隨鉆電成像儀器磁流激勵(lì)仿真和圖像增強(qiáng)方法

摘要：提出采用磁流替代環(huán)形線圈激勵(lì)源方法模擬隨鉆電成像儀器（REIT）響應(yīng)，在考察隨鉆電成像測(cè)井儀器的探測(cè)特性基礎(chǔ)上進(jìn)行環(huán)境校正方法研究，旨在獲得清晰度增強(qiáng)圖像?？紤]偏心距、地層電性參數(shù)、井眼參數(shù)變化，建立儀器響應(yīng)函數(shù)庫，利用查庫方法反演偏心距并對(duì)圖像進(jìn)行井眼環(huán)境校正和軟件聚集增強(qiáng)處理，實(shí)現(xiàn)提高圖像質(zhì)量目的。結(jié)果表明，采用本文給出的方法可以對(duì)儀器原始采集的電信號(hào)進(jìn)行井眼環(huán)境校正和圖像增強(qiáng)，對(duì)提高圖像質(zhì)量、消除井眼環(huán)境對(duì)測(cè)量影響具有良好效果，在成像測(cè)井地層評(píng)價(jià)、隨鉆電成像地質(zhì)導(dǎo)向應(yīng)用中都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：隨鉆電成像； 反演； 偏心； 環(huán)境校正； 圖像增強(qiáng)

中圖分類號(hào)：P 631.9"" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引用格式：于增輝，劉保銀，盧濤，等.隨鉆電成像儀器磁流激勵(lì)仿真和圖像增強(qiáng)方法［J］. 中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2024，48（4）：92-100.

YU Zenghui， LIU Baoyin， LU Tao， et al. Magnetic current excitation simulation and image enhancement methods for logging while drilling resistivity imaging tools

［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science）， 2024，48（4）：92-100.

Magnetic current excitation simulation and image enhancement

methods for logging while drilling resistivity imaging tools

YU Zenghui1， LIU Baoyin2， LU Tao1， LIU Yaowei1

（1.Oil Field Technology Research Institute of China Oilfield Services Limited， Yanjiao 065201， China;

2.Hangzhou Xunmei Technology Company Limited， Hangzhou 310012， China）

Abstract：This paper proposes using magnetic current excitation instead of a circular coil as the excitation source to simulate the response of drilling electrical resistivity imaging tool （REIT） and investigates the detection characteristics of drilling electrical imaging logging tools. Building on this， environmental correction methods are developed to obtain clearer and enhanced images. The study constructs an instrument response function library by varying the eccentricity， formation electrical parameters， and borehole parameters. A rapid method is used to invert the eccentricity， followed by borehole environment correction and software aggregation enhancement to improve the image quality. Instrument eccentricity affects the button electrode differently， impacting the aggregation effect of the electrode plate and resulting in issues like unclear images， loss of texture details， and poor image balance. The proposed method corrects the original electrical signals in the borehole environment and enhances the images， effectively mitigating the influence of the borehole environment on measurements. This approach is significant for formation evaluation in imaging logging and for geological guidance in electrical imaging while drilling.

Keywords：electrical imaging while drilling; inversion; eccentricity; environmental correction; image enhancement

近年來基于螺線環(huán)形線圈（Toroid線圈）激勵(lì)原理［1-3］的隨鉆電成像測(cè)井儀器具有分辨率高、電阻率測(cè)量量程大的特征，取得了很好的市場應(yīng)用，如斯倫貝謝的MicroScope和MicroScope-HD，哈里伯頓的AFR，貝克休斯的StarTrak，Oliden公司的GeoFusion等［4-6］，隨鉆電成像逐步取代電纜電成像已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。隨鉆電成像探測(cè)深度一般比較小，井眼的存在使得測(cè)量紐扣與井壁存在一定間隙［6］，會(huì)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，在斜井、水平井環(huán)境下［7-9］，不規(guī)則井眼、儀器因重力作用常常會(huì)引起儀器偏心，導(dǎo)致電阻率成像圖像清晰度下降、分辨率降低、圖像360°展開圖均衡性差等問題，影響成像效果。針對(duì)這種情況，筆者以中海油服新型高分辨率隨鉆電成像儀器（REIT）為例，基于矢量棱邊基有限元素法求解磁場波動(dòng)方程，模擬REIT在地層中響應(yīng)。在對(duì)REIT儀器井眼環(huán)境因素響應(yīng)規(guī)律模擬基礎(chǔ)上，通過反演獲得地層電性參數(shù)和偏心距參數(shù)，進(jìn)而結(jié)合井徑、鉆井液電阻率進(jìn)行井眼環(huán)境因素校正和圖像增強(qiáng)處理，消除間隙、鉆井液分流對(duì)成像質(zhì)量的影響。

