一種電成像測井圖全井壁復原方法
2023-12-11 20:44:07
專利名稱：一種電成像測井圖全井壁復原方法
技術領域：
本發明涉及一種電成像測井圖全井壁復原方法，屬於測井技術數據處理領域；專利分類號G01V 1/40。
背景技術：
在測井過程中，通常使用電阻率掃描測井儀測量並製成的測井圖，由於井身結構和電阻率掃描測井儀結構上的原因，在測量時，儀器處於張開狀態，造成在沿井壁掃描時候，有部分井壁未能測量，覆蓋率不能達到100％，在電成像測井圖上產生白色條帶，影響了圖像的質量，如圖5所示，在計算處理過程中帶來麻煩。可補救的方法是在相同井深位置，將電阻率掃描測井儀轉動不同角度，重複測量多次，用以彌補原成像測井圖上產生的白色條帶，即未測數據部分。缺點是工作過程複雜化，並浪費時間，增加施工作業投入和風險。
發明內容
本發明的目的是提供一種電成像測井圖全井壁復原方法，使用已測井壁部分得到的數據，估算未測井壁部分數據，使全井壁圖像數據復原，使井壁圖像覆蓋率達到100％，可有效地改善和提高圖像質量；使處理過程簡化，節省時間；為測井資料的後續圖像處理奠定基礎，更清楚地反應地下地質的結構。
本發明的一種電成像測井圖全井壁復原方法的技術方案是一種電成像測井圖全井壁復原方法在測井時採用電阻率成像測井儀掃描井壁，其特徵在於，按以下方法進行圖像數據計算處理。
1輸入電阻率掃描成像測井儀極板數據；2計算已測點和未測點的空間位置3選擇待算未測點的已測影響點範圍；
4計算每個已測影響點係數即每個已測數據點對此未測點的貢獻的大小；5計算該未測點數值為所有影響的已測點數值乘以係數之和；6重複第3步至第5步，至全部未測點算完；7將已測點和計算後的未測點的數據顯示在顯示器上，或列印出圖。
其輸入電阻率掃描成像測井極板數據可以是4個～36個極板數據。
計算每個影響數點的係數即每個數據點對此點的貢獻的大小的計算方法，可用克裡金算法、拉格郎日算法、反距離加權等數學算法。
通過上述全井壁復原方法處理的測井圖，消除了圖像上白色條帶部分，使井壁覆蓋率達到100％，圖像質量明顯提高，為測井資料的後續圖像處理奠定了基礎，更清楚地反映了地下地質的結構。不必重複進行測量，使後續處理過程簡化，節省時間，降低成本，減小測井作業風險。
圖1是本發明的一種電成像測井圖全井壁復原方法的程序框圖。
圖2是電阻率成像測井儀器一個極板上紐扣結構示意圖。
圖3是電阻率成像測井儀器測量時儀器極板結構圖。
圖4是本發明的一種電原像測井圖處理前的一個深度點，未測數據和已測數據分布示意圖，圖中白色點代表未測數據，黑色點代表已測數據，圖中在某一深度處有6×6個已測點，6×4個未測點。
圖5是本實施例中，已測點和未測點的分布說明示意圖。圖中深度點為400個，已測數據為6×24×400個，未測數據為6×10×400個。
圖6是本發明的一種電成像測井圖全井壁復原方法的處理前，圖5數據的效果圖，圖中每點的灰度正比於電阻率，即黑色點代表低電阻率，淺色點代表高電阻率。
圖7是採用本發明的一種電成像測井圖全井壁復原方法計算處理後，測井圖全井壁復原的效果圖，圖中白色條帶部分被消除，覆蓋率達到100％。
圖8是本發明的實施例中的影響範圍點示意圖，黑點為選擇的影響範圍點，白點為待算的未測點，陰影點為本實施例計算的未測點。
具體實施例方式
以下結合附圖和實施例，對本發明的一種電成像測井圖全井壁復原方法，進行詳細描述。在使用電阻率掃描測定儀成像測井時，由於井身結構和電阻率掃描儀結構上的原因，儀器在測量時處於張開狀態，造成在沿井壁掃描時候，有部分井壁未能測量(圖3所示的紐扣間部分)，覆蓋率不能達到100％，在成像圖上產生白色條帶，(如圖6所示)，直接影響了圖像的質量。圖4中黑色表示已測數據，白色表示未測數據。
採用本發明的計算方法(如圖1所示)，可復原全井壁電成像測井圖，其方法是1.輸入電阻率掃描成像測井極板數據；將用電阻率掃描測井儀測井的極板數據輸入；本實施例輸入六條電阻率掃描曲線p1btn～p6btn，分別為400行24列的矩陣數據，即每個曲線有9600個採樣點。
