)完鉆我國第一口全直徑取心測井刻度井——塔里木圖科1井，全井段全直徑鉆井取心，并用國內(nèi)外核心測井裝備測全測準(zhǔn)全部資料，建立了測井巖石物理評(píng)價(jià)模型與刻度的“鐵柱子”，復(fù)雜儲(chǔ)層測井總飽和度計(jì)算精度提高15%～ 20%，致密儲(chǔ)層孔隙度計(jì)算誤差降至0.47p.u.，測井平均解釋符合率從過去的68%提高到88.9%。

為了解決成像測井定量計(jì)算難題，研究團(tuán)隊(duì)與遼河油田合作，利用聲電成像模擬裝置、微裂縫模擬實(shí)驗(yàn)裝置及阿特拉斯公司5700聲電成像測井儀，進(jìn)行裂縫寬度定量計(jì)算和刻度方法研究。具體包括裂縫參數(shù)定量計(jì)算、測井成像譜“基因”分解、成像孔隙度譜有效性評(píng)價(jià)、交互式成像圖像樣本標(biāo)記、成像圖像多尺度融合深度學(xué)習(xí)模型、成像測井圖像模式和結(jié)構(gòu)特征的智能分析技術(shù)等研究[8-10]。

3 成果豐碩獲業(yè)界認(rèn)可

3.1 CIFLog軟件成果豐碩

CIFLog處理系統(tǒng)經(jīng)過30多年的開發(fā)歷程，目前已承擔(dān)并完成3項(xiàng)國家油氣重大專項(xiàng)項(xiàng)目、20余項(xiàng)集團(tuán)公司級(jí)重大科研課題，6次榮獲國家級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)、7次榮獲省部級(jí)特等及一等獎(jiǎng)；取得國內(nèi)外發(fā)明專利81件、中國石油技術(shù)秘密41件、國家軟件著作權(quán)63件；制定行業(yè)及企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)5項(xiàng)，出版專著8部，發(fā)表SCI、EI 論文115篇。先后培養(yǎng)博士、碩士及接納博士后研究人員50余名，“十一五”以來，共培養(yǎng)教授級(jí)高級(jí)工程師8人，集團(tuán)公司高級(jí)技術(shù)專家5人，3人獲集團(tuán)公司級(jí)榮譽(yù)稱號(hào)。

3.2 國內(nèi)外院校及油田認(rèn)可

多年來，CIFLog團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持科技創(chuàng)新，把軟件“能夠真正地處理實(shí)際資料、解決實(shí)際問題，且油田愿意大規(guī)模使用”作為工作的根本目標(biāo)和檢驗(yàn)成果的“試金石”，高度重視軟件產(chǎn)品在油田現(xiàn)場、大專院校的推廣應(yīng)用。在中國石油學(xué)會(huì)主辦的全國大學(xué)生測井技能大賽上，盡管規(guī)定可任選國內(nèi)外軟件參賽，但2018年第四屆、特別是2019年第五屆大賽，全部17所高校，包括留學(xué)生隊(duì)在內(nèi)的36支代表隊(duì)，選用的都是CIFLog2.0軟件；2021年第六屆大賽組委會(huì)指定CIFLog為唯一參賽用軟件。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，CIFLog軟件在三大石油公司及北京大學(xué)、荷蘭代爾夫特大學(xué)等25所境內(nèi)外高校裝機(jī)3千余套，處理評(píng)價(jià)6萬余井次。中國石油在國內(nèi)各大油田及哈薩克斯坦、伊朗和蘇丹等11個(gè)國家50余個(gè)海外作業(yè)區(qū)應(yīng)用投產(chǎn)，應(yīng)用覆蓋面已達(dá)到80%以上，提升了品牌的影響力和國際競爭力，有力支撐了中國石油集團(tuán)海外油氣戰(zhàn)略實(shí)施及國產(chǎn)硬件裝備的研發(fā)，取得顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 建立屬地化系統(tǒng)，提供特色解決方案