1 儀器結(jié)構(gòu)與方法原理

中海油田服務(wù)有限公司新型隨鉆高分辨率電成像儀器（REIT）由鉆鋌本體、Toroid發(fā)射線圈和高分辨率成像接收探頭（鈕扣電極）組成。Toroid線圈和高分辨率接收探頭的位置分布如圖1所示，為便于表述將高分辨率接收探頭上的8個(gè)鈕扣電極按照離鉆頭從遠(yuǎn)到近依次命名為Imag1～I(xiàn)mag8。

當(dāng)對(duì)Toroid線圈施加一定頻率的交變電流后，根據(jù)電磁感應(yīng)原理［10］，會(huì)在Toroid線圈內(nèi)激發(fā)同樣頻率的磁場，此時(shí)螺線環(huán)形線圈激勵(lì)源等價(jià)于磁流環(huán)，如圖2所示。螺線環(huán)形線圈激勵(lì)源內(nèi)部環(huán)形線是磁流線，在激勵(lì)源周邊激發(fā)出電場，

形成流經(jīng)鉆鋌、井眼及地層的電流。在鉆鋌上設(shè)置鈕扣電極，鈕扣電極向地層流出電流，電流I大小同地層的電阻率成反比，鈕扣電極測(cè)量的視電阻率Ra可以表示為

Ra=KVI .（1）

式中，K為儀器常數(shù)，通過數(shù)值模擬得到；V為Toroid線圈施加的電壓；I為鈕扣電極測(cè)量得到的電流。

針對(duì)新型高分辨率隨鉆電成像測(cè)井儀工作模式，通過求解所構(gòu)建磁場波動(dòng)方程能夠獲得激勵(lì)源在空間中電磁場分布。

1.1 麥克斯韋方程組

新型高分辨率隨鉆電成像測(cè)井儀滿足隨時(shí)間諧變麥克斯韋方程：

×E（r）=-iωμH（r）-M（r），（2）

×H（r）=iωεE（r）+J（r），（3）

D（r）=ρ（r），（4）

B（r）=ρm（r）.（5）

式中，ρm、M分別為磁荷密度和磁流密度;為梯度算子；E為電場強(qiáng)度；B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；D為電位移矢量；H為磁場強(qiáng)度；J為電流密度；ρ為電荷密度；ω為工作頻率。

1.2 磁場波動(dòng)方程

基于麥克斯韋方程組，可得到關(guān)于磁場H的波動(dòng)方程：

×ε-1×H（r）-ω2μH（r）=-iωM（r）.（6）

利用矢量棱邊基有限元素法求解磁場的波動(dòng)方程［11］，就能夠得到空間的磁場分布H。

1.3 測(cè)量電極響應(yīng)計(jì)算

由矢量棱邊基有限元方法求解得到空間各元素棱邊上的磁場H，運(yùn)用安培環(huán)路定律可以求解流出測(cè)量電極表面的電流I，該電流I可以反映地層電阻率參數(shù)信息，I的求解如下式所示：

