自动确定地层中层面的方法技术

用于恢复井孔或岩芯样品表面图象的Ｎ个表面图象的每一个被分割成连续部分（Ｃ（１２），Ｃ（１１），…），它们又被分组为连续区域（Ｃ（１８）），连续区域与图象的左、右两个边缘都接触，在平滑处理其等值线之后，连续区域表现为称作分层图象的形式，代表层面分层。将出现在Ｎ个分层图象上的等值线匹配，以构造分层边界正弦曲线。本发明专利技术在确定地质测点的分层中尤其有用。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于根据地层的井孔壁图像或岩芯样品显象(development)确定地层(特别是地质地层)中的层面(bedding)的方法。更具体地说，它关心的是产生能非常准确地代表该地层中层面以及该层面边界的图象。在地质地层中井孔壁的电学图象，例如使用被参考文献称作FMI(Full-bore Formation Micro Imager，全井地层微观图象产生器)和/或FMS(Formation Micro Scanner，地层微观扫描仪)并已由SCHLUMBERGER公司开发出来的工具所得到的图象，对于石油工业有巨大好处，因为这些图象中包含了丰富的信息。这些图象几乎独一无二地被构造分析人员用于精细确定井孔中的层面和破裂面的几何特性。FMS和FMI工具使其能从井壁局部电导率的测量获取电学图象，为做到这一点，FMS和FMI各有4个用铰链连接的臂，对于FMS工具，每个臂装备有一个极板(pad)，对于FMI工具，每个臂装备有一个极板和一个折板(flap)(伴随极板)。FMS工具的极板每个有16个电极，而FMI工具的极板和折板每个有24个电极。在整个获取电学图象的过程中使用一个机械系统把所述工具的极板和折板支撑在井壁上。井孔壁的电学图象是井孔壁的一个视图，当把井孔打开从而把井展开成一个平面时，该电学图象有一水平轴x代表极板的电极的方位分布，还有一个垂直轴y，沿着这一垂直轴y确定了井孔中工具的深度(位置)。一个井孔中井壁的一个FMS或FMI电学图象是由4个或8个极板图象重新构成的。由于在FMS工具的每个极板上有16个电极，在FMI工具的每个极板和每个折板上有24个电极，所以一个极板(极板或折板)图象是由16或24列(每个电极一列)和几千行构成。图象的每个象素的大小约为2.5mm2。对于FMS或FMI工具，垂直采样间隔是2.5mm，而横向采样移动间隔对于FMS工具是3.8mm，对于FMI工具是2.5mm。更一般地说，在前述(x，y)座标系统中，每个极板图象可以被认为是p个采样列(p代表该极板的电极数)，它们中的每一个沿着y轴排列，其沿着x轴的间距是对应于横向取样移动间隔的距离，每一列中的采样彼此分开的距离对应于该工具的采样间隔。对电学图象进行分析是为了找出面不均匀性和点不均匀性。而不均匀性包括层面以及插入层面的地质地层破裂面；电学图象的其余部分代表点不均匀性，也就是与石油物理参数(孔隙度)变化或沉积学参数(例如生物扰动作用)变化有关的那些变化。利用图象分析，在电学图象上呈现的面不均匀性可按照它们相对于图象背景的电导率、它们的清晰度(灰度对比度)、它们的组织(孤立的或是按家族分组的)、它们的频率(根据方向和深度确定的高频或低频)以及它们的能见度(在所有极板图象上可以见到或是只有在其中的一些极板图象上可以见到)来进行分类。有4种重要的平面类型能彼此区分，它们在电学图象上有特别的特征，这就是·由图象背景中的低频变化识别出来的平面，它们在所有的极板上可以见到，这些平面被认定为层面边界；·垂直的高频平面，一般具有低对比度，总是按家族来组织并在所有的极板上可以见到，这些平面代表处在分层(bed)之间的成层或平纹(lying)；·切断层面的平面，它们有很高的电导率，对比度很高，孤立的或按家族来组织的，这些平面的大部分可归因于以导电泥浆填充的张开的破裂面；以及·也是切断层面的平面，多多少少是孤立的，导电的或不导电的，往往对比度低，通常在所有极板上可以见到，这些平面被解释为被填充的破裂面，其电导率依赖于填充剂(胶结物)的性质。当前述平面中的这个或那相平面与其轴线不与该平面垂直的圆柱状井孔壁交切时，在井孔壁图象上看到的交切线是由方程y＝d+Asin(x+φ)确定的正弦线，其中振幅A和相位φ分别对应于平面的倾角和方位角，而d是正弦线所在位置的深度。“分层”的概念是野外地质学家或对地质地层岩芯样品进行工作的沉积学家为研究各沉积单元的沉积相所使用的基本概念之一。分层被定义为低频平面不均匀性。它们通常比成层(layering)有更高的对比度而且更厚，它们的厚度变化范围很大，例如几厘米到几米。分层的边界可以以灰度对比度来标记，显示出急剧的过渡或平滑的过渡；它们也可以简单地以组织结构的变化为其特征。在井孔壁图象上人工拾取层面平面是一项基本技术，但这是很复杂和烦人的事。由井孔壁电学图象自动识别平面也包含很大困难，这一方面是由于图象覆盖因子低(把一幅图象分割成4或8个极板图象，这对应于40％到80％的覆盖因子)，另一方面是由于各地质不均匀性之间的相互干扰。