GeoReveal成像處理軟件的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用

王磊 趙中明 齊寶權(quán) 張樹(shù)東

川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司

GeoReveal成像處理軟件的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用

王磊 趙中明 齊寶權(quán) 張樹(shù)東

川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司

成像測(cè)井資料攜帶了豐富的井壁地層導(dǎo)電特性和聲波傳播特性的相關(guān)信息,與常規(guī)測(cè)井資料相結(jié)合可用于巖性識(shí)別、裂縫識(shí)別、薄層分析以及沉積構(gòu)造研究等方面,特別是對(duì)于裂縫孔洞型儲(chǔ)層的研究更具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。Geo-Reveal解釋平臺(tái)的聲電成像處理軟件,通過(guò)對(duì)成像資料預(yù)處理、數(shù)據(jù)處理、圖像合成、圖像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)、圖像繪制、交互解釋以及定量分析,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種構(gòu)造和地質(zhì)目標(biāo)的解釋評(píng)價(jià)工作。在川西北地區(qū)JLS構(gòu)造下侏羅統(tǒng)珍珠沖段(3 287～3 300 m)礫巖儲(chǔ)層的應(yīng)用表明,該軟件處理資料速度快,人機(jī)交互處理靈活,解釋評(píng)價(jià)方便快捷,定量計(jì)算參數(shù)準(zhǔn)確,比國(guó)內(nèi)外同類(lèi)軟件有著更好的實(shí)用性。

GeoReveal解釋平臺(tái) 成像測(cè)井 圖像增強(qiáng) 交互解釋 頻譜分析 應(yīng)用 效果

成像測(cè)井以陣列電子掃描技術(shù)或超聲波得到井周的二維圖像,對(duì)井壁達(dá)到0.2 in(1 in=25.4 mm,下同)的分辨率,能夠精細(xì)地描述儲(chǔ)集層巖電特性的細(xì)微變化,方便用于巖性識(shí)別、裂縫識(shí)別、裂縫有效性分析、構(gòu)造分析、沉積相分析以及地應(yīng)力分析等[1-2]。3大石油測(cè)井服務(wù)公司 Schlum berger、A tlas以及 Halliburton具有各自的成像測(cè)井儀及相應(yīng)的成像處理軟件,但以Schlumberger的FM I效果最好。

為打破國(guó)外公司對(duì)成像處理技術(shù)的壟斷,川慶鉆探工程有限公司測(cè)井公司研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的GeoReveal成像處理軟件。該軟件是 GeoReveal解釋平臺(tái)核心組成之一,操作直觀(guān)簡(jiǎn)潔、方便,可處理國(guó)內(nèi)外各種主流的成像測(cè)井資料,完成從數(shù)據(jù)解編、圖像處理、交互解釋、定量評(píng)價(jià)分析等一系列解釋評(píng)價(jià)工作,該軟件主要內(nèi)容分為資料處理與解釋評(píng)價(jià)兩部分。

1 成像資料處理

GeoReveal成像處理軟件在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,針對(duì)國(guó)內(nèi)主流成像測(cè)井儀的設(shè)計(jì)原理、儀器結(jié)構(gòu)及測(cè)井方式,完成了成像資料預(yù)處理、圖像合成、圖像動(dòng)態(tài)增強(qiáng)以及圖像繪制等一系列功能模塊。形成了一套功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定的成像測(cè)井資料解釋處理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用鏈?zhǔn)焦芾斫Y(jié)構(gòu)(圖1),提供給用戶(hù)方便、靈活的、交互性強(qiáng)的人機(jī)界面。

圖1 成像處理流程鏈圖

1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

聲電成像測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理是軟件的基礎(chǔ)部分,在測(cè)井資料進(jìn)行圖像處理前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列深度校正,主要包括:電扣深度校正、極板深度校正、自動(dòng)相對(duì)深度校正、人機(jī)交互相對(duì)深度校正、加速度自動(dòng)校正等功能模塊,其中尤以加速度校正模塊最為關(guān)鍵。加速度校正實(shí)質(zhì)就是消除測(cè)井儀在非勻速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的微電阻率曲線(xiàn)畸變影響,恢復(fù)原始采樣數(shù)據(jù)和真實(shí)深度位置。通過(guò)計(jì)算每個(gè)紐扣電極測(cè)量值的有效深度,消除非勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的畸變。常用深度曲線(xiàn)計(jì)算方法有兩種:①對(duì)儀器運(yùn)動(dòng)的加速度作兩重積分;②對(duì)相鄰兩排紐扣電極的測(cè)量響應(yīng)相關(guān)對(duì)比。成像處理軟件已分別設(shè)計(jì)兩個(gè)相互獨(dú)立功能模塊,用戶(hù)可以根據(jù)需要應(yīng)用。

