專利名稱：自動(dòng)檢測穿過環(huán)境地層的平面不均勻體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)環(huán)境的井孔壁圖像或巖心樣品的展開，自動(dòng)檢測穿過該環(huán)境或介質(zhì)中地層的平面不均勻體的方法。
被參考文獻(xiàn)稱作FMI(全井孔地層微觀成像器)和FMS(地層微觀掃描器)并由SCHLUMBERGER公司推向市場的工具，使得能由測量井孔壁的局部電導(dǎo)率來獲得電性圖像。
井孔壁電性圖像是一個(gè)展開圖，它在一平面上有水平軸x代表所用工具臺(pad)上電極的方位分布，且沿其垂直軸y確定該工具在井孔中的深度(線度)。
對于井孔壁電性圖像或巖心樣品展開的圖像所進(jìn)行的分析，是按照平面不均勻體和點(diǎn)不均勻體進(jìn)行的。
根據(jù)圖像分析，在圖像上呈現(xiàn)出的平面不均勻體可按它們相對于圖像背景的電導(dǎo)率、它們的銳度(灰度對比)、它們的組織(孤立的還是按族分組的)、它們的頻率(根據(jù)方向和深度其頻率高或低)，以及它們的能見度(在整個(gè)圖像上可見或只在部分圖像上可見)分類。
這樣，在井孔壁高分辨率圖像上和/或展開的巖心樣品圖像上，能觀察到地質(zhì)不均勻體的兩種主要類型。第一類型一般是一個(gè)橫斷井孔且其廣度范圍大大超過井的直徑的地質(zhì)事件，諸如地層和破裂面，而第二類型具有被局限于井孔和采集裝置尺度的徑向和垂直向延伸，諸如孔隙、結(jié)核或生物擾動(dòng)(bioturbation)類擾動(dòng)等。
平面不均勻體是在一圖像上以正弦曲線形式觀察到的，該正弦曲線的一般表達(dá)式是y＝d+A(sinx+φ)，其中振幅A和相位φ分別對應(yīng)于當(dāng)橫斷井孔的平面與井孔軸線不平行時(shí)該平面的傾角和方位角，d是該正弦曲線所在的深度。
上面指出的分類判據(jù)往往使得能識別出該平面不均勻體的地質(zhì)意義地層或破裂面。一般認(rèn)為地層是在圖像上占主導(dǎo)的平面不均勻體；它是最能見到的事件，指示出圖像的優(yōu)勢取向，且被組織成若干族(每個(gè)水平上為一族)。
破裂是更不經(jīng)常的獨(dú)立事件，它與地層交切而且往往是部分可見的，并且在一給定水平上能識別出若干個(gè)不同的破裂面族。
已經(jīng)提出了一些自動(dòng)檢測地層平面的方法。方法之一涉及高頻層面(high-frequency bedding plane)，另一種方法涉及層面邊界。在專利申請F(tuán)R-A-2 749 405和一些出版物中具體地描述了這些方法，這些出版物例如有S-J.Ye，J.Shen和N.Keskes(1995)的“從電性井孔圖像中自動(dòng)辨識層面”(第九屆斯堪的那維亞圖像分析大會，1995年6月6-9日，瑞典烏普薩拉)，以及S-J，Ye，Ph.Rabiller和N.Keskes(1997)的“在井孔圖像上的自動(dòng)高分辨率沉積層傾角檢測”(SPWLA第38屆年度測井記錄專題研討會，文章O)。這些方法使得可能檢測到主要的平面不均勻體，如果它們沒有被其他的面不均勻體或點(diǎn)不均勻體所干擾的話。
在多數(shù)情況中，由于會遇到多種面貌，所以破裂的自動(dòng)檢測要受到各種平面不均勻體和其他不均勻體的干擾。
在文獻(xiàn)中還提出了檢測不均勻體的其他方法，例如由J.N.Antoine和J.P.Delhomme(1990)寫的“根據(jù)井孔圖像中的層面邊界導(dǎo)出傾角的方法”(文章SPE 20540Ω，第131-130頁，由D.Torres，R.Strickland，和M.Gianzero(1990)寫的“使用井孔圖像確定傾角和走向的新途徑”(SPWLA第31屆年度測井記錄專題研討會，6月24-27，K，20P)或由J.Hall，M.Ponzi，M.Gonfalini和G.Maletti(1996)寫的“從井孔圖像和巖心照片中自動(dòng)提取和表征地質(zhì)特征及結(jié)構(gòu)”(SPWLA第37屆年度測井記錄專題研討會，文章CCC)所公開的方法。
