录井系统中曲线数据数值流传输与解析的方法与装置 【技术领域】
本发明涉及地球物理勘探开发领域，为地球物理勘探数据处理及识别方法，具体采用三层体系结构的B/S模式地质录井图绘制中信息传输与交换技术，具体体现为一种录井图系统中曲线数值型数据的流式传输与解析的方法与装置。
背景技术
录井图是利用钻井过程中采集的录井数据和测井数据绘制的一种能反应地层岩性、物性、含油性等地质特征的图件，图形内容包括岩性、颜色、含油性、化石含有物、烃组分含量、地化参数、地层界面、深度、测井解释成果、测井曲线、钻时曲线、泥浆性能曲线、气测曲线、岩屑含量曲线等，用于油田勘探开发科研生产中识别岩性及油气层。在具备了电子数据资料采集技术后，录井图可以采用计算机辅助制图技术实现。
采用三层体系结构的录井图绘制系统由图形绘制器、数据处理器、数据存储器三部分构成。图形绘制器负责图形的绘制与显示；数据处理器负责从数据存储器中取出并处理绘图所需的数据，传输给图形绘制器；数据存储器负责数据的存储与管理。
采用这种模式的录井图绘制系统，各部件之间数据传输与解析的速度是影响系统应用效率的关键。目前各部件之间的数据传输与解析多采用XML技术来实现，XML可以很方便地与数据库中的表进行相互转换，并能确保数据结构精确。因此，对于录井图中涉及到的岩性剖面、烃组分含量、地化参数、地层界面等数据采用XML技术进行数据交换是一个不错的选择，因为这些数据的结构比较复杂且数据量不大，适合用XML技术进行传输与解析，绘图响应速度尚能接受，用户感觉不到太大的时间延迟。但XML的文本表现手法和标记的符号化会导致XML格式的数据量比二进制格式的数据量增加，尤其当数据量很大的时候，数据传输与解析的速度会成为影响绘图效率的瓶颈。录井图中的测井曲线、钻时曲线、泥浆性能曲线、气测曲线、岩屑含量曲线等曲线数据涉及数据量大，动辄几千条甚至上万条记录，对这些数据利用XML技术进行组织、传输与解析所需的时间较长，严重影响了录井图绘制效率。
【发明内容】
为了解决录井图系统中曲线数据利用XML技术进行传输与解析时效率低下的问题，本发明提供了一种基于录井数据及测井数据的曲线数值流传输与解析数据的方法与装置。
录井图中涉及到的曲线数据包括测井曲线、钻时曲线、泥浆性能曲线、气测曲线、岩屑含量曲线等，这类数据的特点是数据量大、结构简单且均为数值型数据。在本发明充分考虑了曲线数据的这些特点，采用了数值流技术对这些数据进行封装、传输与解析。
依据本发明的第一方面，提供一种曲线数据数值流传输与解析的方法，其包括以下步骤：
从钻井现场采集录井数据及测井数据；
对获取到的录井数据及测井数据进行加工和整理；
基于加工和整理后的录井数据及测井数据，接收用户提交绘制录井图的数据请求；
接收并解析最终用户绘制录井图时提交上来的求取曲线数据的请求，生成能够从数据存储器中求取数据的SQL语句；
利用解析出的SQL语句从数据存储器中求取数据，然后将求取到的数据按照数值流的结构与格式要求进行数值流封装，生成数值流；
按照数值流的结构与格式要求解析数值流，获取曲线数据；
根据获取的曲线数据绘制录井图中的曲线，识别油田勘探开发科研生产中的地层岩性或油气层。
其中，对用户提交的请求进行解析，获得用户所需曲线数据所在的表名、曲线的字段名称列表、求取曲线的条件、排序条件，并利用解析出的这些请求元素根据SQL标准组合生成SQL语句；具体包括以下步骤：
①从用户请求中提取用户提交的数据表的名称；
②判断解析出的表名是否为空。如果表名为空，则不继续解析其它内容，返回空语句，即返回空字符串，表明用户提交的请求不正确，没有正确解析出SQL语句；否则，继续解析后面内容；
③从用户请求中提取用户提交的所有曲线字段的字段名称列表；
④判断解析出的字段名称列表是否为空。如果字段名称列表为空，则不继续解析其它内容，返回空语句。即返回空字符串，表明用户提交的请求不正确，没有正确解析出SQL语句；否则，继续解析后面内容；
⑤从用户请求中提取用户提交的用于求取数据的查询条件；
⑥从用户请求中提取用户提交的用于数据排序的排序条件；