I=∮Hdl=∑Ii.（7）

式中，dl為磁場積分路徑微元。

2 井眼環(huán)境影響規(guī)律

2.1 鉆井液電阻率影響

結(jié)合新型高分辨率隨鉆電成像測(cè)井儀結(jié)構(gòu)參數(shù)，構(gòu)建磁場波動(dòng)方程，用有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬［11］，考察鉆井液電阻率對(duì)高分辨率成像探頭測(cè)井響應(yīng)的影響。模型參數(shù)設(shè)置：均勻無限厚地層，井眼直徑0.2159 m，電阻率10 Ω·m，鉆井液/地層相對(duì)介電常數(shù)1.0，磁流源1 V，工作頻率2 kHz，變化鉆井液電阻率Rm，鉆井液電阻率取值0.1～10000 Ω·m，鈕扣電極電流模值響應(yīng)模擬結(jié)果見圖3?？梢钥吹剑弘S著鉆井液電阻率增大，對(duì)應(yīng)的鈕扣電極上電流模值測(cè)井響應(yīng)逐漸減??；

在鉆井液電阻率低阻區(qū)域（如Rmlt;10 Ω·m），電流隨鉆井液電阻率增大基本不變，鈕扣的電流測(cè)量響應(yīng)受鉆井液影響??；隨著鉆井液電阻率增大電流減小速度加快，鈕扣測(cè)量的電流響應(yīng)受鉆井液影響增大；同時(shí)可以看到，鈕扣1～8測(cè)量電極在無限厚地層中測(cè)量電流模值存在差異，鈕扣1、2、7、8位于鈕扣陣列的邊緣，測(cè)量電流模值發(fā)散更嚴(yán)重，鈕扣3～6位于鈕扣陣列中間位置，測(cè)量電流模值重合度要好，為獲得更可靠的鉆井液電阻率校正后曲線，鈕扣電極測(cè)量曲線鉆井液電阻率環(huán)境校正時(shí)應(yīng)結(jié)合鈕扣在極板上的位置，給出對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)。

2.2 井徑影響

不同于電纜電成像極板具有張開和井壁推靠功能，隨鉆電成像儀器REIT的成像探頭極板固定在鉆鋌上，測(cè)量時(shí)無推靠功能，鈕扣與井壁間存在不可避免的間隙，且間隙的大小會(huì)隨井徑與鉆頭直徑間差異的增大而增大。當(dāng)間隙中填充的鉆井液電阻率與地層電阻率存在差異，鈕扣電極測(cè)量值會(huì)受井徑的影響。為考察井徑影響設(shè)置模型：鉆井液電阻率0.08 Ω·m，無限厚地層電阻率10 Ω·m，鉆井液/地層相對(duì)介電常數(shù)1.0，磁流源1 V，工作頻率2 kHz，井眼直徑0.2159～0.3556 m變化。模擬結(jié)果如圖4所示，咸水鉆井液情況下隨著井徑增大，紐扣距井壁的間隙會(huì)隨之增加，鉆井液對(duì)電流的分流作用增強(qiáng)，

鈕扣電極測(cè)量電流模值增大，井眼對(duì)測(cè)量響應(yīng)的影響變大；紐扣間對(duì)比可見，井眼對(duì)不同位置的鈕扣影響程度不同，處于極板邊緣的紐扣受井眼影響更大，進(jìn)行井徑校正時(shí)需充分考慮鈕扣電極所在極板的位置信息。

2.3 偏心距離影響

儀器居中時(shí)，間隙等于井徑與鉆鋌直徑差值的一半，存在偏心時(shí)，在偏心方位存在最小間隙，與最小間隙相差180°方位存在最大間隙，最大間隙等于井徑與鉆鋌直徑的差值的一半加上偏心距，最小間隙等于井徑與鉆鋌直徑的差值的一半減去偏心距。設(shè)置儀器偏心的地層模型如圖5所示，工作頻率為2 kHz，井徑0.2159 m，鉆井液電阻率0.1 Ω·m，鉆井液/地層相對(duì)介電常數(shù)1.0，磁流源1 V，