Antoine等的方法在于根據(jù)等值線檢測地層平面，這些等值線被稱作流線(flow line)，它們位于該工具臺生成的圖像(the pad image)上，然后利用某些判據(jù)，使用動(dòng)態(tài)編程算法，從工具臺到工具臺地?cái)M合這些流線。這些流線是由追蹤貫穿圖像的地層的局部走向和選擇拐點(diǎn)處流線而得到的。這種方法可檢測圖像中流線的最微小細(xì)節(jié)。當(dāng)存在面不均勻體和點(diǎn)不均勻體相混合的復(fù)雜區(qū)域時(shí)，以及當(dāng)所得到的工具臺圖像狹窄時(shí)，一種復(fù)雜的技術(shù)會造成嚴(yán)重的應(yīng)用困難。這是因?yàn)楸M管有高度發(fā)展的等值線擬合算法，但當(dāng)以過于詳細(xì)的流線為基礎(chǔ)時(shí)，在所遇到的各種地質(zhì)狀況中要得到滿意的結(jié)果是困難的，除非設(shè)置大量的參數(shù)作為所遇到面貌類型的函數(shù)，而這會導(dǎo)致其算法難于在操作條件下使用。
由Torres等人倡導(dǎo)的方法在于使用Hough變換，它使得能根據(jù)圖像確定特定的參數(shù)以表征幾何形狀，諸如直線、圓、橢圓或正弦曲線，然后把所述形狀的各點(diǎn)投影到稱作Hough空間的參數(shù)空間中。在Hough空間中這些投影的交點(diǎn)代表所希望形狀的參數(shù)。
這種方法的一個(gè)缺點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，即正弦曲線的深度未被納入該參數(shù)空間，這導(dǎo)致深度的不準(zhǔn)確性，所以由于Torres等所用窗口的大小，限制了正弦曲線的振幅。另一個(gè)缺點(diǎn)是它需要大量計(jì)算時(shí)間和存儲器空間，它們作為Hough空間維數(shù)的函數(shù)而迅速增加，這里Hough空間的維數(shù)即為所希望的參數(shù)的個(gè)數(shù)。
Hall等人倡導(dǎo)的方法也使用Hough變換，但其特征是使用三維Hough空間，即平面的傾角、方位角和深度。Hough變換是在等值線檢測之后被應(yīng)用，其等值線檢測或者是根據(jù)二值化圖像或者是在對相鄰象素分類之后完成的。應(yīng)該指出，利用閾值限對具有多重灰度級的圖像進(jìn)行二值化會造成信息顯著損失，所以難于在所用移動(dòng)窗中檢測和區(qū)分具有不同對比度的等值線。
上面簡要描述的后幾種方法試圖以單一算法不經(jīng)層次化地檢測所有類型平面。然而，要被檢測的平面有很不同的特征，例如對比度、頻率等。由于這一理由，這些方法不能有效地用來可靠和安全地檢測破裂不均勻體。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的方法存在的缺點(diǎn)并提供一種方法，該方法考慮地層和破裂不均勻體的不同特點(diǎn)，使能消除圖像中的地層，以便更好地看到與地層相交的平面，從而有利于對這些平面的檢測。
本發(fā)明涉及一種根據(jù)環(huán)境的井孔壁圖像或巖心樣品的展開，自動(dòng)檢測穿過該環(huán)境或介質(zhì)中地層的平面不均勻體的方法，其中所用的原始圖像被定義在(X1，Y1，Z1)軸系中，該系統(tǒng)與一井孔相關(guān)聯(lián)，該井孔的軸為Z1；對于井孔穿過的環(huán)境區(qū)，所述圖像含有平面不均勻體，這些平面不均勻體由地層平面及與這些地層平面相交的平面不均勻體組成，該方法的特征在于包括如下步驟—確定位于所述原始圖像至少一部分中的地層平面的優(yōu)勢取向，—對原始圖像濾波，以消除位于該優(yōu)勢方向的地層平面的平面不均勻體，以及—在所述被濾波的圖像上，確定與地層平面不均勻體相交的不均勻體的至少若干個(gè)等值線段。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該方法在于計(jì)算所述地層平面的視傾角，并使所述地層平面旋轉(zhuǎn)，以使它們的傾角減小為零，從而使所述地層平面垂直于井孔軸(Z1)，這樣得到的結(jié)果圖像中地層平面不均勻體被水平化。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，每個(gè)地層平面的視傾角是根據(jù)所述地層平面的直傾角和在井孔軸與所述地層平面相交處確定的井孔傾斜計(jì)算出來的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，對結(jié)果圖像的濾波是在頻率域進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，對結(jié)果圖像的濾波使用付立葉變換過程。