本发明涉及地球物理的石油地质测井、勘测及数据分析技术领域，特别是针对xrmi电成像数据进行处理获得地质岩层的图像表示所采用的图像自动生成和处理方法，即，xrmi电成像图像自动生成方法
背景技术：
电成像测井是一项先进的测井技术，具有分辨率高的特点，它能够提供丰富的井壁及井眼周围的信息，不仅可以直观地从测井图像中定性识别底层界面、裂缝以及构造形态，而且可以通过图像处理方法对测井图像作出定量处理和分析，提取地层界面及产况等参数。电成像测井以其高分辨率和图像直观性的特点，在复杂油气藏的勘探以及非均质性储层评价、地应力分析等方面得到广泛应用。
在电成像测井图像处理技术方面，国外发展了较为先进的电成像处理解释软件，主要有斯伦贝谢公司的techlog、阿特拉斯公司的express和哈里伯顿公司的dpp。但是这些软件只能解编自家的电成像数据格式，并且软件界面为英语，操作较为复杂，需要大量的专业知识，难以普及应用。国内的电成像软件主要有北京石油大学石油勘探数据中心的forward.net、中石油集团测井有限公司技术中心的lead。但这些软件在xrmi图像生成过程中，需要大量的人工判断和分析数据，同时需要人为输入各类参数，操作复杂。且对于非专业的测井解释人员，处理生成一幅电成像图是比较困难工作。
本技术方案的申请人在技术上主要从事石油测井、地质专业应用软件的开发和使用，从2001年开始研究电成像测井处理，在电成像测井图像处理上有较多经验。
国内电成像测井的工作中，65％的工作量由哈里伯顿xrmi测量仪完成，而使用电成像处理解释软件进行数据分析和图像生成的大部分技术人员并非测井分析专业的人员。如何简化xrmi测量的分析、数据处理和图像分析工作是缓解相关技术人员工作量及提高工作效率的一个重要目的。为此本申请的技术方针对针对xrmi测量的电成像数据的特点，实现自动解编不同格式的测井数据，自动识别xrmi电成像仪器的测量数据，从而使分析人员只要利用本申请的方法将xrmi测量数据导入即可自动获得电成像结果图像和信息。
技术实现要素：
为自动实现xrmi电成像测量数据的图像自动生成，减缓技术人员认为选择各种参数，提高数据分析及图像处理的效率，本申请提出了下述xrmi电成像图像自动生成方法，该方法包括如下步骤：
(1)xrmi电成像测量数据的自动选择判断、加载和信息识别；
(2)对经(1)步自动选择和加载的数据质量性能进行自动统计分析判断及数据预处理；
(3)根据预处理后的数据自动进行图像标定和处理并根据标定和处理结果自动生成显示图像。
本申请的技术方案在首先在数据文件的筛选、数据加载、数据对应信息的匹配上实现了自动，无需人为参与上述过程，在完成匹配数据的加载后，自动对数据的完整性、及数据所包含的各条曲线信息进行统计和分析，根据分析结果进行数据的修正，最后对修改后的数据进行图像处理，获得最终xrmi电成像图像；整个方法过程完全自动判断和分析，提高了数据分析和图像生成的效率，简化了技术人员的工作量，提高了工作效率。
上述xrmi电成像图像自动生成方法的步骤(1)中，xrmi电成像测量数据的选择判断时，首先选择需要加载的数据文件包，读取数据文件包中的各个数据文件并将各数据文件的格式与预先定义的不同测井数据格式标准进行匹配，如果该数据文件中包含6组长度为25个元素的电阻率数据组，且该数据组名称为xpad1、xpad2、xpad3、xpad4、xpad5、xpad6，则判断该数据文件属于xrmi电成像测量数据文件；如果该数据文件中测量数据元素都是1，则该数据被确定为常规测井数据，并按照常规测井数据字典进行数据对应和储存；否则，退出数据处理并指示该数据包中无xrmi电成像测量数据，并要求选择其他数据文件包。