地層電阻率0.1 ～10000.0 Ω·m變化，分別模擬儀器偏心距取值0（無偏心）、0.254、0.508、1.016、1.27、1.524、1.778、2.032 cm情況下測(cè)井響應(yīng)隨地層電阻率Rt變化。結(jié)果如圖6，在相對(duì)低阻區(qū)域（Rtlt;100 Ω·m）鈕扣電極測(cè)量響應(yīng)隨地層電阻率增加近似線性減小，電流模值隨偏心距單調(diào)遞增；在相對(duì)高阻區(qū)域（Rt gt;100 Ω·m），偏心距大于1.778 cm電流模值隨電阻增加逐漸趨于不變。究其原因，儀器偏心時(shí)紐扣電極在旋轉(zhuǎn)測(cè)量過程中會(huì)形成較大的紐扣到井壁的間隙，鉆井液分流作用產(chǎn)生不可忽視的影響，在電阻率大于2000 Ω·m，儀器偏心大于1.778 cm，紐扣電極測(cè)量電流隨地層電阻率增加減速度逐漸變緩直至不變，從而導(dǎo)致成像圖像中高阻區(qū)域信號(hào)對(duì)比度差甚至地層紋理丟失，因此在高阻地層偏心對(duì)測(cè)量信號(hào)的影響將不容忽視。

3 井眼環(huán)境因素校正和圖像增強(qiáng)

3.1 偏心距反演方法

數(shù)值模擬考察結(jié)果可知，當(dāng)井眼較大會(huì)導(dǎo)致高分辨率成像探頭與井壁間存在間隙，對(duì)極板上鈕扣電極測(cè)量信號(hào)產(chǎn)生影響。圖7存在偏心情況和無偏心情況單個(gè)紐扣電極旋轉(zhuǎn)360°測(cè)量對(duì)比，其中0°方位對(duì)應(yīng)極板距井壁最近方位，180°方位對(duì)應(yīng)極板距井壁最遠(yuǎn)方位。結(jié)果可見，無偏心情況下，極板360°旋轉(zhuǎn)鈕扣與井壁間隙保持不變，測(cè)量電流模值不變；存在間隙時(shí)，極板朝向不同方位井壁間距不同，其中朝向偏心方向測(cè)量的電流模值信號(hào)最小，背離偏心方向產(chǎn)生的電流模值最大，最大值與最小值對(duì)應(yīng)的工具面角方位相差180°。

基于隨鉆電成像偏心環(huán)境測(cè)井的電流模值響應(yīng)的這一特征，提取一定窗長內(nèi)測(cè)量點(diǎn)360°井周測(cè)量數(shù)據(jù)，剔除裂縫、孔洞區(qū)域?qū)?yīng)的紐扣測(cè)量值，利用剩井壁測(cè)量值進(jìn)行非線性回歸，記錄曲線的方位相差180°的極小值和極大值對(duì)應(yīng)方位，分別對(duì)應(yīng)儀器偏心方向和偏心反方向。確定偏心距方向后，固定儀器工作頻率、井徑、鉆井液電阻率、介電常數(shù)不變，改變儀器偏心距、地層電阻率，建立無限厚地層模型庫，通過數(shù)值仿真模擬地層模型庫對(duì)應(yīng)的鈕扣電流模值響應(yīng)。以電流模值響應(yīng)極大值（Imax）為橫坐標(biāo)、以電流模值極大值與極小值的比值Rmax/min為縱坐標(biāo)，繪制偏心距-地層電阻率交匯圖版，如圖8所示。

通過查詢圖版法進(jìn)行儀器偏心距-地層電阻率反演，通過井徑、鉆井液電阻率測(cè)量值確定反演過程中對(duì)應(yīng)的偏心距-電阻率交匯圖版，以窗長內(nèi)測(cè)點(diǎn)剔除裂縫、孔洞異常后電流模值響應(yīng)值回歸所得的極大值與極小值比值讀取圖版縱坐標(biāo)，以電流模型響應(yīng)極大值讀取圖版橫坐標(biāo)，查詢偏心距-電阻率反演交匯圖版，獲得地層電阻率、儀器偏心距。這里的圖版查詢方法是借助計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成的。

3.2 環(huán)境校正及圖像量化增強(qiáng)