開放、共享，充分尊重用戶的知識(shí)產(chǎn)權(quán)是根植于創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)內(nèi)心的科研理念。CIFLog軟件除了提供元素、成像、核磁和陣列聲波等特色處理模塊之外，還提供了高效的應(yīng)用模塊開發(fā)、編譯和集成環(huán)境，能夠滿足各類模塊的開發(fā)和集成。針對(duì)用戶特有的技術(shù)系列，還提供了特色屬地化系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)集成解決方案，可在較短時(shí)間內(nèi)快速建立具有用戶特色的屬地化系統(tǒng)。2011—2019年，基于CIFLog平臺(tái)，已在中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司和長慶、大慶、大港等多家油田分別建立了CIFLog-GeoMatrix、CIFLog-Insight、CIFLog-GeoSPACE、CIFLog-BH等8個(gè)屬地化系統(tǒng)，得到油田現(xiàn)場和生產(chǎn)單位的一致認(rèn)可和規(guī)模應(yīng)用。

4 確定中國石油測井“122”發(fā)展方向

4.1 定位測井科技發(fā)展方向

近年隨著油氣勘探向深層、非常規(guī)推進(jìn)，中國石油測井科技將朝著“122工程”方向發(fā)展[11]，即發(fā)展一個(gè)學(xué)科：以測井學(xué)科建設(shè)為核心，不斷研發(fā)推出有影響力的原創(chuàng)性理論方法和重大裝備；構(gòu)建兩大實(shí)體：做大以中國石油勘探開發(fā)研究院（簡稱勘探開發(fā)研究院）測井研究所為核心的測井理論方法、軟件開發(fā)及資料處理解釋評(píng)價(jià)中心（以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)志性大型測井軟件系統(tǒng)CIFLog為代表），做強(qiáng)以中國石油測井集團(tuán)有限公司（簡稱中油測井公司）為核心的高質(zhì)量測井儀器研發(fā)制造和現(xiàn)場資料采集服務(wù)中心（以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)標(biāo)志性大型測井裝備CPLog為代表）；研制兩套裝備：自主研發(fā)全新的第三代滲透率測井系列和CIFLog4.0智能化處理解釋系統(tǒng)[13-14]。

4.2 優(yōu)勢互補(bǔ)共創(chuàng)測井發(fā)展新格局

按照新時(shí)期中國石油測井發(fā)展的總體布局，勘探開發(fā)研究院和中國石油大學(xué)、長江大學(xué)構(gòu)建“中國石油測井企校協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)合體”，面向油氣測井行業(yè)前沿領(lǐng)域，在基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)方面形成合力，未來將吸引更多的高等院校和科研院所加入?？碧介_發(fā)研究院與中油測井公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，計(jì)劃用兩年時(shí)間，首先完成中油測井國內(nèi)外分公司的CIFLog3.0換裝工作；之后用5～ 10年合作研發(fā)推出測井處理解釋智能云平臺(tái)CIFLog4.0，繼續(xù)領(lǐng)跑中國測井軟件第一品牌。勘探開發(fā)研究院與中油測井公司將充分發(fā)揮各自優(yōu)勢和特色，打造關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化平臺(tái)，在人才培養(yǎng)、信息化建設(shè)、測井資料智能化處理解釋和海外技術(shù)支撐等方面實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)、共同發(fā)展。

5 結(jié)束語

“軟件這行當(dāng)只有第一，沒有第二”。30多年來，CIFLog研發(fā)團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“研發(fā)—試驗(yàn)—應(yīng)用”砥礪前行，而非寄希望于所謂的“一步跨越、彎道超車”奇跡。只有民族的才是世界的，只有引領(lǐng)時(shí)代才能引領(lǐng)世界。CIFLog測井軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在加緊開展第三代滲透率測井系列硬軟件的研發(fā)，搶占國際測井技術(shù)發(fā)展的制高點(diǎn)，為復(fù)雜儲(chǔ)層油氣勘探開發(fā)提供關(guān)鍵核心技術(shù)支撐，為打造一個(gè)強(qiáng)大的中國測井繼續(xù)奮斗。