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WITS1.1井场信息传输规范.pdf

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石油工业数据交换 勘探资料解释、协定及执行指南 API PUBL 3855 Conventions and Implementation Guidelines for EDI Wellsite Information Transfer Specification (WITS) 井场信息传输规范 (WITS) 1.1版本 1991年7月 1 日
目 录 第一章 绪言 ....................................................................................................................................1 背景 ............................................................................................................................................1 信息传输分会 ............................................................................................................................1 井场信息传输规范.....................................................................................................................3 使用 WITS 格式的优点.............................................................................................................4 关于这个文件 ............................................................................................................................5 第二章 数据格式 ............................................................................................................................6 简介 ............................................................................................................................................6 依从 LIS 的 WITS......................................................................................................................6 WITS 级别..................................................................................................................................7 第三章 数据内容 ..........................................................................................................................14 简介 ..........................................................................................................................................14 数据词典 ..................................................................................................................................14 记录定义 ..................................................................................................................................14 WITS 记录头............................................................................................................................14 WITS 备用字段........................................................................................................................15 WITS 预定义数据记录............................................................................................................15 预定义数据记录描述...............................................................................................................16 预先定义的记录文件...............................................................................................................18 服务标识符 ..............................................................................................................................19 关于记录和项目进一步定义的指南.......................................................................................19 第四章 会话期对话.......................................................................................................................21 简介 ..........................................................................................................................................21 WITS 会话期对话命令............................................................................................................22 第五章 数据处理 ..........................................................................................................................27 简介 ..........................................................................................................................................27 