聲電成像測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理還包括在進(jìn)行圖像合成前對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的質(zhì)量檢測(cè)和自動(dòng)校正,特別是微電阻率掃描成像必須經(jīng)數(shù)據(jù)處理將各極板數(shù)據(jù)合并才能進(jìn)行全井眼的圖像合成,主要包括微電阻率掃描成像測(cè)井電扣質(zhì)量檢測(cè)、微電阻率掃描成像測(cè)井極板數(shù)據(jù)合并、微電阻率掃描成像測(cè)井極板均衡校正、聲電成像測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)濾波處理等功能模塊。尤其值得一提的是,軟件具備小井眼圖像幾何校正和STAR系列電阻率成像的增益恢復(fù)校正特色技術(shù)。

1.2 圖像合成

圖像合成主要包括數(shù)據(jù)矩陣的歸一化處理、圖像合成(數(shù)據(jù)矩陣的配色技術(shù))、圖像方位校正、圖像井眼幾何校正等功能模塊。其中,圖像配色技術(shù)直接關(guān)系到圖像視覺(jué)效果,如區(qū)域的亮度、輪廓等。優(yōu)化后的配色方案可以使地質(zhì)構(gòu)造的特征更加明顯。成像測(cè)井資料的調(diào)色板通常為黑棕黃白4種基本色塊形成色標(biāo)區(qū)間,其中核心技術(shù)主要是中間色彩的插值技術(shù),GeoReveal成像處理軟件涵蓋了4種不同的插值技術(shù)(線(xiàn)性插值、180°的余弦插值、階梯插值、反向插值)并且形成了相應(yīng)的軟件模塊,提供8種常見(jiàn)的色標(biāo)配色方案,可自定義圖像合成所使用的色標(biāo)以突出顯示某一地質(zhì)特征。

1.3 圖像增強(qiáng)處理

圖像增強(qiáng)技術(shù)目的是使圖像均勻,擴(kuò)大圖像動(dòng)態(tài)范圍,擴(kuò)展對(duì)比度。常用方法是基于直方圖的變換的對(duì)比度拉伸法和直方圖均衡法,對(duì)于灰度集中時(shí)比較適用[3]。當(dāng)細(xì)節(jié)信號(hào)(高頻,例如巖石紋理、細(xì)微壓裂縫)集中在較窄的灰度范圍內(nèi)并且集中的灰度范圍在整個(gè)灰度級(jí)空間內(nèi),使用上述的兩種方法無(wú)法對(duì)不同的區(qū)域內(nèi)像素進(jìn)行不同程度的放大或者縮小,而小波分析對(duì)比增強(qiáng)算法能有效地解決這一問(wèn)題,其原理是先應(yīng)用小波分解技術(shù)提取細(xì)節(jié)信息,通過(guò)小波分解,使某種分辨率下難以區(qū)分的特征在另一種分辨率下將很容易被區(qū)分和檢測(cè),既保留圖像的整體特征,又得到各個(gè)分辨率上的細(xì)節(jié)。然后對(duì)細(xì)節(jié)信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)放大后,再重構(gòu)到原圖中。

1.4 圖像繪制

GeoReveal成像處理軟件提供常規(guī)的兩種圖件:靜態(tài)平衡圖像和動(dòng)態(tài)的加強(qiáng)圖像。靜態(tài)平衡圖像采用全井段的統(tǒng)一配色,目的是反映全井段的相對(duì)電阻率的變化;動(dòng)態(tài)的加強(qiáng)圖像為解決有限的顏色刻度與全井段大范圍的電阻率變化之間的矛盾,一般采用每半米井段配色,所形成的動(dòng)態(tài)圖其分辨能力很強(qiáng),常用于詳細(xì)的地層分析。另外,軟件還具備多井繪圖模式下的全井段三維圖像動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)功能,可以更為直觀(guān)地觀(guān)察井壁電性特征變化。

