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《中国石油大学(华东)》 2017年
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基于Web服务的随钻信息可视化关键技术研究

段友祥  
【摘要】:随着油气钻探技术和信息技术的发展,随钻地质导向和随钻测井技术代表着当前世界钻井和测井技术的最高水平,其相关研究是油气资源勘探开发研究的前沿和重点领域,欧美等国家在该领域的研究和应用一直处于领先,但技术封锁和产品垄断严重。我国从“十一五”开始把复杂油气藏勘探开发及随钻地质导向等相关技术的研究列入国家重大科技专项,对关键技术进行重点攻关。其目标是掌握复杂油气藏勘探开发的核心技术,形成具有独立自主知识产权的随钻地质导向和随钻测井等硬件和软件产品,打破国际垄断,满足复杂油气藏的开采需求,大幅降低国内油气田开发综合成本,进而为我国的能源战略提供技术保障。随钻地质导向和随钻测井技术是在传统钻井、测井技术的基础上发展起来的一种先进的综合型钻、测技术,涉及探测仪器、数据传输与存储、数据处理解释和智能决策等多项关键技术,属多学科综合应用,而先进的计算机和通信技术也起着极其重要的作用。计算机三维可视化技术,把油气勘探开发过程中涉及的多种对象及获得的数据以三维的方式进行集成展示,可更直观的了解钻、测生产过程及遇到的各种地下地质属性,更科学地解释、分析目标区的各种地质成果及数据,从而为生产提供更好的决策支持。基于Web服务的软件架构,是一种灵活、可扩展、更好地支持随需应变应用的基础架构。基于Web服务研究和实现钻井工程数据的组织、存储和可视化,随钻测井数据的可视化和解释,钻遇地下地质对象的可视化和分析等,是随钻地质导向应用的关键,具有重要的理论和实践意义。本文在对国内外随钻地质导向、随钻测井、Web服务、三维可视化等相关技术、产品、工具和软件等发展现状进行深入调研的基础上,深入研究了随钻过程的工程过程及关键技术,研究了随钻钻井及测井过程中各种数据的获取、表示方法,对井筒、测井、地震模型、地质模型等关键对象的建模原理进行分析,对计算机新技术特别是三维可视化方法、面向服务的软件开发在随钻地质导向系统中的应用进行了较深入的研究,基于Web服务设计和实现了多源随钻信息的可视化。论文所进行的探索和开拓性工作主要包括:(1)针对随钻过程中多源数据采集、传输、解析、存储等提出了基于云计算技术的数据平台解决方案,该方案采用分布式并行扩展架构的云存储模式,兼容多种数据格式,选取合适的数据传输方式实现随钻信息的自适应传输方式实时远传,保证了实时数据的传输效率及传输质量。(2)将前沿计算机技术与油气资源领域应用相结合,提出了一种基于Web服务的随钻信息可视化解决方案,设计出了具有五层架构的基于Web服务的随钻信息可视化系统框架,并给出了二维、三维可视化等公共功能服务的详细实现。(3)针对现有井数据可视化为井眼轨迹的空间真实感不强的不足,提出和实现了三维井眼轨迹可视化的方法;基于井轨迹数据建立了随钻井筒模型,实现了基于随钻数据的井筒可视化。(4)分析和研究了多种随钻测井方式的数据格式及滤波、填充等处理方法,实现了依附井轨迹的测井曲线可视化;基于成像原理实现了测井信息与井筒模型的融合,达到了真实感可视化和漫游。(5)剖析和研究了基于SEGY格式的地震数据和基于GRDECL格式的地质模型数据,优化数据处理和可视化算法,实现了面向随钻的地震数据和地质数据的三维可视化。(6)研究Web服务质量(QoS)。结合随钻可视化的服务实现,对服务质量的属性进行刻画,建立和完善多种服务质量评估方法,对服务的安全性、可用性等进行评估,保证可视化系统应用的可靠性。本文的基于Web服务的系统架构、融合地层属性的三维井筒可视化、地质模型可视化优化算法、多维度Web服务安全评估、基于排名和标准值的服务质量综合评估等具有创新性。基于开源平台的原型系统实现,设计合理,结构灵活,易于扩展。实现的功能在国家重大科技专项“胜利油田特高含水期提高采收率技术”(2011ZX05011)”及胜利油田实际生产中进行了应用,达到国外系统的效果和水平。
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P634;P631.81

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