数据处理 ..................................................................................................................................27 缓冲 ..........................................................................................................................................29 附录A WITS 预定义数据记录....................................................................................................31 记录1 以时间为基础的通用记录.......................................................................................31 记录2 以深度为基础的钻井记录.......................................................................................33 记录3 钻进接单根记录...................................................................................................34 记录4 水马力...................................................................................................................35 记录5 以时间为基础的起下钻及下套管.......................................................................36 记录6 以连接为基础的起下/钻及下套管记录...........................................................37 记录7 测斜及定向记录...................................................................................................38 记录8 MWD 地层评价 ...................................................................................................39 记录9 MWD 力学参数记录 ...........................................................................................42 记录10 压力评价...........................................................................................................43 记录11 泥浆池体积.......................................................................................................44 记录 12 以周期为基础的气体色谱分析.............................................................................45
记录13 以深度为基础的气体色谱分析.......................................................................46 记录14 迟到的连续泥浆性能记录...............................................................................47 记录15 岩屑及岩性.......................................................................................................49 记录16 油气显示...........................................................................................................50 记录17 固井(注水泥)...............................................................................................52 记录18 钻杆测试...........................................................................................................54 记录19 配置记录...........................................................................................................55 记录20 泥浆报告...........................................................................................................57 记录21 钻头报告...........................................................................................................59 记录22 备注...................................................................................................................61 记录23 井标识记录...........................................................................................................61 记录24 船舶(平台)移动及停泊状态.......................................................................62 记录25 天气及海洋状况...............................................................................................63 附录B 预定义数据记录项...........................................................................................................65 记录1 以时间为基础的通用记录...................................................................................65 记录2 以井深为基础的钻井记录...................................................................................68 记录3 钻进接单根记录...................................................................................................69 记录4 水马力记录...........................................................................................................70 记录5 以时间为基础的起下钻及下套管记录...............................................................72 记录6.