2 成像資料解釋評(píng)價(jià)

成像測(cè)井可提供大量的信息用于地層定性、定量評(píng)價(jià),GeoReveal成像處理軟件可完成傾角處理、地質(zhì)特征人工交互解釋以及聲波成像井眼穩(wěn)定性分析(圖2)等信息的提取,而且具有裂縫參數(shù)計(jì)算、特殊巖性體積含量計(jì)算以及孔隙度頻譜分析等一系列定量評(píng)價(jià)模塊。

圖2 套管內(nèi)面腐蝕和磨損實(shí)例圖

2.1 微電阻率成像傾角處理

地質(zhì)沉積層理的自動(dòng)識(shí)取主要是針對(duì)國(guó)外3家測(cè)井公司的電成像資料進(jìn)行傾角分析,同常規(guī)傾角測(cè)井相比具有縱向分辨率高、計(jì)算準(zhǔn)確等特點(diǎn)。GeoReveal電成像處理軟件采用了電導(dǎo)率曲線(xiàn)相關(guān)對(duì)比計(jì)算高程差的方法進(jìn)行常規(guī)傾角資料的處理,計(jì)算首先進(jìn)行相關(guān)性分析,然后電導(dǎo)率曲線(xiàn)自動(dòng)優(yōu)選,保證可信的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行傾角計(jì)數(shù)和傾角質(zhì)量分析。同一深度只要有3條電導(dǎo)率曲線(xiàn)正常就可以計(jì)算出可靠的地層傾角。

2.2 圖像交互式解釋

成像測(cè)井圖像人機(jī)交互分析主要指在圖像上進(jìn)行的地質(zhì)特征交互解釋和指定井段的地質(zhì)沉積層理的自動(dòng)識(shí)取。地質(zhì)特征交互解釋包括:地質(zhì)沉積層理的人工識(shí)取及產(chǎn)狀自動(dòng)計(jì)算;規(guī)則裂縫的人工識(shí)取及產(chǎn)狀自動(dòng)計(jì)算;網(wǎng)狀縫及不規(guī)則縫的交互解釋等功能模塊。

2.3 裂縫參數(shù)定量計(jì)算

針對(duì)裂縫性?xún)?chǔ)層的特點(diǎn),電成像資料不僅能夠識(shí)別裂縫、劃分裂縫類(lèi)型、確定裂縫發(fā)育層段,還能夠用于裂縫定量分析,計(jì)算裂縫參數(shù)[4-5]。裂縫參數(shù)計(jì)算主要有裂縫張開(kāi)度、裂縫視孔隙度、裂縫密度、裂縫長(zhǎng)度等。

2.4 孔隙度頻譜分析

標(biāo)定的電阻率圖像利用A rchie模型可轉(zhuǎn)變?yōu)榫芤暱紫抖葓D像,通過(guò)對(duì)儲(chǔ)層孔隙分布頻率譜統(tǒng)計(jì)分析,確定基質(zhì)孔隙與次生孔隙的分界點(diǎn),從而確定原生孔隙與次生孔隙比率、次生孔隙率、視原生孔隙以及視總孔隙?？紫额l率分布曲線(xiàn)只有一個(gè)峰值,說(shuō)明僅發(fā)育原生孔隙、而峰值帶的寬窄反映非均質(zhì)性的強(qiáng)弱,峰值帶寬說(shuō)明非均質(zhì)性強(qiáng),反之亦然。在孔隙度頻譜分析中,孔隙率值的分布是以不同大小孔徑的孔隙來(lái)度量的,通?？捎貌煌陌俜直?20%,40%,60%,80%)來(lái)表示(圖3)。

圖3 孔隙度頻譜分析實(shí)例圖

圖4 軟件應(yīng)用實(shí)例圖(注:1 ft=0.304 8 m)

3 軟件應(yīng)用實(shí)例

圖4為川西北地區(qū)JLS構(gòu)造某井珍珠沖組3 287～ 3 300 m礫巖儲(chǔ)層常規(guī)測(cè)井與電阻率成像成果圖,通過(guò)GeoReveal電成像處理軟件處理的成像圖可識(shí)別該段巖性為礫巖,常規(guī)測(cè)井資料指示物性較差,電成像成果圖顯示礫內(nèi)縫、礫緣縫以及穿礫縫發(fā)育,孔隙頻譜峰展布較寬,表明次生孔隙較發(fā)育,錄井顯示“氣測(cè)異?！?結(jié)合其他資料該段綜合解釋為氣層。根據(jù)試油資料,該段產(chǎn)氣1.58×104m3/d,驗(yàn)證了解釋結(jié)論的正確性。

