CN108252707A - 一种电成像测井图像增强显示处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电成像测井图像增强显示处理方法，首先通过电成像仪器测井获取成像数据；然后根据测井仪器参数对成像数据进行电扣深度对齐；对成像数据进行坏数据检测和剔除；对进行坏数据剔除后的成像数据进行PALM处理(PALM:Phase Activation Localization Microscopy，相阵激励定位显微技术)；对PALM处理后的数据进行成像显示处理，得到成像图。该方法能够有效消除泥浆间隙和泥饼等因素对成像测量产生的影响，有效提高成像测井图像的清晰度和分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及油田开发技术领域，特别涉及一种水基或油基泥浆环境下电成像测井图像增强显示处理方法。
背景技术
电成像测井资料不是把数据处理成测井曲线，而是把数据直接变成反映地质现象的可视化图像，能更直观地反映地质特征，应用更加简便。电成像测井具有很高的纵向分辨率，可以连续揭示井筒表面岩石结构的详细特征，并具有方向性，具备能够精确分析地层倾角、方位和地层间接触关系的能力。成像测井是指在井下采用传感器阵列扫描测量或旋转扫描测量，沿井眼纵向、周向或径向大量采集地层信息，传输到井上以后通过图像处理技术得到井壁的电性特征成像图，通过对图像信息的研究就可以详细、深入地了解地下地质现象和特征。
电成像测井的市场份额正在快速增长，研发电成像测井装备是测井服务以市场为导向的重要推动因素。电成像测井技术和服务市场在国际上基本由三大石油服务公司(Schlumberger、Halliburton、Baker-Hughes)控制，这三家油服公司均能够为油公司提供电成像测井服务，同时它们均研制了各自的电成像仪器和相应的数据处理软件。
目前，油基泥浆电成像测井仪器对于关键井已是必不可少的测量装置，国外已经发展了较为成熟的电成像测井仪器以及处理解释软件，但是存在技术壁垒，只提供服务而不提供产品。因此不但制造油基电成像仪器的技术需要我们自主研发，相对应的电成像测井数据处理与解释软件也需要我们自己研究和开发。
在电成像测井处理技术方面，国外油服公司发展了较为先进的成像处理解释软件，但是由于其软件价格昂贵，处理技术封锁，以及无法针对国产仪器所测的资料进行处理等原因，无法在国内普及应用。国内的电成像测井处理软件在最近几年逐渐发展起来，它们都具有一定成像资料处理能力，但处理得到的成像图像的质量没有国外几大油服公司处理出的成像图的质量高。由于在实际测井中仪器钮扣电极与井壁之间存在泥浆间隙或者泥饼，这会削弱仪器对地层纹理特征的感知能力，降低测量信号对地层特征的分辨能力，从而降低成像图像的分辨率和清晰度。
发明内容
为了解决这一问题，本发明所采取的技术方案为：一种电成像测井图像增强显示处理方法：在数据成像显示之前包括步骤：PALM数据处理，其中PALM定义为：PhaseActivation Localization Microscopy，相阵激励定位显微技术；具体包括步骤：
1)确定特征增强系数矩阵,所述特征增强系数矩阵为M×N阶矩阵，其中M>1，N>1且M、N为奇数；
2)选定需要进行校正处理的点，也称为当前点，所述当前点与所述特征增强系数矩阵中第(M+1)/2行、第(N+1)/2列的系数对应，以所述当前点周围包含其自身在内的多个数据点构成与所述特征增强系数矩阵匹配的矩形阵列区域，使所述特征增强系数矩阵中的系数与所述矩形阵列区域中的数据点一一对应，根据所述特征增强系数矩阵对所述当前点进行校正处理。
进一步地，所述特征增强系数矩阵必须满足如下的条件：①所有系数之和为1；②所述当前点的系数必须大于0，除当前点之外的点的系数必须小于0；③每个点的系数值的绝对值的大小必须与距当前点的距离成反比，即距离当前点距离越大其系数值的绝对值越小。
进一步地，对于极板边缘数据，需采用变形的系数矩阵进行校正处理，其中，左边缘数据处理所采用的变形的系数矩阵由所述特征增强系数矩阵中第(N+1)/2列至第N列系数构成，且除第(N+1)/2列外其余系数放大为原来的2倍；右边缘数据处理所采用的变形的系数矩阵由所述特征增强系数矩阵中第1列至第(N+1)/2列系数构成，且除第(N+1)/2列外其余系数放大为原来的2倍。
进一步地，根据仪器类型得到相邻测量纽扣横向间距值和仪器正演仿真得到的与所述当前点相邻的数据点的系数，确定所述特征增强系数矩阵中的系数。
进一步地，所述校正处理为：使用所述矩形阵列区域中数据点的测量值乘以特征增强系数矩阵中该数据点所对应的系数，然后对各个点的值相加即可得到当前点校正后的值。
