GeoReveal成像处理软件的开发及其应用

　　(本文作者：王磊 赵中明 齐宝权 张树东 川庆钻探工程有限公司测井公司)

　　摘要：成像测井资料携带了丰富的井壁地层导电特性和声波传播特性的相关信息，与常规测井资料相结合可用于岩性识别、裂缝识别、薄层分析以及沉积构造研究等方面，特别是对于裂缝孔洞型储层的研究更具有独特优势。GeoReveal解释平台的声电成像处理软件，通过对成像资料预处理、数据处理、图像合成、图像动态增强、图像绘制、交互解释以及定量分析，来实现对各种构造和地质目标的解释评价工作。在川西北地区JLS构造下侏罗统珍珠冲段(3287～3300m)砾岩储层的应用表明，该软件处理资料速度快，人机交互处理灵活，解释评价方便快捷，定量计算参数准确，比国内外同类软件有着更好的实用性。

　　关键词：GeoReveal解释平台;成像测井;图像增强;交互解释;频谱分析;应用;效果

　　成像测井以阵列电子扫描技术或超声波得到井周的二维图像，对井壁达到0.2in(1in=25.4mm，下同)的分辨率，能够精细地描述储集层岩电特性的细微变化，方便用于岩性识别、裂缝识别、裂缝有效性分析、构造分析、沉积相分析以及地应力分析等[1～2]。3大石油测井服务公司Schlumberger、Atlas以及Halliburton具有各自的成像测井仪及相应的成像处理软件，但以Schlumberger的FMl效果最好。

　　为打破国外公司对成像处理技术的垄断，川庆钻探工程有限公司测井公司研发了具有自主知识产权的GeoReveal成像处理软件。该软件是GeoReveal解释平台核心组成之一，操作直观简洁、方便，可处理国内外各种主流的成像测井资料，完成从数据解编、图像处理、交互解释、定量评价分析等一系列解释评价工作，该软件主要内容分为资料处理与解释评价两部分。

　　1 成像资料处理

　　GeoReveal成像处理软件在开发的过程中，针对国内主流成像测井仪的设计原理、仪器结构及测井方式，完成了成像资料预处理、图像合成、图像动态增强以及图像绘制等一系列功能模块。形成了一套功能强大、运行稳定的成像测井资料解释处理系统。系统采用链式管理结构(图1)，提供给用户方便、灵活的、交互性强的人机界面。

　　1.1 数据预处理

　　声电成像测井数据预处理是软件的基础部分，在测井资料进行图像处理前对数据进行的一系列深度校正，主要包括：电扣深度校正、极板深度校正、自动相对深度校正、人机交互相对深度校正、加速度自动校正等功能模块，其中尤以加速度校正模块最为关键。加速度校正实质就是消除测井仪在非匀速运动所产生的微电阻率曲线畸变影响，恢复原始采样数据和真实深度位置。通过计算每个纽扣电极测量值的有效深度，消除非匀速运动产生的畸变。常用深度曲线计算方法有两种：①对仪器运动的加速度作两重积分;②对相邻两排纽扣电极的测量响应相关对比。成像处理软件已分别设计两个相互独立功能模块，用户可以根据需要应用。

　　声电成像测井数据预处理还包括在进行图像合成前对数据进行的质量检测和自动校正，特别是微电阻率扫描成像必须经数据处理将各极板数据合并才能进行全井眼的图像合成，主要包括微电阻率扫描成像测井电扣质量检测、微电阻率扫描成像测井极板数据合并、微电阻率扫描成像测井极板均衡校正、声电成像测井数据滤波处理等功能模块。尤其值得一提的是，软件具备小井眼图像几何校正和STAR系列电阻率成像的增益恢复校正特色技术。

　　1.2 图像合成

　　图像合成主要包括数据矩阵的归一化处理、图像合成(数据矩阵的配色技术)、图像方位校正、图像井眼几何校正等功能模块。其中，图像配色技术直接关系到图像视觉效果，如区域的亮度、轮廓等。优化后的配色方案可以使地质构造的特征更加明显。成像测井资料的调色板通常为黑棕黄白4种基本色块形成色标区间，其中核心技术主要是中间色彩的插值技术，GeoReveal成像处理软件涵盖了4种不同的插值技术(线性插值、180°的余弦插值、阶梯插值、反向插值)并且形成了相应的软件模块，提供8种常见的色标配色方案，可自定义图像合成所使用的色标以突出显示某一地质特征。

　　1.3 图像增强处理

　　图像增强技术目的是使图像均匀，扩大图像动态范围，扩展对比度。常用方法是基于直方图的变换的对比度拉伸法和直方图均衡法，对于灰度集中时比较适用[3]。当细节信号(高频，例如岩石纹理、细微压裂缝)集中在较窄的灰度范围内并且集中的灰度范围在整个灰度级空间内，使用上述的两种方法无法对不同的区域内像素进行不同程度的放大或者缩小，而小波分析对比增强算法能有效地解决这一问题，其原理是先应用小波分解技术提取细节信息，通过小波分解，使某种分辨率下难以区分的特征在另一种分辨率下将很容易被区分和检测，既保留图像的整体特征，又得到各个分辨率上的细节。然后对细节信号进行增强放大后，再重构到原图中。