4 結(jié)束語(yǔ)

GeoReveal成像處理軟件的研發(fā)不僅提供了便捷的資料處理分析工具,更為成像測(cè)井各種新方法的應(yīng)用搭建了平臺(tái),為用戶(hù)進(jìn)行更為深化研究提供技術(shù)支撐。目前國(guó)內(nèi)主流的成像處理都朝著更為精細(xì)的方向發(fā)展,不斷加強(qiáng)圖像處理技術(shù),提升圖像顯示效果。同時(shí)更為深入地進(jìn)行各種定量分析,如將巖心刻度與圖像分析技術(shù)相結(jié)合,可以更好的評(píng)價(jià)溶蝕孔洞、裂縫等地質(zhì)目標(biāo);與其他測(cè)井資料相結(jié)合,確定沉積特征和沉積環(huán)境,量化分析沉積相;分析構(gòu)造和地應(yīng)力等。后續(xù)還有很多研究工作需要開(kāi)展,不斷完善和優(yōu)化軟件各種功能,以促進(jìn)成像測(cè)井在地質(zhì)勘探領(lǐng)域更為廣泛的應(yīng)用。

[1]石油測(cè)井情報(bào)協(xié)作組.測(cè)井新技術(shù)的應(yīng)用[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

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[3]章毓晉.圖像處理和分析[M].北京:清華大學(xué)出版社, 1999.

[4]閆建平,蔡進(jìn)功,首祥云,等.成像測(cè)井圖像中的裂縫信息智能拾取方法[J].天然氣工業(yè),2009,29(3):51-53.

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Developmen t and application of image log processing software in the GeoReveal platform

Wang Lei,Zhao Zhongming,Qi Baoquan,Zhang Shudong
(Logging Com pany of Chuanqing D rilling Engineering Co.,L td.,CN PC,Chongqing 400021,China)

NATUR.GAS IND.VOLUM E 31,ISSUE 2,pp.55-58,2/25/2011.(ISSN 1000-0976;In Chinese)

Image logs contain rich info rmation about electrical conductivity and acoustic wave p ropagation characteristics of sidewall fo rmations.In combination w ith conventional logging data,they can be used to identify lithologies and f ractures,analyze thin layers, and study sedimentary structures.They have unique advantages in the study of fractured-vuggy reservoirs.The image log p rocessing softw are in the GeoReveal p latfo rm can perfo rm interp retation and app raisal of various structures and geologic targets through the p rep rocessing of image logs,data p rocessing,image synthesis,dynamic contrast enhancementof images,imagemapping and disp laying,interactive interp retation as well as quantitative analysis.It is app lied to the conglomerate reservoirs in the Lower Jurassic Zhenzhuchong Formation(3287 -3300 m)of the JLS structure in the northwestern Sichuan Basin.This software is rapid in data p rocessing,flexible in interactive p rocessing,convenient in interp retation and app raisal,and accurate in quantitative calculation.It is more p ractical than other similar softwares.

GeoReveal Interp retation Platfo rm,image logging,image enhancement,interactive interp retation,spectrum analysis, app lication,effect

王磊,1981年生,工程師,碩士;主要從事測(cè)井解釋與方法研究工作。地址:(400021)重慶市江北區(qū)大石壩大慶村400號(hào)。電話(huà):(023)67352050。E-mail:w l_slc@126.com

王磊等.GeoReveal成像處理軟件的開(kāi)發(fā)及其應(yīng)用.天然氣工業(yè),2011,31(2):55-58.

10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.013

2010-12-03 編輯 韓曉渝)

DO I:10.3787/j.issn.1000-0976.2011.02.013

Wang Lei,engineer,born in 1981,ismainly engaged in log interp retation and methodology research.

Add:No.400,Daqingcun,Dashiba,Jiangbei District,Chongqing 400021,P.R.China

Tel:+86-23-6735 2050 E-mail:w l_slc@126.com