进一步地，在所述步骤PALM数据处理前，还依次包括以下步骤：S1、电成像数据测量；S2、电扣数据深度对齐；S3、坏数据检测和剔除；S4、数据均衡化处理。
本发明的有益效果为：通过设计和使用独特的特征增强系数矩阵对成像数据进行处理，可以显著提高成像图像的分辨率和清晰度，有效降低泥浆间隙、泥饼等因素对测量产生的影响。
附图说明
通过参考所提供的附图的详细的描述，本发明的优势将能够表述的更加清楚。
图1表示本发明实施例电成像数据处理的流程。
图2表示本发明实施例的仪器实际测井环境的示意图。
图3表示本发明实施例仪器测量极板的外观。
图4表示本发明实施例中进行数据处理时使用的特征增强系数矩阵。
图5表示极板左边缘数据处理所采用的变形后的系数矩阵。
图6表示极板右边缘数据处理所采用的变形后的系数矩阵。
图7表示本发明实施例的特征增强系数矩阵在一个维度方向上(水平方向)的多组系数值的曲线图。
图8表示经过本发明实施例所述方法处理得到的电成像图像与没有经过本发明所述方法处理得到的电成像图像的比较。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示为本发明实施例电成像数据处理的流程。包括步骤101、电成像数据测量，通过仪器测井获得质量合格的电成像测井数据；步骤102、电扣数据深度对齐；步骤103、坏数据检测和剔除；步骤104、数据均衡化处理；步骤105、PALM数据处理，PALM定义为:PhaseActivation Localization Microscopy，相阵激励定位显微技术；步骤106、数据成像显示。
本发明实施例仪器实际测井环境的示意图和仪器测量极板的外观如图2和3所示，仪器包含多个测量极板，测量极板和仪器主体通过仪器臂连接。实际测量时由于井壁的不规则性和泥浆的存在，测量极板和井壁之间必然存在间隙，间隙的存在会对测量产生影响，使测量数据不能准确灵敏的反映地层的真实电性特征。仪器测量极板中包括测量钮扣电极1，其成阵列的形式分布在极板上，一般一个仪器有多个相同的测量极板，极板间按照一定角度分布在仪器周向360度范围，所以电成像仪器测得的极板成像数据是二维阵列数据。还包括绝缘体2，起到分割屏蔽电极和发射电极的作用；屏蔽电极3对发射电极起聚焦作用；极板体4对各电极起承载作用；回流电极5起到电流回流作用。
步骤105、PALM数据处理，具体还包括以下步骤：
步骤1)确定特征增强系数矩阵，本实施例中采用5×5阶系数矩阵，其系数矩阵分布如图4所示，其中中间点A为需要进行校正处理的点，也称为当前点，该点校正处理需要用到其周围包含其自身在内的25个点，每个数据点赋予一个比例系数，a―j表示每个点所赋予的比例系数，其必须满足如下的条件：①所有系数之和为1；②A点的系数a必须大于0，除A之外的点的系数必须小于0；③每个点的系数值的绝对值的大小必须与距A点的距离成反比，即距离A距离越大其系数值的绝对值越小。
本发明实施例在进行数据处理时是按极板数据分别进行处理的，对每个极板边缘的两列数据需要进行特殊处理，即对原有的系数矩阵进行变形，使用变形后的系数矩阵进行计算，变形后的系数矩阵如图5、图6所示。
图5表示极板左边缘数据处理所采用的变形后的系数矩阵，该变形的系数矩阵由图4所示特征增强系数矩阵中第3列至第5列系数构成，且除第3列外其余系数放大为原来的2倍，即系数a、b和c的值不变，其它位置的系数全部放大为图4系数矩阵中对应值的2倍。图6表示极板右边缘数据处理所采用的变形后的系数矩阵，该变形的系数矩阵由图4所示特征增强系数矩阵中第1列至第3列系数构成，且除第3列外其余系数放大为原来的2倍，即系数a、b和c的值不变，其它位置的系数全部放大为原来的2倍。
上述系数的确定与仪器的测量钮扣电极之间的横向间距是存在联系的，即图4中的d1所示，d1的大小与仪器结构相关，d1越大其横向钮扣电极测量值对当前钮扣测量值的影响越小，反之影响则越大，图4中的d2表示电成像钮扣电极测量的采样间距，该数据可以从测井信息中获取，测井采样间隔与测井仪器类型和测井参数设置有关。
由于系数b是纵向离当前点最近的一个点，给定b点比较易于判断a系数的大小，使用本发明实施例时需要根据仪器类型给出相邻测量钮扣横向间距值和系数b的大小，然后根据上述系数满足的条件自动计算得到一组系数值。又根据相关仪器正演仿真得到b系数的大小适合在[-1.0,-0.1]之间，在此范围之间给定的b系数得到的一组系数值具有更优的处理效果。当然，在其它实施例中也可给定其它位置的任何一个点系数值，也可得到唯一的一组系数值。