　　1.4 图像绘制

　　GeoReveal成像处理软件提供常规的两种图件：静态平衡图像和动态的加强图像。静态平衡图像采用全井段的统一配色，目的是反映全井段的相对电阻率的变化;动态的加强图像为解决有限的颜色刻度与全井段大范围的电阻率变化之间的矛盾，一般采用每半米井段配色，所形成的动态图其分辨能力很强，常用于详细的地层分析。另外，软件还具备多井绘图模式下的全井段三维图像动态旋转功能，可以更为直观地观察井壁电性特征变化。

　　2 成像资料解释评价

　　成像测井可提供大量的信息用于地层定性、定量评价，GeoReveal成像处理软件可完成倾角处理、地质特征人工交互解释以及声波成像井眼稳定性分析(图2)等信息的提取，而且具有裂缝参数计算、特殊岩性体积含量计算以及孔隙度频谱分析等一系列定量评价模块。

　　2.1 微电阻率成像倾角处理

　　地质沉积层理的自动识取主要是针对国外3家测井公司的电成像资料进行倾角分析，同常规倾角测井相比具有纵向分辨率高、计算准确等特点。GeoReveal电成像处理软件采用了电导率曲线相关对比计算高程差的方法进行常规倾角资料的处理，计算首先进行相关性分析，然后电导率曲线自动优选，保证可信的相关系数进行倾角计数和倾角质量分析。同一深度只要有3条电导率曲线正常就可以计算出可靠的地层倾角。

　　2.2 图像交互式解释

　　成像测井图像人机交互分析主要指在图像上进行的地质特征交互解释和指定井段的地质沉积层理的自动识取。地质特征交互解释包括：地质沉积层理的人工识取及产状自动计算;规则裂缝的人工识取及产状自动计算;网状缝及不规则缝的交互解释等功能模块。

　　2.3 裂缝参数定量计算

　　针对裂缝性储层的特点，电成像资料不仅能够识别裂缝、划分裂缝类型、确定裂缝发育层段，还能够用于裂缝定量分析，计算裂缝参数[4～5]。裂缝参数计算主要有裂缝张开度、裂缝视孔隙度、裂缝密度、裂缝长度等。

　　2.4 孔隙度频谱分析

　　标定的电阻率图像利用Archie模型可转变为井周视孔隙度图像，通过对储层孔隙分布频率谱统计分析，确定基质孔隙与次生孔隙的分界点，从而确定原生孔隙与次生孔隙比率、次生孔隙率、视原生孔隙以及视总孔隙。孔隙频率分布曲线只有一个峰值，说明仅发育原生孔隙、而峰值带的宽窄反映非均质性的强弱，峰值带宽说明非均质性强，反之亦然。在孔隙度频谱分析中，孔隙率值的分布是以不同大小孔径的孔隙来度量的，通常可用不同的百分比(20%，40%，60%，80%)来表示(图3)。

　　3 软件应用实例

　　图，1为川西北地区JLS构造某井珍珠冲组3287～3300m砾岩储层常规测井与电阻率成像成果图，通过GeoReveal电成像处理软件处理的成像图可识别该段岩性为砾岩，常规测井资料指示物性较差，电成像成果图显示砾内缝、砾缘缝以及穿砾缝发育，孔隙频谱峰展布较宽，表明次生孔隙较发育，录井显示“气测异常”，结合其他资料该段综合解释为气层。根据试油资料，该段产气1.58×104m3/a，验证了解释结论的正确性。

　　4 结束语

　　GeoReveal成像处理软件的研发不仅提供了便捷的资料处理分析工具，更为成像测井各种新方法的应用搭建了平台，为用户进行更为深化研究提供技术支撑。目前国内主流的成像处理都朝着更为精细的方向发展，不断加强图像处理技术，提升图像显示效果。同时更为深入地进行各种定量分析，如将岩心刻度与图像分析技术相结合，可以更好的评价溶蚀孔洞、裂缝等地质目标;与其他测井资料相结合，确定沉积特征和沉积环境，量化分析沉积相;分析构造和地应力等。后续还有很多研究T作需要开展，不断完善和优化软件各种功能，以促进成像测井在地质勘探领域更为广泛的应用。

　　参考文献

　　[1] 石油测井情报协作组.测井新技术的应用[M].北京：石油工业出版社，1998.

　　[2] 张守谦，顾纯学，曹广华.成像测井技术及应用[M].北京：石油工业出版社，1997.

　　[3] 章毓晋.冈像处理和分析[M].北京：清华大学出版社，1999.

　　[4] 闫建平，蔡进功，首祥云，等.成像测井图像中的裂缝信息智能拾取方法[J].天然气工业，2009，29(3)：51-53.

　　[5] 张树东，司马立强，刘萍英，等.基于测井新技术解释有效裂缝发育规律[J].西南石油大学学报，2007，29(1)：23-25.

　　(本文作者：王磊 赵中明 齐宝权 张树东 川庆钻探工程有限公司测井公司)