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，等值線段的確定是在被濾波圖像的梯度圖像上進(jìn)行的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，等值線段的確定是按照先為深度的樹狀路徑(depth-first tree routing)進(jìn)行峰值線追蹤過程來實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，被濾波的圖像被變換成在其整個(gè)表面上具有相同對比度的歸一化圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，梯度圖像是從該歸一化圖像得到的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，該梯度圖像在兩個(gè)垂直方向中的至少一個(gè)方向上被平滑。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，等值線檢測是在兩個(gè)垂直的方向上被平滑的梯度圖像上完成的。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，它還在于選擇滿足一質(zhì)量指數(shù)的等值線鏈之一的若干段。
根據(jù)本發(fā)明的另一特征，它還在于使對結(jié)果圖像進(jìn)行濾波的一些步驟完成之后得到的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使所述圖像回到它的原始位置。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于這樣的事實(shí)，通過從破裂平面不均勻體中差分掉地層平面不均勻體，使得可能消除地層平面不均勻體，從而只保留破裂平面不均勻體，所以能很容易地檢測到它們。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于它能以不同的極性差分破裂面。
在閱讀根據(jù)本發(fā)明的方法所作的如下描述并從附圖中，能更清楚地看出本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，其中

圖1是井孔壁原始圖像的示意表示圖；圖2是從該原始圖像得到的圖像的示意表示，該圖像中包括水平化的地層平面；圖3是對圖2中的圖像濾波后得到的結(jié)果圖像的示意表示，以及圖4是最后圖像的示意表示，其中包含被檢測到的破裂的等值線段。
井孔壁或巖心樣品展開照片的原始圖像I(x，y)示意性地表示在圖1中。在這原始圖像上能觀察到幾種類型的正弦曲線，它們代表各平面與井孔的交切線，例如那些對應(yīng)于鉆孔環(huán)境或從中取出巖心樣品的環(huán)境中在不同深度處的地質(zhì)層。
這些地質(zhì)層在造成沉積層沉積之時(shí)曾是平面且是彼此平行的，而且每個(gè)地質(zhì)層位于一水平平面內(nèi)。隨著地球的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，這些同樣的地質(zhì)層發(fā)生了不同程度的變化，造成在某一方向上有不同程度傾的地層。在平靜環(huán)境中沉積的粘土層基本上是水平的。這樣，原始圖像在一方面主要包含構(gòu)成地層平面不均勻體的地層面，它們能按不同深度上的族分組，而且另一方面包含與這些地層面相交的平面不均勻體。
構(gòu)成地層平面和破裂平面的平面不均勻體與在含有這些不均勻體的環(huán)境中所鉆的井孔的交切線，在井孔壁圖像上表現(xiàn)為正弦曲線形式。
對應(yīng)于這些地層平面的正弦曲線是平行的而且分組成不同族。例如，位于圖上部的族1與標(biāo)號為2至5的正弦曲線組合在一起。基本上位于圖中央的另一族6與對應(yīng)其它地層平面的標(biāo)號為7至9的正弦曲線組合在一起。對應(yīng)于其它地層平面的其它正弦曲線，例如10、11、12、13、14，還出現(xiàn)在圖1的下部。對應(yīng)于破裂不均勻體的正弦曲線或部分正弦曲線也出現(xiàn)在圖1中，而且這些正弦曲線與對應(yīng)地層平面的正弦曲線相交。與所謂地層正弦曲線相交的這些正弦曲線中有一些用標(biāo)號15至23表示。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一步驟中，確定在井孔中被檢測到并出現(xiàn)在圖像I(x，y)上的地層平面的優(yōu)勢取向，并在井孔所在的(X1、Y1、Z1)軸系中計(jì)算出所述地層平面的視傾角，井孔被傾斜的方向是Z1軸。
