CN105528390A - 一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，属岩心地质实物资料分析保存技术领域。它包括岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪、图像处理器、图像资料库服务器等；通过六个步骤构成专业数据库，可准确反映地质实物资料的原始状态信息，避免损坏实物资料，实现客观建立和描述地质综合图文数据模型，实用性强，使用方便，操作简单直观，可共享研究资料和分析成果，降低劳动强度，大大提高了工作效率；解决了现有搬移实物资料或局限在资料库的研究法，及无针对性专业系统数据库，使得地质实物资料难以不损原貌完整保存，研究资料和分析成果不可共享，搬移和重复劳动强度大，工作效率低的问题。

Description

一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法

技术领域

本发明涉及一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，属岩心地质实物资料分析保存技术领域。

背景技术

油气田、水电、煤炭、冶金、核工业以及其它矿藏勘探的宝贵地质实物资料，是通过钻井获得岩心、岩屑、井壁取心进而得到最可靠、最直观、反映地层地质特征最真实的第一手资料。地质学家历来对岩心、岩屑、井壁取心资料的保存都极为重视，但囿于当时科技发展的局限，上述宝贵的地质实物资料无法通过图像和数字信息保存，存在以下不足：

（1）实物资料在首次采样后即从井场运进库房，随着时间的推移和搬动次数的增多，实物资料不可避免地会受到自然和人为因素的破坏，很难再呈现其原始状态，丧失了观察完整资料的机会。

（2）由于搬动不方便且易造成损坏，所以研究工作一般只能局限在地质实物资料库里进行，不便于进行多学科、多方面、多人共同研究、探讨。

（3）岩屑颗粒较小，研究时需借助高倍放大镜，使得研究进展较慢，劳动强度大。

（4）研究成果不方便共享，重复研究的工作量较大。

随着普光和荧光专用仪器的出现，如何将获得的岩心、岩屑、井壁取心的图像和数字信息通过构建一套可及时、全面、完整、准确、永久呈现岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料状态，既方便专业研究者通过电脑共享地质实物资料信息和分析研究成果，为地质生产者提供决策信息，又避免搬移实物资料造成损坏，有效降低研究者劳动强度，提高工作效率的专用数据库，是地质勘探开发、地质实物资料保存亟待解决的问题。因此，研发一款可准确、系统反映地质实物资料原始状态信息，避免搬移损坏地质实物资料，使用方便，操作简单、直观，研究资料和分析成果可共享，降低劳动强度，提高工作效率的用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法是十分有必要的。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可准确反映地质实物资料原始状态信息，避免损坏实物资料，使用方便，操作简单、直观，研究资料和分析成果可共享，降低劳动强度，提高工作效率的用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法；解决现有搬移实物资料或局限在资料库的研究法，及无针对性专业系统数据库，使得地质实物资料难以不损原貌完整保存，研究资料和分析成果不可共享，搬移和重复劳动强度大，工作效率低的问题。

本发明是通过如下的技术方案来实现上述目的的

一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，包括岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪、电脑、图像处理器、客户端电脑、WEB服务器、图像资料库服务器、FTP图像文件服务器、图像库；其特征在于：它是通过如下步骤构建而成的：

步骤一、对用户在钻井现场取出的岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料进行专业归类整理，确保其反映真实的地质特征，并登记在册；

步骤二、通过岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪，将经过专业归类整理的地质实物资料信息转化为数字信息资料，保存为JPEG或BMP格式；

步骤三、通过图像处理器对数字图像进行预处理，保证数字图像资料可无缝拼接成图像文件，并将图像文件保存为JPGE或BMP格式；

步骤四、岩心、岩屑、井壁取心图文专业数据库由内模式物理数据库、概念数据库、外模式用户数据库构成；

步骤五、通过客户端电脑对地质实物数字资料进行处理分析，采用孔洞、粒度、荧光、铸体、裂缝、含油丰度分析、矿物分析方法对地质实物数字资料进行分析并将结果保存于图像资料库服务器；

步骤六、岩心、岩屑、井壁取心图文信息自动综合成图，根据不同用户的使用权限，提供定制的服务内容，在保证数据安全性的前提下，实现地质资料的共享应用。

所述的岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪与岩屑取心实物资料图像采集专用仪，均为自主研制，中国专利号为：ZL201110069413.1和ZL201420718026.5。

所述的步骤四的内模式物理数据库保存的是岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料的原始数据，即由内模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。

所述的步骤四的概念数据库指出每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，为存贮记录的集合。

所述的步骤四的外模式用户数据库是单个用户所看到和使用的数据库，表示一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。