2.計算未測點的空間位置此實施例中，儀器結構和井徑參數分別為，紐扣為兩排，每排12個紐扣電極，間距為0.2英時。儀器有6個極板，儀器測量井壁範圍為0.2×12.5×6＝15英時，12為一排紐扣長度，因為兩排紐扣上下交錯，如圖2所示，所以總長度為12.5，6為6個極板。圖2中1表示紐扣第一行，2表示紐扣第二行，圖2是示意圖，一排只顯示了8個。圖3中3表示一個極板，4表示另一個極板，圖中只顯示了兩個極板。井徑為6.7英時，故插值為6個400行10列的數據。取此例中一部分進行描述如圖8所示。
圖8中所有點依次為x[1][1]x[1][2] … x[1][14] x[1][15] x[1][16]… …… ………… …… ………… …… ………x[5][1]x[5][2] … x[5][14] x[5][15] x[5][16]x[6][1]x[6][2] … x[6][14] x[6][15] x[6][16]其中第一行x[1][1]～x[1][3]分別代表極板1的第22～24列數據，x[1][14]～x[1][16]代表極板2的第1～3列數據，中間x[1][4]～x[1][13]10列為未測數據。第二行依次類推。
圖8中，黑色表示已測數據，白色表示未測數據。此例所要計算的有60個點，位置如圖所示。此圖為平面展開圖，實際為立體圓柱狀圖，為了簡化計算過程，本例近似採用平面坐標計算。
3.選擇此待算點的影響範圍假設要計算第四行第一個白點的數值(圖8中陰影點)，可選擇影響範圍點為全圖中的36個黑點；也可以只第四行，第三個黑點一個數據點，本例中選擇全部黑點。
4.計算每個影響數點的係數即每個數據點對此點的貢獻的大小。計算的方法，可用克裡金算法、拉格郎日算法、反距離加權等。本實施例採用反距離加權法。
輸入所影響範圍的參數，選擇計算係數的數學算法。
例如對x[4][4]點的計算，影響點為x[1][1]～x[6][3]和x[1][14]～x[6][16]36個點。
採用反距離加權算法計算係數的方法。x[1][1]到x[3][4]的距離為，(1-4)2+(1-4)24.24]]>x[1][2]到x[4][4]的距離為，(1-4)2+(2-4)23.60]]>x[6][16]到x[4][4]的距離為，(6-4)2+(16-4)212.16]]>。對各個距離求倒數得到0.23，0.27……0.08，然後除以36個距離倒數和(0.23+0.27+……+0.08)，得到係數矩陣λ[1][1] λ[1][2] … λ[1][14] λ[1][15] λ[1][16]……… … … ………… … … ………… … … …λ[5][1] λ[5][2] … λ[5][14] λ[5][15] λ[5][16]λ[6][1] λ[6][2] … λ[6][14] λ[6][15] λ[6][16]根據不同情況，也可以採用由反距離加權法衍生的如距離的平方等方法，計算係數λ。
在計算每個影響數點的係數時，也可採用拉格朗日插值算法，公式如下[j][i]=(x4,4-x1,1)(x4,4-x4,3)(x4,4-x4,5)(x4,4-x6,16)(xj,i-x1,1)(xj,i-x4,3)(xj,i-x4,5)(xj,i-x6,16)]]>式中λ[j][i]表示第j行第i列的係數，(x4.4-x1.1)為第4行第4列到第1行第1列兩點的距離。
當然也可以採用Aitken插值、Hermite插值等的插值多項式，以及低次的分段線性插值、樣條函數插值。
在計算每個影響數點的係數時，還可採用克裡金插值法，方法如下首先，實驗變差函數可以通過下式計算(h)=12N(h)i=1N(h)[X(ui)-X(ui+h)]2]]>式中X(ui)代表未測點的空間位置，X(ui+h)為已測點的空間位置，N(h)為總的影響點數。γ(h)為變差函數(變異函數)。
計算的實驗變差函數常用球狀模型、指數模型、高斯模型、冪模型來擬合。其中球狀模型是最普遍採用的變差模型，它的標準化形式為sph(h)=C[32(ha)-12(ha)3]haCha]]>擬合後，計算出C，a。
由二階平穩假設下，變差函數和協方差滿足以下關係式C(h)＝C(0)-γ(h)根據下面的方程組j=1njC(ui,uj)=C(ui,u0)]]>其中i＝1，2，…，n其中C(ui，u0)表示未測點u0和已測點ui之間的協方差，C(ui，uj)表示已測點ui和uj之間的協方差。