井眼環(huán)境因素校正是建立在儀器偏心距和地層電阻率求解的基礎(chǔ)之上，反演獲得偏心距和地層電阻率后，根據(jù)井徑、鉆井液測(cè)量值，設(shè)置無限厚地層模型，計(jì)算校正系數(shù)。設(shè)置模型1：固定井徑、介電常數(shù)、地層電阻率參數(shù)，根據(jù)儀器工作頻率、激勵(lì)電壓值，儀器偏心距為0 cm（無偏心）、鉆井液電阻率與地層電阻率設(shè)置相同值（無井眼），模擬極板鈕扣電極測(cè)量電流模值A(chǔ)i，i=1，2，…，8；設(shè)置模型2：與模型1同樣井徑、介電常數(shù)、地層電阻率和儀器工作頻率、激勵(lì)電壓值，儀器偏心距為反演求得的偏心距相同，鉆井液電阻率與井筒實(shí)測(cè)鉆井液電阻率相同，模擬極板鈕扣電極測(cè)量電流模值Bi，i=1，2，…，8。間隙及井眼校正系數(shù)為

Ci=AiBi， i=1，2，…，8.

校正前可以通過選定井徑、鉆井液電阻率，循環(huán)儀器偏心距、地層電阻率建立井眼校正圖版庫（圖9），校正時(shí)通過井徑、鉆井液電阻率信息確定圖版，查詢圖版方式獲得校正系數(shù)Ci，校正過程則只需將鈕扣電極對(duì)應(yīng)測(cè)量值與間隙及井眼校正系數(shù)對(duì)應(yīng)相乘，利用得到的乘積代替原來測(cè)量值，即可完成井眼環(huán)境校正。

井眼環(huán)境因素校正之后，對(duì)獲得的校正后響應(yīng)值進(jìn)行聚焦增強(qiáng)處理，進(jìn)一步消除鉆井液分流影響。理想聚焦時(shí)，從鈕扣電極表面流出的電流將以平行發(fā)射的形式投射到井壁，而在實(shí)際測(cè)量中由鈕扣電極表面流出的電流往往呈現(xiàn)發(fā)散狀投射到井壁，無法很好地實(shí)現(xiàn)理想聚焦（圖10）。因此考慮通過正演仿真，采用軟聚焦處理方法，實(shí)現(xiàn)實(shí)際測(cè)量中的電流聚焦，從而提升電成像儀器鈕扣電極聚焦性能。

軟聚焦處理算法采用文獻(xiàn)［12］提出的工作原理，利用當(dāng)前點(diǎn)一定區(qū)域內(nèi)測(cè)量點(diǎn)的測(cè)量值對(duì)當(dāng)前點(diǎn)值進(jìn)行聚焦處理，聚焦前先通過待校正紐扣的位置獲取二維矩陣校正系數(shù)，矩陣系數(shù)的大小與成像測(cè)量點(diǎn)空間分布有關(guān)，如圖11。圖11中A點(diǎn)表示當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)，a～j表示各個(gè)點(diǎn)的系數(shù)值，d1表示成像數(shù)據(jù)井周測(cè)量展開后鈕扣橫向測(cè)量間距值，d2表示采樣間隔。系數(shù)矩陣獲取先建立高分辨率鈕扣電極響應(yīng)分布函數(shù)I（f，Dh，Rm，εm，S，Rt，εt），自變量因子包括工作頻率f、井眼直徑Dh、鉆井液電阻率Rm及介電常數(shù)εm、間隙S和地層電阻率Rt及介電常數(shù)εt，由響應(yīng)函數(shù)構(gòu)建反函數(shù)I-1，求取地層真實(shí)響應(yīng)權(quán)因子，根據(jù)權(quán)因子大小對(duì)聚集矩陣中元素賦值，形成聚集矩陣。其中聚集矩陣為M×N階矩陣，Mgt;1，Ngt;1且M、N為奇數(shù)。矩陣滿足：①所有系數(shù)之和為1；②所述當(dāng)前點(diǎn)的系數(shù)必須大于0，除當(dāng)前點(diǎn)之外的點(diǎn)的系數(shù)必須小于0；③每個(gè)點(diǎn)的系數(shù)絕對(duì)值的大小必須與距當(dāng)前點(diǎn)的距離成反比，即距離當(dāng)前點(diǎn)距離越大其系數(shù)的絕對(duì)值越小。聚集處理時(shí)，選定需要進(jìn)行校正處理的點(diǎn)，與矩陣中第（M+1）/2行、第（N+1）/2列的系數(shù)對(duì)應(yīng)，當(dāng)前點(diǎn)上下（M+1）/2-1行與當(dāng)前點(diǎn)所在行、當(dāng)前點(diǎn)左右（N+1）/2-1列與當(dāng)前點(diǎn)所在列測(cè)量值形成與聚集矩陣中元素一一對(duì)應(yīng)的M×N階關(guān)聯(lián)矩陣，聚集矩陣與關(guān)聯(lián)矩陣的內(nèi)積作為當(dāng)前測(cè)量點(diǎn)聚集后的響應(yīng)值。