该方法中，在用户选择数据文件包后，程序将以此读取数据文件包中的各个数据文件，利用上述方法对该文件是否属于xrmi电成像测量数据文件或常规测井数据进行判断，利用该判断方法可以准确识别上述两种文件并进行筛选。在完成xrmi电成像测量数据文件的确定后，根据xrmi数据字典对该数据的名称和单位按照数据字典进行规范命名。经过按照数据字典进行规范命名和对应后的数据文件成为标准格式的文件可以更为方便的进行后续处理过程。
在xrmi电成像测量数据的信息识别中，从数据中获得测量井段顶深、底深、钻头直径的测量值并予以自动赋值，为后续进行数据处理和分析提供了运算参数和条件。
上述xrmi电成像图像自动生成方法的步骤(2)中，对xrmi电成像测量数据的质量性能进行统计分析判断及预处理包括如下步骤：(a)判断上述数据中是否包括电成像曲线、井斜方位曲线、井斜角曲线、钻头半径曲线、相对方位曲线，若缺少上述任一曲线，则退出处理过程并提示；(b)判断上述数据中是否包含z轴加速度曲线和帧时曲线，如存在则对数据进行加速度校正，否则不进行加速度校正；(c)判断上述数据中是否包含电压曲线，如存在则对数据进行电压校正，否则不进行电压校正；(d)通过判断常规测井数据中是否包含浅侧向曲线，如存在则对该数据进行浅侧向标定，否则不进行浅侧向标定。由于电成像曲线、井斜方位曲线、井斜角曲线、钻头半径曲线、相对方位曲线是进行数据分析和处理的必要曲线，缺少任何一条曲线将导致数据处理的错误，因此首先进行了上述5条曲线是否存在的判断，在其存在的情况下再对数据进行选择性的加速度校正、电压校正或浅侧向标定，以保证完成数据处理。
为更好的考虑测量中的探头测量遇卡的情况，本申请的方法中通过z轴加速度曲线判断仪器探测中是否发生遇卡，即存在卡点，再根据数据中的仪器遇卡的深度段再对数据进行加速度校正，实现数据的进一步优化和校正。
在本申请的xrmi电成像图像自动生成方法中，步骤(2)中对xrmi电成像测量数据的质量性能进行统计分析判断及预处理还包括电阻率刻度、不共面校正、电扣深度对齐、幅度归一化校正。
经过上述xrmi电成像数据的处理和分析，其数据已经获得了完整的修正，之后进行图像生成前的图像标定，该标定方法包括静态色标标定、动态色度标定，再对图像进行滤波和图像增强生成显示图像静态图像、动态图像。在上述图像滤波中，默认采用3x3十字滤波实现，但根据滤波后的图像效果可以选择3x3均值滤波，nxn均值滤波，nxn中值滤波的滤波方法以实现更为清晰的图像；图像增强采用了频域增强和空间增强两种方法进行。
本申请的技术方案具备下述技术效果有益效果：(1)整个方法操作简单；(2)该方法自动解编和识别xrmi电成像测井数据；(3)技术人员操作中只需将xrmi电成像数据实现加载，该软件将自动进行数据质量统计分析、数据预处理、图像处理和图像显示，不需要人为填写各类参数，减缓了人为操作的错误几率；(4)利用本申请的方法，非测井解释专业的人，也能快速获得动静态电成像成果图。
附图说明
图1为xrmi电成像图像自动生成方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的xrmi电成像图像自动生成方法进行详细的解释和说明。