如图7所示为本发明实施例的特征增强系数矩阵在一个维度方向上(水平方向)的多组系数值的曲线图。满足图4所述条件的系数矩阵并不具有唯一解，满足其条件的系数矩阵可以存在多组，但是我们根据测量仪器自身的结构，经过正演仿真的手段可以得到较优的系数值，以达到更加优化的处理效果。系数矩阵在另一个维度(竖直方向)上也具有和所述水平方向相同的特征，即也需要根据仪器结构进行正演仿真，得到较优化的系数值。
步骤2)根据所述特征增强系数矩阵对所述当前点进行校正处理。在确定一组较好的特征增强系数矩阵值之后，使用矩阵中测量点的测量值乘以系数矩阵，然后对各个点的值相加即可得到当前点的校正值，用公式表示是Vc为当前点经过校正处理后的新值，Vij表示矩阵中某点的测量值，Xij表示该点对应的系数值。
对使用特征增强系数矩阵处理后的数据进行成像显示处理，得到静态成像图和动态成像图，数据处理后的图像增强。如图8所示，图中图像绘图道第一道为原始数据经过电扣数据深度对齐、坏数据检测和剔除、数据均衡化处理以后进行成像得到的静态成像图，绘图道第二道为在上述处理步骤的基础上增加本发明PALM数据处理步骤后成像得到的静态成像图，第三道为原始数据经过电扣数据深度对齐、坏数据检测和剔除、数据均衡化、成像处理以后得到的动态成像图，第四道为在上述处理步骤的基础上增加本发明PALM数据处理步骤后成像得到的动态成像图。可以明显看出无论是静态成像图还是动态成像图，在使用本发明实时例所述方法处理后得到的图像特征更加突出、纹理更加清晰，显著提高了图像的分辨率。
以上实施例不仅限于电缆电成像仪器测井数据处理，该方法还可应用于随钻电成像仪器测井成像图像的增强显示处理，亦可有效提高图像的清晰度和分辨率。
以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利保护范围的限制。其具体使用方法可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于，在数据成像显示之前包括步骤：
PALM数据处理，其中PALM定义为：Phase Activation Localization Microscopy，相阵激励定位显微技术；具体包括步骤：
1)确定特征增强系数矩阵,所述特征增强系数矩阵为M×N阶矩阵，其中M>1，N>1且M、N为奇数；
2)选定需要进行校正处理的点，也称为当前点，所述当前点与所述特征增强系数矩阵中第(M+1)/2行、第(N+1)/2列的系数对应，以所述当前点周围包含其自身在内的多个数据点构成与所述特征增强系数矩阵匹配的矩形阵列区域，使所述特征增强系数矩阵中的系数与所述矩形阵列区域中的数据点一一对应，根据所述特征增强系数矩阵对所述当前点进行校正处理。
2.根据权利要求1所述的一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于：所述特征增强系数矩阵必须满足如下的条件：①所有系数之和为1；②所述当前点的系数必须大于0，除当前点之外的点的系数必须小于0；③每个点的系数值的绝对值的大小必须与距当前点的距离成反比，即距离当前点距离越大其系数值的绝对值越小。
3.根据权利要求1所述的一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于：对于极板边缘数据，需采用变形的系数矩阵进行校正处理，其中，左边缘数据处理所采用的变形的系数矩阵由所述特征增强系数矩阵中第(N+1)/2列至第N列系数构成，且除第(N+1)/2列外其余系数放大为原来的2倍；右边缘数据处理所采用的变形的系数矩阵由所述特征增强系数矩阵中第1列至第(N+1)/2列系数构成，且除第(N+1)/2列外其余系数放大为原来的2倍。
4.根据权利要求2所述的一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于：根据仪器类型得到相邻测量纽扣横向间距值和仪器正演仿真得到的与所述当前点相邻的数据点的系数，确定所述特征增强系数矩阵中的系数。
5.根据权利要求1所述的一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于：所述校正处理为：使用所述矩形阵列区域中数据点的测量值乘以特征增强系数矩阵中该数据点所对应的系数，然后对各个点的值相加即可得到当前点校正后的值。
6.根据权利要求1所述的一种电成像测井图像增强显示处理方法，其特征在于：在所述步骤PALM数据处理前，还依次包括以下步骤：
S1、电成像数据测量；
S2、电扣数据深度对齐；
S3、坏数据检测和剔除；
S4、数据均衡化处理。
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