3.3 應(yīng)用效果

圖像清晰度是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，本文中對(duì)數(shù)字成像技術(shù)中圖像清晰度評(píng)價(jià)方法［13］改進(jìn)并應(yīng)用在電成像圖像清晰度評(píng)價(jià)上，用于驗(yàn)證環(huán)境校正和軟聚集處理對(duì)圖像清晰度提升的效果。設(shè)定窗長L，以圖像中某一深度為中心，取上下L/2的深度覆蓋的成像條帶作為當(dāng)前深度點(diǎn)清晰度指標(biāo)計(jì)算區(qū)域S。在區(qū)域S內(nèi)對(duì)每一個(gè)像素鄰域橫向和縱向兩個(gè)灰度差相乘后再逐個(gè)像素累加求和，區(qū)域S內(nèi)圖像會(huì)得到一個(gè)累積值，作為該測(cè)量深度的能量梯度值，用于表示圖像的清晰度。變化測(cè)井深度，可得到逐深度點(diǎn)的清晰度指標(biāo)曲線，

Di（f）=∑x|［0，360）∑y|［DMi-L/2，

DMi+L/2］［（f（x，y）-f（x+1，y））2+（f（x，y）-f（x，y+1））2］.

式中，DMi為測(cè)井深度標(biāo)記;D（f）為清晰度指標(biāo)；f（x，y）為圖像中某點(diǎn)的灰度，x為圖像橫向坐標(biāo)，取值范圍［0，360），y為縱向坐標(biāo)，取值在當(dāng)前窗長內(nèi)［DMi-L/2，DMi+L/2］變化。

為驗(yàn)證改進(jìn)能量梯度方法計(jì)算的清晰度指標(biāo)曲線具備評(píng)價(jià)圖像清晰的能力，選取肉眼可見清晰度差異的兩電成像測(cè)量圖像進(jìn)行清晰度指標(biāo)對(duì)比，如圖12。圖中第一道為深度道，第二道為模糊的對(duì)比圖像道，第三道為清晰的對(duì)比圖像道，第四道為兩圖像道計(jì)算的清晰度指標(biāo)對(duì)比。從圖中可以看到，第三道中圖像顯示地層裂縫顯示更完整，裂縫與地層對(duì)比度更高，更容易裂縫識(shí)別，圖像清晰度高，計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的圖像清晰度指標(biāo)值大于第二道中圖像計(jì)算得到的清晰度指標(biāo)值，清晰度指標(biāo)均值從0.9提升至2.1。利用實(shí)際圖像對(duì)比驗(yàn)證，本方法計(jì)算獲得的清晰度指標(biāo)曲線用來評(píng)價(jià)電成像清晰度是可行的，并且清晰度指標(biāo)值越大，代表圖像清晰度越高。

為了驗(yàn)證環(huán)境因素校正和聚焦效果，本文中對(duì)新疆A1井實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理前后對(duì)比如圖13。圖中所示共4幀圖電成像圖，第一幀為原始靜態(tài)，第二幀為原始動(dòng)態(tài)，第三幀是增強(qiáng)后的靜態(tài)圖，第四幀是增強(qiáng)后的動(dòng)態(tài)圖，最后一道為處理前后圖像清晰度指標(biāo)對(duì)比。對(duì)比處理前后圖像清晰度指標(biāo)顯示，處理后清晰度指標(biāo)明顯增加，從均值4.2增加到均值8.5?？梢杂行岣邎D像清晰度，從圖像也可以看出圖像的增強(qiáng)效果。對(duì)比圖像清晰度指標(biāo)、圖像紋理完整性、圖像均衡性、圖像細(xì)節(jié)刻畫能力等均可顯示圖像的增強(qiáng)效果。