本发明与现有技术相比的有益效果在于

该用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，可客观描述地质实物资料的综合图文数据模型；可准确反映地质实物资料原始状态信息，避免损坏实物资料，实用性强，有效降低数据冗余度，使用方便，操作简单、直观，研究资料和分析成果可共享，避免重复研究。无需搬移实物资料或在资料库现场研究，降低劳动强度，提高了工作效率，是地质工作者的好助手，非常有利于展开地质研究工作。很好地解决了现有搬移实物资料或局限在资料库的研究法，及无针对性专业系统数据库，使得地质实物资料难以不损原貌完整保存，研究资料和分析成果不可共享，搬移和重复劳动强度大，工作效率低的问题。

附图说明

图1一种岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法流程图；

图2岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪的结构示意图；

图3岩屑实物资料图像采集专用仪的结构示意图；

图4普光图像获取原理图；

图5荧光图像获取原理曲线图；

图6数据导入工具图；

图7数据写入工具图；

图8图文数据应用实例图；

图9地层示意图；

图10岩心综合柱状图；

图11岩心、岩屑荧光含油丰度曲线图；

图12为原图与分割图像对比效果图；

图13为裂缝分析成果图；

图14为粒度分析成果图；

图15沉积相综合图。

具体实施方式

下面结合图对本发明作进一步详细描述：

一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，包括岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪、电脑、图像处理器、客户端电脑、WEB服务器、图像资料库服务器、FTP图像文件服务器、图像库；其特征在于：它是通过如下步骤构建而成的：（参见图1）。

步骤一、对用户在钻井现场取出的岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料进行专业归类整理，确保其反映真实的地质特征，并登记在册；

步骤二、通过岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪（参见图2）、岩屑取心实物资料图像采集专用仪（参见图3），将经过专业归类整理的地质实物资料信息转化为数字信息资料并按规则进行编号，光学镜头可将光线聚焦到影像传感器上（参见图4），通过CCD/CMOS工业相机可将捕捉到的景物光信号转换为电信号；通过A/D（模/数转换器）转换成数字信号，然后才能以数据方式进行储存。接下来微处理器对数字信号进行压缩，并转换为JPEG或BMP图像格式；

荧光图像成像其特征为使用荧光光源（参见图5），其波长为365nm,含油气地质实物资料在吸收荧光光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段），荧光图像采集设备将其捕捉到的景物光信号转换为电信号保存为图像文件；通过对荧光图像进行分析对比，确定其荧光级别和面积，实现定性与定量描述。其中岩心/井壁取心普光图像分辨率可达500DPI以上，岩屑普光图像分辨率可达2000DPI以上，岩屑荧光图像分辨率可达650DPI以上；

步骤三、通过图像处理器对数字图像进行预处理，其特征是对非岩心实物图像的背景进行降噪处理，目的为保证数字图像资料可无缝拼接成为连续图像，图像文件保存为JPGE或BMP格式。通过压缩算法将原始图像进行缩略（压缩比1：10），目的是在显示完整的地层图像信息时，通常容量可达到5GB，降低网络传输的负载，提高客户端显示完整连续图像文件的速度；将压缩图与原始图分类上传至FTP图像库；

步骤四、建立岩心、岩屑、井壁取心图文专业数据库；该专业数据库采用关系型数据库结构模型，由内模式物理数据库、概念数据库、外模式用户数据库构成。数据库可采用oracle或SQlserver关系数据库，提取岩心、岩屑、井壁取心地理位置、深度位置、单个图像长度、岩性定名及描述等地学信息建立二维表，以开钻井名为单位保存相关数据。数据建库的方法有两种，一种是使用数据导入工具，通过配置数据源和目标数据源，将钻井取心的数据库ACCESS文件（参见图6）导入至岩心图文数据库；另一种在钻井取心没有数据库时，使用数据写入工具（参见图7），录入井号，取心层段地理位置、深度信息，加载图像文件自动生成图像文件库；使用Microsoft推出的ODBC(OpenDatabaseConnectivity)技术为异质数据库的访问提供了统一的接口，读取其他地学库的相关信息如常规测井、气测录井、常规物性（孔隙度、渗透率、饱和度），其特点是不需重复录入数据，与其他地学数据库关联起来，打破信息孤岛，提高数据的使用效率，实现多角度、多学科的研究；

步骤五、通过客户端电脑对地质实物数字资料进行处理分析，采用孔洞、粒度、荧光、铸体、裂缝、含油丰度分析、矿物分析方法对地质实物数字资料进行分析并将结果保存于图像资料库服务器；