⑦根据解析出地表名、字段名称列表、查询条件、排序条件，构造出读取数据用的标准SQL语句。
其中，将利用SQL语句求取到的曲线数据的记录集根据数值流的结构与格式进行数值流封装，将相关曲线数据写入数值流中，生成数值流；具体包括以下步骤：
①利用请求解析器中解析出的SQL语句到数据存储器中取得相关数据；
②判断所取得的数据是否为空。如果为空，向数值流中写入整数0，表明未取到满足用户请求条件的数据；如果数据不为空，则继续下面步骤；
③向数值流中写入曲线的数据点数。由于用户一次请求的曲线必须在同一数据表中，因此用户请求的所有曲线的数据点数都是相同的，并且深度也是相同的。因此，数据集中的记录条数就是曲线的数据点数，按照数值流的结构与格式要求将该整数值写入数值流中，作为数值流的第一项内容；
④按照数值流的结构与格式要求，将数据集中的当前记录指针所指数据记录的深度值以浮点数的形式写入数值流；
⑤按照数值流的结构与格式要求，依次写入每条曲线在当前深度下的曲线值，将数据集中的当前记录指针所指数据记录的曲线值按照字段位置的前后顺序依次以浮点数的形式写入数值流；
⑥判断是否将所有深度点的数据全部写入数值流。即判断记录指针是否移至记录集末尾；如果已是最后一条记录，则将数值流生成完毕。否则，将数据集的当前记录指针后移一条记录，定位下一深度点，返回到第④步继续执行。
其中，按照数值流生成器与数值流解析器之间传输的数值流的结构与格式要求，对数值流进行解析，获得绘制录井图所需的每条曲线的具体深度值与曲线值数据。包括以下步骤：
①接收从数值流生成器中传输过来的数值流，并按照数值流的结构与格式要求，从数值流头部开始读取一个整型数值，即为曲线的数据点数；
②判断取得的整数是否为0。即判断待绘曲线是否存在数据点，如果该数值为0，则返回空，表明没有取到用户所要绘制曲线的数据；否则，继续下面步骤；
③按照数值流的结构与格式要求，从数值流中读取一个浮点数，作为曲线当前数据点的深度值；
④按照数值流的结构与格式要求，根据字段列表的顺序，从数值流中依次读取浮点数，分别作为每条曲线在该深度下的曲线值；
⑤判断是否读到该数值流的末尾，如果已经将该数值流读完，则数值流解析完毕；否则返回到第③步继续执行。
依据本发明的第二方面，提供一种基于录井数据及测井数据的曲线数据数值流传输与解析的装置，其包括：
数据采集器，用于从钻井现场获取录井数据及测井数据；
数据整理器，用于将获取到的录井数据及测井数据进行加工和整理；
用户交互装置，用于用户提交绘制录井图的数据请求；
请求解析器，用于接收和解析最终用户绘制录井图时提交上来的求取曲线数据的相关请求，生成能够从数据存储器中求取数据的SQL语句；
数值流生成器，与请求解析器连接，利用请求解析器解析出的SQL语句从数据存储器中求取曲线数据的记录集，然后将求取到的数据按照数值流的结构与格式要求进行数值流封装，生成数值流；
数值流解析器，与数值流生成器连接，用于接收数值流生成器传过来的数值流，并按照数值流的结构与格式要求解析数值流，获取曲线数据；
判定装置，用于根据获得的曲线数据绘制录井图中的曲线识别油田勘探开发科研生产中的地层岩性或油气层。
优选地，请求解析器设在数据处理器中，用于解析最终用户提交上来的求取曲线数据的请求。请求解析器的具体功能如下：
从用户请求中提取用户提交的数据表的名称；
从用户请求中提取用户提交的所有曲线字段的字段名称列表；
从用户请求中提取用户提交的用于求取数据的查询条件；
从用户请求中提取用户提交的用于数据排序的排序条件；
对提取出的表名、字段名称列表的合法性进行判断，对错误情况进行异常处理；
根据标准SQL语法规则生成从数据存储器中求取数据的SQL语句。
优选地，数值流生成器设在数据处理器中，与请求解析器连接，用来从数据存储器中求取数据并生成数值流。数值流生成器的具体功能如下：
利用请求解析器中解析出的SQL语句到数据存储器中取得曲线数据；
根据数值流的结构与格式要求，以整型格式向数值流中写入曲线数据的记录数(数据点数)，作为数值流的第一项内容；