新研制儀器REIT測(cè)量圖像環(huán)境因素校正增強(qiáng)處理在新疆A2井應(yīng)用效果如圖14所示。第一道為深度道；第二、第三道分別為隨鉆電成像REIT測(cè)量電流模值成像靜態(tài)圖和動(dòng)態(tài)圖，按高邊低邊方位展開后，由于儀器偏心導(dǎo)致成像圖像中間亮度明顯高于圖像邊緣的亮度，同時(shí)在圖像道邊緣位置地層紋理變的模糊不清，邊界處受偏心影響成像質(zhì)量不高；第四、第五道是利用偏心距-地層電阻率交匯圖版計(jì)算偏心距，根據(jù)偏心距和井徑曲線獲取每個(gè)深度測(cè)量點(diǎn)360°井周對(duì)應(yīng)的間隙，進(jìn)行包含間隙影響在內(nèi)的井眼環(huán)境因素校正和增強(qiáng)處理后的靜態(tài)圖和動(dòng)態(tài)圖；第六道為處理前后圖像清晰度指數(shù)對(duì)比道。從圖像清晰度指標(biāo)計(jì)算結(jié)果可見，數(shù)據(jù)處理后清晰度指標(biāo)增加，指標(biāo)均值從約0.5增加到均值2.3，圖像清晰度增強(qiáng)。對(duì)比處理前后的靜動(dòng)態(tài)圖像可見，井眼環(huán)境因素校正和增強(qiáng)可以明顯改善圖像道邊緣區(qū)域因井眼環(huán)境導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降問題。校正后的圖像在不改變地層紋理特征的前提下具有紋理特征更清晰、井周360°成像圖像色彩更勻稱、高低邊展開邊緣處地層特征強(qiáng)化的效果，實(shí)測(cè)資料處理結(jié)果證明偏心校正方法提高圖像質(zhì)量的效果明顯。

4 結(jié) 論

（1）隨鉆電成像測(cè)量紐扣不貼靠井壁，井眼擴(kuò)徑、儀器偏心會(huì)影響紐扣與井壁間間隙的大小，鉆井液電阻率對(duì)測(cè)量響應(yīng)產(chǎn)生不可忽略的影響：低阻鉆井液具有較好的導(dǎo)電性，間隙越大，井眼對(duì)電流分流作用越強(qiáng)，隨著偏心距增大紐扣電極測(cè)量電流不能反映高阻地層電阻率變化；高阻鉆井液導(dǎo)電性能差，隨著間隙增大，紐扣電極測(cè)量電流值減小，從而影響測(cè)量精度。

（2）REIT高分辨率探頭包含8個(gè)測(cè)量紐扣電極，紐扣電極的位置影響聚集效果，因此相同的井眼環(huán)境參數(shù)對(duì)不同位置的紐扣電極影響程度不同；對(duì)于多紐扣電成像工具，在進(jìn)行環(huán)境因素校正時(shí)應(yīng)考慮紐扣間校正系數(shù)的差異。

（3）圖像增強(qiáng)是針對(duì)紐扣電極的數(shù)據(jù)處理，起到增強(qiáng)紐扣電極的聚集作用，以達(dá)到增強(qiáng)圖像的目的；該處理方法對(duì)電纜電成像、隨鉆電成像工具等紐扣電極均適用。

參考文獻(xiàn)：

［1］ ORTENZI L， DUBOURG I， VANOS R， et al. New azimuthal resistivity and high-resolution imager facilitates formation evaluation and well placement of horizontal slim boreholes［J］. Petrophysics， 2011， 53（3）： 197-207.

［2］ TAMAGAWA T， TEZUKA K， NAMIKAWA T， et al. Fracture network modeling using electrical borehole images［C/OL］//The 43rd SPWLA Annual Logging Symposium， Oiso， June 2-5， 2002［2022-10-16］. https：//www.onepetro.org/conference-paper/SPWLA-2002-FF.