如图1所示，本申请的方法包括三大步骤：方法包括如下步骤：(1)xrmi电成像测量数据的自动选择判断、加载和信息识别；(2)对经(1)步自动选择和加载的数据质量性能进行自动统计分析判断及数据预处理；(3)根据预处理后的数据自动进行图像标定和处理并根据标定和处理结果自动生成显示图像。现分别介绍如下：首先用户选择需要加载的数据文件包，读取数据文件包中的各个数据文件并将各数据文件的格式与预先定义的不同测井数据格式标准进行匹配，不同格式的数据有dlis、lis、xtf、cls、ldf、txt等格式，不同格式的测井数据都有一套标准和规范，在本方法中，预先定义了每个测井数据格式的标准，当加载测井数据时，软件扫描数据，并与定义的不同测井数据格式的标准相匹配。测井数据匹配成功后，软件提取数据的信息，然后按照定义的数据格式重新写数据。这样不同的格式的测井数据就加载到软件中了，并可以用于相关的分析与计算。xrmi区别于其它电成像测井数据是：xrmi有六个极板，且每个极板的电扣数为25，如果测量的数据中有6六条名称为xpad1、xpad2、xpad3、xpad4、xpad5、xpad6的曲线，且每条的元素都为25则作为判断xrmi数据的标准。当扫描数据时，扫描的数据满足标准，则判断该数据为xrmi电成像数据。由于常规测井数据的特点在于，所有的测井曲线的元素都是1，以此可以作为判段常规曲线的标准，即如果该数据文件中测量数据元素都是1，则该数据被确定为常规测井数据，并按照常规测井数据字典进行数据对应和储存，常规测井曲线存放的存储体名为conv。如果上述判断xrmi电成像测量数据的条件不满足，退出数据处理并指示该数据包中无xrmi电成像测量数据，并要求选择其他数据文件包。在完成xrmi电成像测量数据文件的确定后，根据xrmi数据字典对该数据的名称和单位按照数据字典进行规范命名。在识别确认xrmi电成像数据后，自动统计测井曲线名为“xpad(1-6)”6个极板有效数据的深度范围，并从数据中自动获得测量井段顶深、底深、钻头直径的测量值并予以赋值，如果钻头直径有多个值，则取井段最深所对应的钻头直径值。
步骤(2)对xrmi电成像测量数据的质量性能进行统计分析判断及预处理包括如下步骤：(a)判断上述数据中是否包括电成像曲线、井斜方位曲线、井斜角曲线、钻头半径曲线、相对方位曲线，若缺少上述任一曲线，则退出处理过程并提示；(b)判断上述数据中是否包含z轴加速度曲线和帧时曲线，如存在则对数据进行加速度校正，否则不进行加速度校正；(c)判断上述数据中是否包含电压曲线，如存在则对数据进行电压校正，否则不进行电压校正；(d)通过判断常规测井数据中是否包含浅侧向曲线，如存在则对该数据进行浅侧向标定，否则不进行浅侧向标定。上述判断中的xrmi电成像数据列表对应如表1.
表1：xrmi电成像数据名称列表对应关系
上述过程中还包括遇卡判断，如果通过z轴加速度曲线判断仪器探测中发生遇卡，即存在卡点，则根据数据中的仪器遇卡的深度段再对数据进行加速度校正。仪器遇卡判断基于一个事实，那就是由于电缆具有弹性，仪器的速度不可能在任何一井段内保持固定值，除非是一直等于电缆速度。因此当测量的加速度曲线在一定的时间窗内表现为平直线段，且接近零值，同时在时间窗起点处仪器预测速度远小于井口电缆速度时，基本可以判断仪器遇卡。另外加速度曲线在遇卡的时候，会出现一个阻尼衰减振动，卡停瞬间出现的负值，恢复时出现一个极大的正直，同时电缆张力曲线在遇卡时逐渐增大。探测方法为：当重力加速度的最小变化量小于探测下限时认为仪器遇卡，探测下限值默认为0.01；仪器遇卡后，当中了加速度变化大于某值时，认为仪器解卡。测量数据记录仪器会将遇卡的深度段，并将该深度段发给预处理进行加速度校正。xrmi电成像测量数据的质量性能进行统计分析判断及预处理还包括电阻率刻度、不共面校正、电扣深度对齐、幅度归一化校正。上述各个校正的具体实现为：