以接单杯为基础的起下钻及下套管记录。..............................................................73 记录7 测斜及方位记录...................................................................................................74 记录8 随钻测量的地层评价记录...................................................................................75 记录9 随钻测量的机械记录 mmmm.......................................................................78 记录10 压力评价记录...................................................................................................79 记录11 泥浆池体积记录...............................................................................................80 记录12 以周期为基础的天然气色谱组分析记录.......................................................80 记录13 以深度为基础的天然气色谱分析记录...........................................................81 记录14 迟到的连续泥浆性能记录...............................................................................83 记录 15 岩屑及岩性记录..................................................................................................84 记录16 油气显示记录...................................................................................................86 记录17 注水泥记录.......................................................................................................87 记录18 钻杆测试记录(中途测试)...........................................................................89 记录19 配置记录...........................................................................................................90 记录20 泥浆报告记录...................................................................................................93 记录21 钻头报告记录...................................................................................................96 记录22 备注记录...........................................................................................................98 记录23 井标识记录.......................................................................................................99 记录24 船舶移动及停泊状态记录.............................................................................100 记录25 天气及海洋状况记录.....................................................................................101 附录C 数据助记词典.................................................................................................................104 附录D 单位助记 ........................................................................................................................123 附录E 钻机活动代码.................................................................................................................126 附录F 通信硬件及数据传输.....................................................................................................128 附录G:IEEE浮点格式.........................................................................................................132
第一章 绪言 井场信息传输规范(WITS)是一种通信格式,它应用于从一个计算机系统向另一个计算机 系统传输各种各样的井场数据。在石油工业的勘探和开发领域中,它作为一种推荐格式,使 作业和服务公司,既可以在联机状态下,也可以批传递方式进行数据交换。 WITS 是一种多级格式,它提供一个容易实现的具有灵活性不断增加的较高级别的进入 点。在低级别时,使用一种固定格式的数据流;而在高级别时,可应用一种自定义的定制的 数据流。 WITS 数据流由不连续的数据记录组成。每个数据记录的产生都是独立于其它数据类型, 并且每个数据记录都有唯一的触发变量和采样间距。通常,钻机动作决定了在其一给定时间 内使用哪个记录,以便只有合适的数据被传输。 WITS 还包括远程计算机系统向发送系统发送指令的方式,以便设置或改变某些参数,其 中包括传输的数据类型和传输间距。 除规定了数据传输格式外,WITS 还定义了一套基本的数据类型,以便增加用户自定义的 记录类型。 背景 多年来,许多作业和服务公司已经为电子数据交换开发了各种独有的格式。当服务公司 和作业者之间建立了一种新的工作关系之后,可能需要写入新的软件,在双方的数据采集和 分析系统能以一种正确的方式进行通信之前,要进行大量的试验和调试工作。通常导至必须 牺牲时间和数据的方式才能起动系统的问题。这些格式的陆续开发和维护需花费巨大的代价。 这些格式的匹配和修改的成本和复杂性常使参与这类服务的作业者感到棘手,并且大量 的井场数据常常不能被采集或迅速地被决策者采用,而这些数据对钻井过程中进行井场动态 分析,钻井监控和地层评价又是非常有用的。 为了解决这种信息传输问题,在国际钻井承包商协会(IADC 的钻井设备与测量分会(RIM) 下面成立了一个工作组--信息传输分会。 信息传输分会 信息传输分会是由作业和服务公司在计算机软件系统开发、地质和钻井工程等领域中工 作的代表所组成。他们都熟悉有关井场数据格式过多和不匹配的问题。 为了确保提出的格式对于整个石油工业是完全可行的,来自尽可能多的作业和服务公司 的代表们作出了巨大的努力。这种努力包括了在美国以及在欧洲和亚洲从事作业的公司的意 1
