一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于随钻成像数据压缩的数据重排方法，包括：获取以一维数据序列形式排列的包含N

A data rearrangement method and system for data compression of MWD

【技术实现步骤摘要】
一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法和系统
本专利技术涉及随钻测井
，尤其是涉及一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法和系统。
技术介绍
随钻测井(LoggingWhileDrilling,LWD)利用钻铤内布放的测井仪器，在钻进的同时实时测量岩石物理参数，并借助数据遥测系统将测量结果实时传输到地面处理，主要应用于钻井工程优化和地层评价。随钻仪器作业时，钻铤内挂接了多种测井仪器，如声波、电阻率、核磁、伽马等，多种仪器测井结果的联合解释，能够提高地层评价的准确度。随着LWD技术的发展，井下传感器日益丰富，获取的数据量逐渐增多，而井下存储器的容量有限，不能实现数据的长时存储，但常规的泥浆脉冲遥测系统的数据传输速率较低，无法实现大量LWD数据的实时传输。因此，井下数据的长时存储与实时传输成为制约LWD技术发展的关键难题，而数据压缩技术为解决这一难题提供了一条有效途径。为了提高随钻测量数据的传输效率，发达国家已将数据压缩技术与信息传输技术引入地质导向钻井领域。在井下数据的高效压缩方面，国外已有成熟的产品可用，但其技术细节仍属于商业秘密。例如，斯伦贝谢公司利用图像压缩技术将井眼成像数据进行50倍压缩后实时传送到地面，解决了信道传输能力不足的难题。国内对随钻测井数据压缩方法的研究相对较少，主要包括以下四类：(1)基于LZW(LempelZivWelch)算法的随钻测井数据压缩方法，但是LZW压缩过程需不断查询字典并依次输出压缩编码，速度慢，时效性差；(2)基于小波变换的随钻测井数据压缩方法，这种方式随降低了SPIHT算法的复杂度，提高了算法的运行速度，并设计了算法的并行实现结构，但小波变换仅在满足小波函数的容许条件时，才存在可逆变换，具有局限性；(3)基于离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)的随钻测井数据压缩方法，这种方式达到了较高的压缩比；(4)基于预测编码(DifferentialPulseCodeModulation，DPCM)的随钻测井数据压缩方法，以及基于DPCM与DCT变换的混合编码方法应用于随钻成像数据压缩，这种方法获得了较高的压缩比，同时，算法的运算复杂度低，适合在井下仪器中使用。上述方法的压缩原理及性能不尽相同，但都是对一维的原始测量数据直接进行处理。而测井仪器在实际工程作业过程中获得的数据，数据间具有空间相关性，即采用一维数据表示时，当前数据与其相隔较远的数据间存在强相关性，而一维表示形式破坏了这种相关关系，数据间的相关性在现有方法中没有得到充分运用。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法，所述方法包括如下步骤：维度转换步骤、获取以一维数据序列形式排列的包含N2个元素的原始测量数据，利用相关性约束条件，按照各元素的序列顺序i，将所述原始测量数据重排成以N*N矩阵形式排列的序列并生成相应的多个二维数据重排路径；路径筛选步骤、根据所述二维数据重排路径的距离，从所述二维数据重排路径中筛选出具有最短重排元素距离的最优数据重排路径，以确定所述最优数据重排路径对应的二维矩阵数据序列，为数据压缩处理提供非相邻数据间也具有最佳相关性的输入数据。优选地，所述维度转换步骤包括：按照所述一维数据序列中各元素的序列顺序i，列出所述一维数据序列重排为N*N矩阵序列的所有原始重排路径；将所述一维数据序列中的序列顺序为1的元素放置于所述N*N矩阵序列中的预设的起始点，利用相关性约束条件，从所述原始重排路径中筛选出满足所述相关性约束条件的路径，得到所有二维数据重排路径，其中，所述相关性约束条件包括：所述原始重排路径中各元素的排列路径连续、无交叉且序列顺序相邻的各个元素保持相邻。优选地，所述路径筛选步骤包括：步骤一、从序列顺序i为2的情况开始，计算每个具有最短第i-1重排元素距离的二维数据重排路径的第i重排元素距离，其中，所述第i重排元素距离为序列顺序为1的元素与序列顺序为i的元素的距离；步骤二、比较计算出的每个所述第i重排元素距离，确定具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径的数量；步骤三、若具有最短第i重排元素距离的二维数据重排路径的数量为1，则将该路径作为最优数据重排路径。优选地，在所述路径筛选步骤中，所述步骤三还包括：若包含多个具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径，则将序列顺序i增加1，并按照增加后的序列顺序的情况下，继续执行所述步骤一和所述步骤二，以此类推，直至筛选出所述最优数据重排路径。优选地，若包含多个具有最短第i距离的所述二维数据重排路径，其中，i＝N2，则任意选择其中一个所述二维数据重排路径，并将其作为所述最优数据重排路径。另一方面，提供了一种用于随钻测量数据压缩的数据重排系统，所述系统包括如下模块：维度转换模块，其构成为获取以一维数据序列形式排列的包含N2个元素的原始测量数据，利用相关性约束条件，按照各元素的序列顺序i，将所述原始测量数据重排成以N*N矩阵形式排列的序列并生成相应的多个二维数据重排路径；路径筛选模块，其构成为根据所述二维数据重排路径的距离，从所述二维数据重排路径中筛选出具有最短重排元素距离的最优数据重排路径，以确定所述最优数据重排路径对应的二维矩阵数据序列，为数据压缩处理提供非相邻数据间也具有最佳相关性的输入数据。优选地，所述维度转换模块包括：原始路径生成单元，其构成为按照所述一维数据序列中各元素的序列顺序i，列出所述一维数据序列重排为N*N矩阵序列的所有原始重排路径；相关性保持单元，其构成为将所述一维数据序列中的序列顺序为1的元素放置于所述N*N矩阵序列中的预设的起始点，利用相关性约束条件，从所述原始重排路径中筛选出满足所述相关性约束条件的路径，得到所有二维数据重排路径，其中，所述相关性约束条件包括：所述原始重排路径中各元素的排列路径连续、无交叉且序列顺序相邻的各个元素保持相邻。优选地，所述路径筛选模块包括：元素距离生成单元，其构成为从序列顺序i为2的情况开始，计算每个具有最短第i-1重排元素距离的二维数据重排路径的第i重排元素距离，其中，所述第i重排元素距离为序列顺序为1的元素与序列顺序为i的元素的距离；重排路径优化单元，其构成为比较计算出的每个所述第i重排元素距离，确定具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径的数量；最优路径选取单元，其构成为若具有最短第i重排元素距离的二维数据重排路径的数量为1，则将该路径作为最优数据重排路径。优选地，在所述路径筛选模块中，所述最优路径选取单元还包括：其构成为若包含多个具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径，则将序列顺序i增加1，并按照增加后的序列顺序的情况下，继续执行所述元素距离生成单元和所述重排路径优化单元，以此类推，直至筛选出所述最优数据重排路径。优选地，在所述最优路径选取单元中，若包含多个具有最短第i距离的所述二维数据重排路径，其中，i＝N2，则任意选择其中一个所述二维数据重排路径，并将其作为所述最优数据重排路径。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法，所述方法包括如下步骤：/n维度转换步骤、获取以一维数据序列形式排列的包含N