根据数值流的结构与格式要求，以浮点型格式向数值流中依次写入每个数据点的深度值和各曲线的曲线值，生成数值流。
优选地，数值流解析器设在图形绘制器中且与数值流生成器连接，用于解析从数值流生成器传输过来的数值流，从数值流中解析出曲线数据。数值流解析器的具体功能如下：
根据数值流的结构与格式定义，从数值流中解析出曲线的数据点数；
根据数值流的结构与格式定义，从数值流中解析出曲线每个深度点的深度值；
根据数值流的结构与格式定义，从数值流中解析出用户请求的每条曲线在每个深度点对应的曲线值；
对从数值流中解析出的曲线的深度点数、各深度点的深度值以及该深度点下的各曲线值进行重新组织，形成录井图中绘制单条曲线用的曲线数据。
特别地，基于录井数据及测井数据的曲线数据数值流传输与解析的装置的用途在于，根据获得的曲线数据绘制录井图中的各类曲线，来识别油田勘探开发科研生产中的地层岩性或油气层，为实际生产提供技术支持。
使用上述的技术方案，在录井数据及测井数据处理及油气识别中具有非常明显的技术效果，它极大地提高了录井图系统中曲线数据的传输与解析的效率，缩短了录井图绘制成图的时间。应用本发明后的录井图系统从用户提交请求到绘制出整个录井图一般都能在两三秒的时间内完成；并且极大地丰富了油气识别的技术手段，进而提高了识别效率。
【附图说明】
图1是本发明的数值流传输与解析装置示意图；
图2是本发明在录井图绘制系统中的整体结构与流程图；
图3是图2中的请求解析器的工作流程图；
图4是图2中的数值流生成器的工作流程图；
图5是图2中的数值流解析器的工作流程图；
图6是录井图绘制系统中的数值流结构组成示意图。
【具体实施方式】
录井图是利用钻井过程中采集的录井数据和测井数据绘制的一种能反应地层岩性、物性、含油性等地质特征的图件，用于油田勘探开发科研生产中识别岩性及油气层。
在本发明中，采用三层体系结构的录井图绘制系统是由图形绘制器、数据处理器、数据存储器三部分构成的。图形绘制器负责接收用户请求，实现图形的绘制与显示；数据处理器负责从数据存储器中取出并处理绘图所需的数据，传输给图形绘制器；数据存储器负责数据的存储与管理。采用这种模式的录井图绘制系统，各部件之间数据传输与解析的速度是影响系统应用效率的关键。
在本发明中，录井图中的测井曲线、钻时曲线、泥浆性能曲线、气测曲线、岩屑含量曲线等曲线数据均为数值型数据且结构比较简单，由一系列深度值、曲线值对组成，但涉及数据量非常大，动辄几千条、上万条甚至几十万条数据记录；采用其他解析和传输方法，对这些数据利用XML技术进行组织、传输与解析所需的时间较长，严重影响了录井图绘制效率。为此，对于这类结构简单而数据量大的曲线数据，本发明提供了一种用数值流高效传输与解析数据的方法与装置。
接下来，通过附图和实施例对本发明所给出的技术方案做进一步的详细描述。
本发明基于的技术思想为：从钻井现场采集录井数据及测井数据；对获取到的录井数据及测井数据进行整理；用户提交绘制录井图的数据请求；根据用户提交的绘图请求，对请求内容进行解析，获取用户请求的曲线数据所在的数据表名、曲线的条数与曲线名称字段列表、求取曲线用到的查询条件以及排序条件。解析出这些请求元素后，按照标准的SQL语法的规则，对这些请求元素进行组合，生成能够求取数据的SQL语句；对利用SQL语句从数据存储器中求取到的数据进行封装，生成数值流。按照数值流的结构与格式要求，首先以整型数据的格式向流中写入曲线的数据点数；然后按照数据点深度由浅入深的顺序依次写入每个深度点的相关数据，所有这些数据均以浮点型数据的格式写入流中，任意一个深度点的数据包括：深度值和各曲线在该深度点的曲线值，其中曲线值的写入顺序与用户请求的曲线名称字段列表顺序一致；对数值流进行解析。按照数值流的结构与格式要求，首先从接收到的数值流中读取第一个整型数据作为曲线的数据点数，然后循环读取每个深度点的数据，均以浮点型数据进行读取，直到读至整个数值流的结尾为止，结束循环。每个深度点的数据由深度值和各条曲线的曲线值构成，读取到的曲线值按照用户请求时的曲线名称字段列表的顺序依次归到每一条曲线上。将解析出的数据点数、各深度点的深度值和各曲线的曲线值都存于相应的内存结构中，完成对数值流的解析；