［3］ 翟金海，聶在平，孫向陽，等.油基泥漿微電阻率掃描測(cè)井方法建模及仿真［J］. 電波科學(xué)學(xué)報(bào)， 2011，26（增刊）：311-313.

ZHAI Jinhai， NIE Zaiping， SUN Xiangyang， et al. Modeling and simulation for oil-based mud logging［J］. Chinese Journal of Radio Science， 2011，26（sup）：311-313.

［4］ 張中慶，唐偉.油基泥漿鉆井液環(huán)境下電成像儀器對(duì)裂縫響應(yīng)的數(shù)值模擬［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，38（5）：82-88.

ZHANG Zhongqing， TANG Wei. Numerical simulation of a kind of imaging tool response on fractures in oil-based drilling fluid environment［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2014，38（5）：82-88.

［5］ LARONGA R， LOZADA G T， PEREZ F M， et al. A high-definition approach of formation imaging in wells drilled with nonconductive muds［C/OL］//The 52nd SPWLA Annual Logging Symposium， Colorado Springs， May 14-18， 2011［2022-10-16］. https：//www. oneperto.org/ conference-paper/SPWLA-2011-FFF.

［6］ 王亞青，林承焰，邢煥清.電成像測(cè)井技術(shù)地質(zhì)應(yīng)用研究進(jìn)展［J］.測(cè)井技術(shù)，2008，32（2）：139-142.

WANG Yaqing， LIN Chengyan， XING Huanqing. Advance in the geology application of electrical imaging logging technology［J］. Well Logging Technology， 2008，32（2）：138-142.

［7］ FULDA C， HARTMANN A， GOREK M， et al. High resolution electrical image while drilling［C/OL］//The 51st SPWLA Annual Logging Symposium， Perth， June 19-23， 2010［2022-10-16］. https：//www.onepetro.org/conference-paper/SPWLA-2010-46830.

［8］ LAASTAD H， HAUKEFAER E， YOUNG S， et al. Water-based formation imaging and resistivity logging in oil-based drilling fluids： todays reality［R］. SPE 62977， 2000.

［9］ 范宜仁，吳易智，李潮流，等.斜井各向異性地層陣列側(cè)向測(cè)井資料快速分級(jí)反演方法［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，45（3）：65-74.

FAN Yiren， WU Yizhi， LI Chaoliu， et al. Fast hierarchical inversion for array lateral logging data of anisotropic formation in deviated well［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science）， 2021，45（3）：65-74.

［10］ 張庚驥.電測(cè)井算法［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009：132-137.

［11］ 李飛虎，張中慶，王卓遠(yuǎn).用矢量棱邊元素法模擬三維感應(yīng)測(cè)井響應(yīng)［J］.復(fù)旦學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，48（5）：560-566.

LI Feihu， ZHANG Zhongqing， WANG Zhuoyuan. Application of the vector finite element method to 3-D induction well logging problems［J］. Journal of Fudan University（Natural Science）， 2009，48（5）：560-566.

［12］ BETZIG E. Single molecules， cells， and super-resolution optics ［R］.Ashburn： Janelia Research Campus， Howard Hughes Medical Institute，2014.

［13］ 李奇，馮華軍，徐之海，等.數(shù)字圖像清晰度評(píng)價(jià)函數(shù)研究［J］.光子學(xué)報(bào)，2002，31（6）：736-738.

LI Qi， FENG Huajun， XU Zhihai， et al. Digital image sharpness evaluation function［J］. Acta Photonica Sinica， 2002，31（6）：736-738.

（編輯 修榮榮）

收稿日期：2023-09-26

基金項(xiàng)目：中國科學(xué)院A類戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA14020201）

第一作者及通信作者：于增輝（1978-），男，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)闇y(cè)井方法與測(cè)井儀器。E-mail：yuzh2@cosl.com.cn。

文章編號(hào)：1673-5005（2024）04-0092-09"" doi：10.3969/j.issn.1673-5005.2024.04.009