用矩陣形式來表示(2.5)式為C(u1,u1)C(u1,un)C(un,u1)C(un,un)1n=C(u1,u0)C(un,u0)]]>解方程後就可計算出加權係數λi。
根據克裡金算法的衍生算法，例如塊可裡金等方法，也可以得到類似結果。
總之，按照上述的反距離加權法，拉格郎日算法，克裡金算法以及由上述方法衍生的、近似的多項式其它算法，都是現有的數學計算方法，都屬於本發明用於處理數據的技術手段總的構思範圍之內。
5.計算該點數值，為所有影響點的數值乘以係數之和，計算未測點數的公式為yj=i=1Nixi]]>其中yj為未測點數值，λi表示第i點已測係數，xi表示第i點已測數值，N為總的已測影響點個數。
轉化到本實施例的具體公式為x[4][4]=i=13j=16x[j][i][j][i]+i=1416j=16x[j][i][j][i]]]>得到x[3][4]數值。
6.依次類推，計算全部未測點數據，加上原來已測點數據就得到全井壁復原的成像數據。參見使用本方法的程序框1。
7.計算完後，將計算的數值，即電阻率的大小轉化成灰度或用相關方法，就得到全井壁復原圖，如圖7所示。也可採用偽彩色顯示或列印成彩色測井圖。從圖7看出，全井壁復原圖已使井壁覆蓋率達100％。
在對井壁數據進行後續處理，例如圖形圖像增強時，全部數據可用一個矩陣表示，不用多個矩陣表示。而以前在計算時候分別考慮每個矩陣，以及之間的聯繫，過程繁瑣。
經過對某區1345.1-1345.2m處的全井壁復原圖和井壁聲波成像圖及該深度井壁取心照片的對比，結果表明兩者的相關吻合性較好。從而證明了本發明的準確性。
結合實際生產情況，目前採用成像技術測量一口井的費用大約是8萬美金，時間為約15個小時。而重複測量時間和費用還要大大增加，而且增加了測井過程的作業風險。採用本發明方法，不僅有效地解決了電成像測井圖全井壁圖像的復原問題，而且在避免重複測量以及降低作業風險同時，大大降低了施工成本。
綜上所述，本發明要解決的技術問題是提供一種電成像測井圖的全井壁復原方法，使用了已測井壁部分得到的數據，估算未測井壁部分數據，使全井壁復原的技術手段，產生了使井壁覆蓋率達到100％，有效地改善圖像質量的技術的效果。因此，本發明屬於專利保護的範圍之內。
凡與本發明構思相同的技術方案，都在本權利要求保護範圍之內。
權利要求
1.一種電成像測井圖全井壁復原方法在測井時採用電阻率成像測井儀掃描井壁，其測井資料處理的特徵在於，按以下方法進行測井圖像數據計算處理；1輸入電阻率掃描成像測井儀極板數據；2計算已測點和未測點的空間位置；3選擇待算未測點的已測影響點範圍；4計算每個已測影響點係數即每個已測數據點對此未測點的貢獻的大小；5計算該未測點數值為所有影響的已測點數值乘以係數之和；6重複第3步至第5步，至全部未測點算完；7將已測點和計算後的未測點的數據顯示在顯示器上，或列印出圖。
2.按照權利要求1所述的一種電成像測井圖全井壁復原方法，其特徵在於，輸入電阻率掃描成像測井極板數據可以是4個～36個極板數據。
3.按照權利要求2所述的一種電成像測井圖全井壁復原方法，其特徵在於，計算每個影響數點的係數即每個數據點對此點的貢獻的大小的計算方法，可用克裡金算法、拉格郎日算法、反距離加權法。
全文摘要
一種電成像測井圖全井壁復原方法，屬於測井技術數據處理領域，專利分類號G01V 1/40。使用電阻率掃描測定儀，掃描測井；採用以下方法進行圖像數據計算處理輸入電阻率掃描成像測井極板數據，計算未測點的空間位置，選擇待算點的影響範圍，計算每個影響點係數，計算該點數值，重複上述第步到第步直到全部未測點，出圖；採用上述方法可使得全井壁的圖像復原，覆蓋率達100％，有效地改善圖像的質量，為測井資料的後續圖像處理奠定基礎，更清楚地反應地下地質結構，使復原過程簡化，降低重複測井作業風險。
文檔編號G01V1/40GK1687806SQ20051007517
公開日2005年10月26日 申請日期2005年6月10日 優先權日2005年6月10日
發明者康曉泉, 周正志, 賀維勝, 範樂元, 楊春頂 申請人:中油測井技術服務有限責任公司