根据获得的曲线数据绘制录井图中的曲线并识别油田勘探开发科研生产中的地层岩性或油气层。
图1为应用了本发明提供的用数值流传输与解析数据方法的装置示意图，其中该装置包括：
数据采集器1：用于从钻井现场获取录井数据及测井数据；
数据整理器2：用于将获取到的录井数据及测井数据进行整理；
用户交互装置3：用于用户提交绘制录井图的数据请求；
请求解析器4：设在数据处理器中，用于解析最终用户提交上来的求取曲线数据的绘制曲线请求，生成能够从数据存储器中求取数据的SQL语句；
数值流生成器5：设在数据处理器中，与请求解析器连接，利用请求解析器解析出的SQL语句从数据存储器中求取曲线数据的记录集，然后将求取到的记录集数据按照数值流的结构与格式要求进行数据流封装，将所有曲线的深度数据与曲线值数据按照规则指定的顺序依次写入数值流中，生成数值流；
数值流解析器6：设在图形绘制器中，与数值流生成器连接，用于解析从数值流生成器传输过来的数值流，数值流解析器按照数值流的结构与格式要求对数值流进行解析，并将解析出的曲线数据存于本地内存中，用于判定装置根据这些数据绘制录井图中的曲线并识别地层岩性或油气层；
判定装置7：用于根据获得的曲线数据绘制录井图中的曲线并识别油田勘探开发科研生产中的地层岩性或油气层。
图2是展示了本发明的整体技术方案的整体结构与流程图，如图2中所示，本发明的方法包括以下步骤：
步骤S201：从钻井现场采集录井数据及测井数据；
步骤S202：对现场采集的录井数据及测井数据进行分析整理；
步骤S203：用户提交绘制录井图的数据请求；
步骤S204：由请求解析器对用户请求进行解析，生成能够求取数据的SQL语句；
步骤S205：判断SQL语句是否为空。如果为空，则执行步骤S206，否则转步骤S207；
步骤S206：用户请求有误，跳过相关曲线的绘制，并反馈错误信息。
步骤S207：由数值流生成器利用SQL语句到数据存储器中读取数据，利用取出的数据结果生成数值流，并将数值流传输给数值流解析器。
步骤S208：由数值流解析器对数值流进行解析，提取满足图形绘制器格式要求的曲线数据。
步骤S209：判断读取得的数据是否为空。如果数据为空，则执行步骤S210；否则转步骤S211。
步骤S210：无用户请求数据，跳过相关曲线的绘制。
步骤S211：判定装置利用数值流解析器解析出的数据绘制录井图中的曲线并识别油田勘探开发研究生产中的地层岩性或油气层。
下面结合附图3-6，对本发明涉及到的相关部分分别进行详细的说明。
在图3中，给出了图2中步骤204请求解析器的工作流程，用于从用户提交的请求中解析出求取数据用的SQL语句，所述方法包括以下步骤：
步骤S301：解析表名。从用户请求中提取用户提交的数据表的名称。
步骤S302：判断由步骤S301解析出的表名是否为空。如果表名为空，则执行步骤S303；否则，转步骤S304。
步骤S303：返回空语句。即返回空字符串，表明用户提交的请求不正确，没有正确解析出SQL语句。
步骤S304：解析字段列表。从用户请求中提取用户提交的所有曲线字段的字段名称列表。
步骤S305：判断由步骤S304解析出的字段列表是否为空。如果字段列表为空，则执行步骤S303；否则，转步骤S306。
步骤S306：解析where条件。从用户请求中提取用户提交的用于求取数据的查询条件。
步骤S307：解析排序条件。从用户请求中提取用户提交的用于数据排序的排序条件。
步骤S308：生成SQL语句，并传给数值流生成器。根据步骤S301、步骤S304、步骤S306、步骤S307所解析出的表名、字段名、查询条件、排序条件，构造出读取数据用的标准SQL语句，并将其传给数值流生成器。
在图4中，给出了图2中步骤207数值流生成器的工作流程，用于从数据存储器中求取数据并生成数值流，所述方法包括以下步骤：