(1)电压校正，当收到“电压校正”的提示，则做电压校正。由于某些地层的电性变化范围较大，为了能尽量记录局部地层的细微变化情况，需要实时改变电压测量范围，使得在不同井段记录的相同电流值可能代表不同的地层性质，因此在预处理过程中有必要对全井段进行电压校正，让记录的电流或电导率能反应一致的地层电性。进行电压校正时，校正因子为emmrmax/emmr,因为当电扣响应最弱的时候，emmr达到最大值，此时的校正因子接近1，微弱的信号不会受校正因子的过多影响，从而接近与地层的电导率。校正方法如下，将每个电扣的测量电流i除以emmr电源电压vemmr再乘以校正因子，即可得到每个电扣的视电导率ci：
2)电阻率刻度，如果野外数据采集所记录的数据是原始数据，没有转换成各扫描电扣的电阻率或电导率，那么就需要进行电阻率刻度。不同的仪器电阻率刻度有区别，xrmi仪器的电阻率刻度公式为：ri,j＝ρ×emex(i)/(xi,j×0.3452×12.5×10-6)+10-6，其中：ρ为刻度系数，emex(i)为记录的每个深度点的电压值，xi,j为每个电扣实测的电流值，ri,j每个电扣刻度后的电阻率。
(3)电成像加速度校正，收到做“加速度校正”的提示，则对全井段做加速度校正。收到仪器遇卡的深度段，则在该深度段再做一次加速度校正。仪器在井眼中作非匀速运动，特别是仪器遇卡、解卡或在井眼中发生的短暂停留，而井口电缆仍表现为匀速运动，这就使得仪器的真实深度与井口电缆深度有非系统偏差，影响了曲线采样值与真深度之间的对应关系。加速度校正就是要恢复采样数据对应的真深度，消除仪器非匀速运动引起的曲线变形。速度校正(即加速度校正)方程如下：v＝∫a*△t，h＝∫v*△t，v为电缆速度，h为采样数据真深度，a为仪器运动加速度，△t为采样时间。
(4)不共面校正，xrmi电成像测井仪是推靠井壁测量的，且该仪器的6个推靠臂可以单独移动，独立进行井径刻度和测量。这种灵活的推靠臂可以保证在井眼条件复杂的情况下也能使各个极板贴紧井臂，得到可靠的测量结果。如果xrmi电成像测井仪的多个极板收拢时不再一个平面上，即每个电极臂张开角度不相同，这时候每个电极的测量点就不在同一个深度，不属于同一个几何平面，遇到这种情况就要对电极响应深度进行校正，这就是不共面校正。
(5)电扣深度对齐，xrmi电成像测井仪每个电极上设置两排电极，不同排电极之间在纵向上有一个固定的距离，同时相邻极板在纵向上也有一定的深度差，那么每个极板不同排电扣记录的数据反映的是井壁的不同深度，所以必须把各个极板不同排的电扣进行深度对齐。xrmi极板上、下排电扣间的距离是0.3英寸，极板与极板相应电扣间的垂直间距为2.4英寸，奇数极板第一排12个电扣，第二排13个电扣，偶数极板正好相反，奇偶极板交错排列。软件采用的电扣深度对齐方法是以奇数极板第二排(最下面的一排)电扣为基准，移动其他排电极完成深度校正，具体步骤如下：(1)以奇极板的奇数电扣为测量的基准：在电扣对齐过程中，其他排的极板移动相应距离与这一排电扣对齐；(2)极板内的电扣对齐：与基准电扣同时测量记录的相同极板的偶数电扣数据，实际上测量的是距基准电扣上方0.3英寸垂直距离的深度，故需要把偶数电扣数据向上移动0.3英寸。一般xrmi的采样间距为0.1英寸，即向上移动3个采样间隔；(3)同理，偶极板偶电扣向上移动2.4英寸，即24个采样间隔；(4)同理，偶极板奇电扣向上移动2.7英寸，即27个采样间隔。