见。 该工作组的目标是广泛而具体的: “定义应用远程通信设施或硬件媒体,从井场向基地传输的数据流格式和信息内容。” 要使格式的遗漏最小,在下列领域里为获得在井场条件下监视或采集的数据项目的清单 作出了巨大的努力: --地质 --钻井工程 --随钻测量(MWD) --钻机参数 --固井(注水泥) --钻杆测试(DST) 在这些领域里提供数据采集服务的公司,就当前使用的数据项目和格式进行了表决。经 共同努力,小组成员就当前工业中使用的主要存在的数据格式和数据传输系统达成一致意见。 一个由该行业优秀人员广泛参加的研讨班就数据传输和格式化的一般方法,当前使用的不同 硬件及软件系统以及几种特定格式的特性和内容表达了意见。通过对 Amoco, Arco, Mobil 和 Tenneco 几家公司数据处理中心的现场参观和介绍,研讨班的效果得了加强。 随着综合性数据词典的建立和分会代表对现存格式的熟悉,他们希望通过周密考虑制定 一套适用于作业和服务公司双方现在及将来需要的规定。 这些需求是: --小公司和大公司均可达到 --在一定时期内能满足技术变化的工业需要 --提供一个简单的、低成本的进入点 --限定长期限的软件支持花销 --应用一种有效的传输方式 --能够用于联机和批处理方式 --能够在一个大范围计算机平台上执行 --能够满足单一远程用户和多个井场数据中心的需求 --包括现存的所有标准(法定的或事实上的) --兼顾国际和本国的需要 考虑到这些需求,分会接受测井信息标准(LIS)作为 WITS 的基本框架,并且着手阐述这 些格式的特定部分。选用 LIS 是因为它可以满足 WITS 提出的许多要求,这项工作的成果就是 在本书中所描述的 WITS 数据通信格式。 信息传输分会正发展成为井场信息传输指导小组。并且 WITS 指导小组,除了具有 IADC (国际钻井承包商协会)分会的地位外,也是 API (国石油学会)石油信息数据交换中心(PIDX) 的主要成员。API-PIDX WITS 用户组织的目的是要改进这些格式,答复解释问题,以及研究 2
在将来为满足新的要求而增强这些格式的方法。 井场信息传输规范(WITS) WITS 的主要特点是它所提供通信功能的多级方法。当前已定义了四个级别,0 级以 ASCII 码格式为基础,1 级到 3 级是以 LIS 为基础,而级别的增加都表示复杂性和灵活性的提高。 目前分会正在考虑第5级(WITS4 级),并很可能采用最近批准的 APIRP-66(DLIS)(美国石油学 会推荐格式)格式作为框架。它将考虑到更大程度的灵活性,但也带有一定程度的复杂性。这 个文件仅限于讨论 WITS0 级到 3 级,而 WITS4 级留在将来修订。 WITS(同 LIS 一样)传输的基本单位是“物理记录”(图 1.1) 。随后是物理记录包含一个 “逻辑记录”。虽然 LIS 标准有许多类型的逻辑记录,但仅有几种类型用于 WITS,使用规定 的类型以在不同级别内执行。 物理记录头 逻辑记录头 WITS 数据记录 物理记录尾 ←-------逻辑记录----→ ←---------------物理记录------------→ 图 1.1:WITS 数据记录的结构 在 WITS 中使用的基本逻辑记录类型是数据记录。每个数据记录由一组相关的数据项(字 段或通道)组成。而 LIS 是一个自定义格式,用数据格式说明(DFS)记录来描述其后的数据记 录内容,分会认为设置基本的“预定义数据记录”可作为进入该格式的好的进入点,以满足 大批作业者的需要,同时也减少了为所要求的更复杂的系统的开发时间。3 级允许用户通过 用 DFS 记录来使用客户记录类型。 当前规定的 WITS 级(从简单到复杂)是: WITS0 级 WITS0 级是由从一个计算机系统到另一个计算机系统的 ASCII 码格式数据值的单向传输 组成。这个级别的基本用意是为服务公司在井场进行数据交换提供一个简单的方法。例如, 如果在井场上只有一个通信通道可用于数据传输,而在这里又需要来自多个供应商的数据, 就可能要用到 WITS0 级。这也为对远程传输要求较低的用户提供一个容易的进入点。 WITS1 级 WITS1 级是由固定格式和内容构成的数据记录的单向传输组成。这些记录被命名为 WITS 预定义数据记录(Pre-Defined Data Records),其内容在附录 A 中描述。该级只包括 LIS 数据 记录,没有使用其他的 LIS 逻辑记录类型,也不可能进行双向对话。 对这些预定义数据记录,唯一可修改的是用其他数据项来取代被指定的备用通道。被发 送的记录及其传输问题必须预先商定,且仅能由发送者改变。 WITS2 级 WITS2 级也使用预定义数据记录,但包含了允许远程系统(接收端) 控制通信会话的各个 3
方面的双向对话。这些命令在 LIS 注释(类型 232) 逻辑记录内被发送。因此,在这一级中使 用 LIS 数据和注释记录。同 WITS1 级一样,数据记录的修改也只局限于用其它数据项取代备 用通道。由发送端进行数据记录的缓冲以及为后续应用而进行再传输或批传送,在这一级是 任选的。 WITS3 级 WITS3 级除支持预定义数据记录之外,还支持客户数据记录。这样的记录必须在使用前 预先指定,由发送端通过传输数据格式或说明记录(LIS 逻辑记录类型 64)给出内容的细节。 该级为数据传输又提供一个非常灵活的格式。然而,尤其是对接收端来说,这也肯定意味着 复杂性的增加,因为如果接收端要使用这一格式,就必须能够阅读数据格式或说明记录。预 定义数据记录是记录 1-25(LIS 逻辑记录类型 151-175)。WITS 数据记录 26-49(LIS 类型 176-199)是为指导小组以后定义而保留的,这时客户 WITS 数据记录可以是 50-80(LIS 类型 200-230)。在这一级,由发送端进行数据记录的缓冲是强制性的。 执行 WITS 影响执行的一个重要因素是用户到底是作业者还是服务公司。正常情况服务公司收集并 传输井场数据,它们的系统通常是发送端。同样,绝大多数作业者要接收和处理被传送的数 据,他们的系统通常是接收端。在某些情况下公司可能需要开发发送端和接收端两边的软件。 WITS 的执行者应熟悉这个文件和 LIS 手册(参考文献 2)。分会将在格式的说明和解释方 面帮助开发者。WITS 各级别的全面执行是极其重要的。如果 WITS 的一个级别被使用,那么 该级别 100%地要被执行。这包括两套单位制的处理。执行某个级别的部分内容将无助于为 开发这个格式的目标而作出的努力。 WITS 依从性 当确定由一个特殊系统支持的 WITS 级别的状态时,将使用下列指南: *WITS0 级(无论是在发送端、接收端状态还是在两者都有的状态,如果不是全部,它们 的记录是被支持的) *WITS1 级(无论是发送端、接收端状态或是在两者都有的状态;如果不是全部,它们记 录是被支持的) *WITS2 级(无论是发送端状态还是在接收端状态或是在两者都有的状态;它们的记录是 被支持的以及是否使用了缓冲器(2B 级)) *WITS3 级(无论是发送端状态、接收端状态或者在两者都有的状态) 使用 WITS 格式的优点 1、WITS 定义了数据内容和格式,是由专业化的服务公司和许多主要的作业者同意和审 查过的。 2、WITS 允许一系列的通信选择,从一个经很好定义的记录子集的简单单向数据传输到 双向通信会话。 4
3、WITS 产生了一个作业和服务公司联系的工具,而无需为软件支持非兼容的传输格式 花费无效投资。 4、WITS 为在井场或以井场进行数据传输方面提供了一种“通用语言”。 关于这个文件 在 WITS 的开发中,研究了 ISO/OSI(国际标准化组织/开放系统互联)模型的概念(参 考文献 1)。图 1.2 说明了 ISO/OSI 模型的各个层次以及 WITS 与该结构相适应的地方。 第二章介绍了数据格式或粗略地说是 WITS 会话层的各个方面,包括数据流格式以及 WITS 各个级别的传输会话实例。 第三章介绍数据内容,类似于“表示层”。解释了数据记录结构,并描述了预定义数据记 录。 第四章描述了在 WITS 双向对话中使用的命令。由这些命令在 2 级和 3 级中使用,0 级和 1 级的执行者忽略这些命令是安全的。 第五章包含了处理数据的执行指南。它包括了有关平均性、传输记录的同步性和缓冲的 注释。 附录包含对规范的详细说明,包括预定义数据记录以及数据助记词典的格式和内容。 在附录中还包括对某些通信硬件和“传输”层问题的讨论,这些都在WITS的系统阐 述过程中注明了,尽管不属于软件的说明部分,但有助于执行个别数据通信系统。 图 1.2WITS 与 ISO/OSI 模型的关系 ISO 模型层 井场信息传输规范(WITS) 7 6 5 4 3 2 1 应用 表示 会话 传输 网络 非 WITS WITS 数据记录 双向会话 非 WITS 错误检测 数据线路 修正、加密 物理 物理同步 5
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