步骤S401：利用SQL语句求取数据。根据请求解析器中解析出的SQL语句到数据存储器中取得相关数据。
步骤S402：判断所取得的数据是否为空。如果为空，则执行步骤S403；否则，转步骤S404。
步骤S403：向数值流中写入整数0。表明未取到满足用户请求条件的数据，然后转步骤S409。
步骤S404：向数值流中写入曲线的数据点数。由于用户一次请求的曲线必须在同一数据表中，因此用户请求的所有曲线的数据点数都是相同的，并且深度也是相同的。因此，经过步骤S401取得的数据集中的记录条数就是曲线的数据点数，按图6所示数值流的结构与格式要求将该整数值写入数值流中，作为数值流的第一项内容。
步骤S405：写入当前数据点的深度值。按图6所示数值流格式，将数据集中的当前记录指针所指数据记录的深度值以浮点数的形式写入数值流。
步骤S406：依次写入每条曲线在当前深度下的曲线值。按图6所示数值流的结构与格式要求，将数据集中的当前记录指针所指数据记录的曲线值按照字段位置的前后顺序依次以浮点数的形式写入数值流。
步骤S407：判断是否将所有深度点的数据全部写入数值流。即判断记录指针是否移至记录集末尾。如果已是最后一条记录，则执行步骤S409；否则，转步骤S408。
步骤S408：记录指针下移，定位下一深度点。将数据集的当前记录指针后移一条记录，然后转步骤S405。
步骤S409：返回数值流。将通过如上步骤所生成的数值流传输给数值流解析器。
在图5中，给出了图2中步骤208数值流解析器的工作流程，数值流解析器用于接收数值流，并对其进行解析，生成图形绘制器所用的曲线数据，包括以下步骤：
步骤S501：从数值流中读取一个整型数值。接收从数值流生成器中传输过来的数值流，并按图6所示数值流的结构与格式要求，从数值流头部开始读取一个整数，即为曲线的数据点数。
步骤S502：判断取得的整数是否为0。即判断待绘曲线是否存在数据点，如果该数值为0，则执行步骤S503，否则转步骤S504。
步骤S503：返回空。表明没有取到用户所要绘制曲线的数据。
步骤S504：按图6所示数值流的结构与格式要求，从数值流中读取一个浮点型数值，作为深度值。
步骤S505：按图6所示数值流的结构与格式要求，并根据字段列表，依次从数值流中读取浮点型数值，分别作为每条曲线在该深度下的曲线值。
步骤S506：判断数值流是否为空。即判断是否读到该数值流的末尾，如果已经将该数值流读完，则执行步骤S507；否则转步骤S504。
步骤S507：返回从数值流中读取到的曲线数据，提交给图形绘制器绘制曲线。
图6是数值流结构示意图，描述了整个数值流的结构。图中给出了具有m个相同深度点的n条曲线的数值流的构成格式，第一条为曲线的数据点数；然后按照曲线数据点由浅入深的顺序依次放置每个深度点的各曲线数据，各曲线数据放置顺序为：深度值、曲线1在该深度下的曲线值、曲线2在该深度下的曲线值……曲线n在该深度下的曲线值。其中，曲线1、曲线2……曲线n这种曲线顺序与用户提交请求中曲线名称字段列表的顺序一致。
需要说明的是，曲线的数据点数用整型数来表示，占用4个字节；曲线的深度值以及曲线值均用浮点型数来表示，每个浮点数占用4个字节；整个数值流的长度由每条曲线的数据点数和曲线的条数决定，图6中整个流的大小为4m(n+1)+4个字节。
从上述实施实例可以看出，通过这种利用数值流传输与解析数据的技术的使用，极大地提高了录井图系统中曲线数据的传输与解析的效率，缩短了录井图绘制成图的时间。应用本发明后的录井图系统从用户提交请求到绘制出整个录井图一般都能在两三秒的时间内完成。
另外，这种技术方案给我们以后类似系统的建设提供了新的思路。
如上述，已经清楚详细地描述了本发明提出的基于录井数据及测井数据的曲线数据数值流传输与解析的方法及装置，及应用本发明的方法及装置来提高数据处理速度和识别油气层。但是本领域普通的技术人员可以理解，在不背离所附权利要求定义的本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节中做出多种修改。