以浏览器为图形用户接口的WEB应用系统，用户通过客户端输入检索关键字（包括：井号：“A1井”、取心次数：“3”、模板类型：“综合柱状图”）访问web服务（参见图8），其传输的请求信息，以XMLHTTP的形式传输到WEB服务器，WEB服务器根据请求向数据库进行查询，得到查询的结果集，结果集包含了“A1井”的第3次取心的岩心位置、深度、长度、岩性描述等信息；图像信息则由FTP服务器响应，根据要求传输指定的“A1井”第3次取心的图像文件，客户端将图像和文字信息按设定的模板进行排列，显示出客户所需要的结果，（参见图10）显示了“A1井”，第3取心，岩心综合柱状图模板的内容；

通过进一步分析方法能够提升对实物地质资料的认识：

（1）选取荧光岩心、岩屑图像上的荧光特征区域，通过程序计算得到含油面积（参见图11），连续计算一个深度范围的荧光含油面积，即得到含油分布趋势，其特点是帮助专业人员直观认识取心层段的油气分布；

（2）应用示例：通过选取图像的裂缝或粒度，计算裂缝和粒度的分布，图像分析通过提取特征点，原始图像与计算机提取区域示例（参见图12）通过计算得到综合分析统计结果,例如：将裂缝宽度、频率等分析统计结果自动生成图表“岩心图像裂缝参数宏观分析评价表”（参见图13）；将岩石粒径及分布统计结果自动生成直方统计图，得到“粒度分析统计结果表”(参见图14）。

（3）以岩心精细描述为例，对观察的岩心选取一段进行在线描述，如沉积构造（水平层理、斜层理等）、底界面性质（突变、渐变等）、岩性（砂岩、泥岩等）等地学特征，进行文字描述保存至数据库，实时生成（参见图15）岩心综合图，方便共享研究成果；

以上成果完成后保存至数据库，实现分析成果数据的建库过程；（参见图9）为地层剖面图，通过与地层剖面的对比研究，该用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法能够还原取岩心、岩屑地层段连续不间断的原貌，为地质研究人员提供一个全局的、清晰的、直观的地质研究平台；

步骤六、岩心、岩屑、井壁取心图文信息自动综合成图，根据不同用户的使用权限，提供定制的服务内容，在保证数据安全性的前提下，实现地质资料的共享应用。

能根据不同用户的使用权限，提供定制的服务内容，提供了日志管理，用户管理，在保证数据安全性的前提下，实现地质资料的永久保存、建库服务、用户授权、专业应用。

通过该用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法建立的针对岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料的专业数据库，保证了岩心、岩屑、井壁取心（普光、荧光）等各类信息及时、准确、全面地获取和永久性保存，便于专业研究人员及时分享地质实物资料信息及分析成果，及时为地质生产研究提供决策，实际使用证明，本发明已成为地质工作者的得力助手，研究操作简单方便，十分有利于进行地质研究工作。

以上所述只是本发明的较佳实施例而已，上述举例说明不对本发明的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本发明的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本发明技术方案的范围内，而不背离本发明的实质和范围。

Claims (5)

1.一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，包括岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪、电脑、图像处理器、客户端电脑、WEB服务器、图像资料库服务器、FTP图像文件服务器、图像库；其特征在于：它是通过如下步骤构建而成的：

步骤一、对用户在钻井现场取出的岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料进行专业归类整理，确保其反映真实的地质特征，并登记在册；

步骤二、通过岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪、岩屑取心实物资料图像采集专用仪，将经过专业归类整理的地质实物资料信息转化为数字信息资料，保存为JPEG或BMP格式；

步骤三、通过图像处理器对数字图像进行预处理，保证数字图像资料可无缝拼接成图像文件，并将图像文件保存为JPGE或BMP格式；

步骤四、建立岩心、岩屑、井壁取心图文专业数据库由内模式物理数据库、概念数据库、外模式用户数据库构成；

步骤五、通过客户端电脑对地质实物数字资料进行处理分析，采用粒度、裂缝、含油丰度分析、矿物分析方法对地质实物数字资料进行分析并将结果保存于图像资料库服务器；

步骤六、岩心、岩屑、井壁取心图文信息自动综合成图，根据不同用户的使用权限，提供定制的服务内容，在保证数据安全性的前提下，实现地质资料的共享应用。

2.根据权利要求1所述的一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，其特征在于：所述的岩心/井壁取心实物资料图像采集专用仪与岩屑取心实物资料图像采集专用仪，均为自主研制，中国专利号为：ZL201110069413.1和ZL201420718026.5。

3.根据权利要求1所述的一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，其特征在于：所述的步骤四的内模式物理数据库保存的是岩心、岩屑、井壁取心地质实物资料的原始数据，即由内模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。

4.根据权利要求1所述的一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，其特征在于：所述的步骤四的概念数据库指出每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，为存贮记录的集合。

5.根据权利要求1所述的一种用于岩心、岩屑、井壁取心专业数据库建设方法，其特征在于：所述的步骤四的外模式用户数据库是单个用户所看到和使用的数据库，表示一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。