【技术特征摘要】
1.一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法，所述方法包括如下步骤：
维度转换步骤、获取以一维数据序列形式排列的包含N2个元素的原始测量数据，利用相关性约束条件，按照各元素的序列顺序i，将所述原始测量数据重排成以N*N矩阵形式排列的序列并生成相应的多个二维数据重排路径；
路径筛选步骤、根据所述二维数据重排路径的距离，从所述二维数据重排路径中筛选出具有最短重排元素距离的最优数据重排路径，以确定所述最优数据重排路径对应的二维矩阵数据序列，为数据压缩处理提供非相邻数据间也具有最佳相关性的输入数据。


2.根据权利要求1所述的数据重排方法，其特征在于，所述维度转换步骤包括：
按照所述一维数据序列中各元素的序列顺序i，列出所述一维数据序列重排为N*N矩阵序列的所有原始重排路径；
将所述一维数据序列中的序列顺序为1的元素放置于所述N*N矩阵序列中的预设的起始点，利用相关性约束条件，从所述原始重排路径中筛选出满足所述相关性约束条件的路径，得到所有二维数据重排路径，其中，所述相关性约束条件包括：所述原始重排路径中各元素的排列路径连续、无交叉且序列顺序相邻的各个元素保持相邻。


3.根据权利要求1或2所述的数据重排方法，其特征在于，所述路径筛选步骤包括：
步骤一、从序列顺序i为2的情况开始，计算每个具有最短第i-1重排元素距离的二维数据重排路径的第i重排元素距离，其中，所述第i重排元素距离为序列顺序为1的元素与序列顺序为i的元素的距离；
步骤二、比较计算出的每个所述第i重排元素距离，确定具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径的数量；
步骤三、若具有最短第i重排元素距离的二维数据重排路径的数量为1，则将该路径作为最优数据重排路径。


4.根据权利要求3所述的数据重排方法，其特征在于，在所述路径筛选步骤中，所述步骤三还包括：
若包含多个具有最短第i重排元素距离的所述二维数据重排路径，则将序列顺序i增加1，并按照增加后的序列顺序的情况下，继续执行所述步骤一和所述步骤二，以此类推，直至筛选出所述最优数据重排路径。


5.根据权利要求4所述的数据重排方法，其特征在于，若包含多个具有最短第i距离的所述二维数据重排路径，其中，i＝N2，
则任意选择其中一个所述二维数据重排路径，并将其作为所述最优数据重排路径。


6.一种用于随钻测量数据压缩的数据重排系统，所述系统包括如下模块：
维度转...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪卫宁，孙伟峰，郑奕挺，戴永寿，吴金平，张卫，蔺凯璇，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11