如果图象覆盖因子为100％，则识别描述平面与井孔壁交切的正弦线的问题便会简化为从图象中提取连续线的简单问题。然而，对于如前所述的低图象覆盖因子，这个问题变成了根据若干线段识别正弦线的问题，而这个问题要复杂得多，而且还有一些与各极板图象之间的垂直间距相联系的附加限制。已经描述过两种根据所述井孔壁图象自动确定与地质地层中钻井交切的平面的倾角和方位角的方法，一种方法是在电学图象的情况下进行流线(等值线)之间的匹配(J.N.ANTOINE和J.P.DELHOMME“从井孔图象中分层边界获取倾角的方法”，论文SPE20 540Ω(1990)，第121至130页，也是美国专利5299128号)，另一种方法借助HOUGH变换(美国专利3069654号)去处理声波图象(D.TORRES，R.STRICKLAND及M.GIANZERO“用井孔壁图象确定倾角和走向的一种新途径”，SPWLA，第31次年度测井研讨会，1990年6月24-27)。然而，还没有方法能满意地解决根据在地层中做成的进孔壁图象或等效地根据该地层岩芯样品侧表面的图象来确定所述地层特别是地质地层中层面的问题。本专利技术是关于一种能有效解决前述问题的方法，所述方法能容易地确定层面边界，并能识别所述分层，不论它们的类型和尺度如何。根据本专利技术的方法是根据地层中井孔图象或岩芯样品显象图象自动确定该地层(特别是地质地层)中层面的一种方法，这些图象中的每个图象代表井孔或岩芯样品侧壁的一个切片(slice)，该切片的深度参照垂直轴y，方位参照水平轴x，并由一组迹线(trace)或列(column)来确定；每一个迹线或列的方向是由沿x轴分离的点沿着y轴方向延伸的，并代表与所述侧壁特性相关联的参数值，其值是作为深度的函数测定的；井孔或岩芯样品的侧壁是由N个壁图象组合重建的。根据本专利技术的方法的特点在于它的组成是—把用于重建井孔侧壁或岩芯样品侧壁图象的N个壁图象中的每一个图象进行分割，构成第一组连接部分(connected component)，每个连续部分由一个均匀点带(zone)构成，这个均匀点带是按下述方式把迹线点分组得到的按照与图象特性相关联的判据(例如与图象特性相关联的一个参数，特别是振幅)取各点间的值差，在所述均匀点带内的任何两个相邻点的值差低于一个阈值；—对一给定的连续部分中的全部象素赋予一个唯一的系数，所述系数是与分组到该连续部分中的迹线点的图象特性相关联的参数(特别是振幅)的平均值；—把所述第一个连续部分集合转换成只由接触图象左、右两个边缘的各个连续部分(称作连续区域(connected region))组成的第二集合，所述连续区域包括已包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据地层中井孔图象或岩芯样品显象自动确定该地层中层面的方法，每个图象代表井孔侧壁或岩芯样品侧壁的一个切片，该切片的深度参照垂直轴ｙ，方位参照水平轴ｘ，并由一组迹线或列来确定；每一个迹线或列的方向是由沿ｘ轴分离的点沿着ｙ轴方向延伸的，并代表与所述侧壁特性相关联的参数值，其值是作为深度的函数测定的；井孔或岩芯样品的侧壁是由Ｎ个壁图象组合重建的，所述方法的特点在于它由以下步骤组成：－把用于重建井孔侧壁或岩芯样品侧壁图象的Ｎ个壁图象中的每一个图象进行分割，构成第一组连续部分，每个 连续部分由一个均匀点带构成，这个均匀点带是按下述方式把迹线点分组得到的：按照与图象特性相关联的判据所取的在所述带中任何两个相邻点的值差低于一个阈值，－对于给定的连续部分中的全部象素赋予一个唯一的系数，－把第一个连续部分集合转换成只由 接触图象左、右两个边缘的各个连续部分，称作连续区域，构成的第二集合，所述连续区域包括构成已包含在第一集合中的连续区域的所有连续部分，还有由第一集合中那些不接触图象左、右两个边缘的连续部分，称作连续带，构成的连续区域，作法是把一个给定的连续带与最邻近的连续带合并到一起，逐渐地进行这种合并，在使用其余的连续带，包括所述新造成的连续带，进行新的合并之前，对所造成的连续带赋予一个新的系数，－对于每对相继的连续区域，产生一个平滑的等值线，用以标志出所述一对区域的两个连续区域的边界， 作法是使用等值线追踪对所述边界找出上包络等值线和下包络等值线，把这两个包络等值线中能给出垂直移动水平较低变化的那个包络等值线保留下来作为平滑的等值线；以及－在（ｘ，ｙ）坐标系统中产生一个图象，它由具有被保留的平滑等值线的连续区域构成，该 图象称作与受到分割处理的壁图象相关联的分层图象，而在这个分层图象上存在的各连续区域之间的等值线称作层面等值线，每个等值线代表一个层面平面与井孔或岩芯样品侧壁的交切线的一段。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：南曼克斯科丝，西居耶，菲利普拉比勒，
申请(专利权)人：埃勒夫勘探产品公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]