(6)幅度归一化，电成像xrmi的电扣有150个，它们与井壁的接触情况各不相同，电极的灵敏度不完全相同，使所有的电极在较长的井段内具有基本相同的平均相应。测井过程中，各电扣表面形成的泥浆膜、油膜或其它污染物等随机因素在不断的变化，因此，对相同电导率的地层，各电扣电极采集的数据会有差异，其响应特性很难一致。曲线归一化就是使所有的电极在较长的井段内具有基本相同的平均响应。
(7)浅侧向标定，浅侧向标定是借助浅侧向测井，将微电阻率扫描成像测井的电扣测量值刻度成地层的电阻率或电导率，目的是将刻度完成后的成像图像用于裂缝孔隙度的预测和刻度后的高分辨率电扣电阻率曲线用于薄层分析等。
在完成上述的校正过程后，最后进行图像标定和处理并根据标定和处理结果自动生成显示图像。该步骤包括：(1)图像标定，利用静态色标标定法、动态色度标定法建立扫描曲线幅度大小与灰度或色度的对应关系，按各色度或灰度占相等频数的原则进行色度标定。
静态色标标定，静态色标标定的目的是能在整个处理井段内进行岩性识别及地层对比。方法是在整个处理层段或目的层段作一次频率统计，按各色度或灰度占相等频数的原则进行色度标定，这样既能保持井段内电导率的整体变化特征，也能在一定程度上反映电导率的微细变化。具体操作步骤如下：(1)统计整个井段的极板数据的最值vmin、vmax；(2)根据极板数据最值vmin、vmax与色标cmin、cmax的一一对应关系，计算刻度系数s、voffset：s＝(cmax-cmin)/(vmax-vmin)，voffset＝cmin-vmin×s；(3)把极板数据线性刻度为色标值，完成静态色标标定。vpixel＝vi×s+voffset，其中，vi为每个电扣所测的电流值，vpixel为刻度后的色标值。
动态色标标定，当测量地层电导率值变化范围很大时，为了使小的电导率反差能在图像中清楚地显示出来，要采用动态色度标定方法。即在一小段深度内，根据用户的要求，对滑动窗长(通常小于3ft)做一次静态色度标定。相邻窗长之间有一部分重叠。这样虽然失去了处理层段内电导率的整体变化特征，但更详细地突出了电导率的局部变化特征。
图像滤波，图像滤波包括以下四种方法：3x3均值滤波，3x3十字滤波，nxn均值滤波，nxn中值滤波。
图像增强，采用了频域增强和空间增强两种方法。
频域增强，频域增强也称为对比增强，它可使原来对比度低的图像经过频域增强转换函数(线性或非线性)的增强，使某些特征更加明显。为进行线性对比增强，就要使测井值扩展到0-255灰度级的范围，以充分利用显示器所能显示的灰度级。例如：在泥岩和非泥岩层段，将xrmi测井值分成两组，低值组(非泥岩层段)按线性增强，而高值组均用255赋值。此时高值组均归入泥岩而不细分。低值组进行线性分级，从0到255，此时突出了对非泥岩地层的图像进行增强。
空间增强，空间增强的基本方法是空间滤波；一个图像的任何部分，每单位距离灰度值的变化量称为空间频率。空间滤波是在空间频率内进行的。当空间频率为零时，图像是一幅灰度没有变化的画面；当空间频率较低时，图像中的灰度是平滑变化的。高空间频率对应急剧变化的图像灰度，黑白画面的空间频率最高。为进行空间滤波需先设计一个加权矩阵，利用邻域内各点的灰度加权平均值代替中心点的灰度，就可以改变图像的空间频率。
图像生成，包括静态图像生成、动态图像生成，成像测井数据在经过数据预处理和色标标定后，通过映色生成的成像色谱，得到各个极板的颜色矩阵，在依照三磁通量数据确定的方位曲线，将每个极板测量电扣所在的方位位置计算出来，最后将颜色矩阵按照方位位置绘制到计算机屏幕上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。