在第二步驟，所述地層面受到旋轉(zhuǎn)，使它們的傾角減為零，從而使所述地層面垂直于井孔的Z1軸，這樣得到的結(jié)果圖像中地層面不均勻體被水平化了。在結(jié)果圖像(圖2)上能看到這種旋轉(zhuǎn)的效果是把所謂地層正弦曲線變換成基本上水平的直線。這樣，原始圖像中的正弦曲線2至5在圖2中的結(jié)果圖像上由直線2′至5′標(biāo)識，而正弦曲線7至14由直線7′至14′標(biāo)識。
在圖2中的結(jié)果圖像上，對應(yīng)于破裂不均勻體的正弦曲線雖然受到了旋轉(zhuǎn)，且與原始圖像上的曲線相比基本未變，因而用同樣的標(biāo)號15至23表示。
地層平面的水平化可由例如以下兩種技術(shù)之一來完成a)檢測出圖像的優(yōu)勢取向，然后根據(jù)這一取向?qū)С龅貙悠矫娴恼仪€(視地層面)，然后把這些正弦曲線變換成圖像上的直線。
這是一個(gè)局部解，它不需要知道井孔的傾斜。這一技術(shù)不可能處理盲區(qū)，就是說沒有優(yōu)勢方向的區(qū)域，而且它對檢測地層正弦曲線過程中的偶然誤差敏感。
b)檢測圖像的取向，并在此基礎(chǔ)上完成如下相繼操作—確定地層平面的正弦曲線；—把視地層平面變換成真地層平面；—在測地框架內(nèi)尋找參考構(gòu)造面；—通過考慮每個(gè)深度上井孔的傾斜，把真參考平面變換成視平面；最后，—在該圖像上把地層正弦曲線(視平面)變換成直線。
這是一種全局性技術(shù)，它完成得好些，因?yàn)樗芸朔^(qū)帶來的問題，以及由檢測地層正弦曲線過程中的誤差帶來的問題。
從真平面到視平面(以及分別從視平面到真平面)的變換是由旋轉(zhuǎn)來完成的，而且旋轉(zhuǎn)把測地軸系(真傾角是相對于這一系統(tǒng)計(jì)算的)變換成H1(X1，Y1，Z1)軸系，其中Z1是井孔軸，X1是垂直于“東”和軸Z1的軸，Y1是垂直于X1和Z1兩軸的軸。如Shin-Ju Ye在1997年1月16日的題為“井孔壁圖像分析自動(dòng)檢測沉積和構(gòu)造不均勻體”的論文中描述的那樣，這一變換按如下步驟進(jìn)行是有好處的即通過一個(gè)中間的H2(X2，Y2，Z2)軸系，在此系統(tǒng)中Z2與Z1重合；X2是井孔的方位方向，垂直于Z2；Y2是垂直于X2和Z2的軸。
在第二步驟中，假定已在第一步驟中完成了對優(yōu)勢方向的確定，而且在適當(dāng)?shù)牡胤酵瓿闪藢Φ貙悠矫娴男D(zhuǎn)，于是圖2中的結(jié)果圖像在頻率域中被濾波，例如通過作用于由付立葉變換得到的這一圖像的頻譜，從而從所述結(jié)果圖像中消除具有優(yōu)勢取向的可能已被水平化的地層平面不均勻體。
付立葉變換能把空間域圖像表示I(x，y)變換成頻率域表示I(u，v)，其中觀察到具有不同頻率的分量的振幅和取向。接下來，以圖像中的特定取向分布的某些頻率被消除，例如通過把希望消除的頻率取零(在水平化地層平面的情況下)。在快速付立葉變換(FFT)之后，在付立葉譜上完成定向?yàn)V波，然后對濾波結(jié)果進(jìn)行付立葉逆變換(FFT-1)，以產(chǎn)生空間域的被濾波圖像I′(x，y)。
這一濾波過程可示意性表示如下I(x，y)→FFT→*H(u，v)→FFT-1→I′(x，y)這里
r是要被壓縮的元素的取向。這樣便得到了被濾波的圖像，其中所有取向?yàn)閞的線被消除掉。水平化地層不均勻體的取向r等于零。
在圖3中能觀察到濾波的結(jié)果，圖3示意性表示被濾波的圖像。
雖然并非是必須的，但最好完成一次與先前旋轉(zhuǎn)相反的旋轉(zhuǎn)，以便恢復(fù)其余平面的原始或最初的幾何形狀。應(yīng)該指出，可在對結(jié)果圖像濾波之后的任何時(shí)候完成逆旋轉(zhuǎn)，就是說，在以下操作之一的后面。
在第三步驟中，確定所確被濾波圖像上剩余的交切平面不均勻體的等值線段。
這種對等值線或等值線段的確定最好是由進(jìn)行如下操作序列來完成1.對被濾波圖像的直方圖作動(dòng)態(tài)范圍歸一化如果被濾波圖像的動(dòng)態(tài)范圍和對比度(因而原始圖像的動(dòng)態(tài)范圍和對比度)在不同類型巖石中有很大的變化，就要進(jìn)行被濾波圖像直方圖的動(dòng)態(tài)范圍歸一化，以便在各種巖石類型中破裂的能見性均一化，并使圖像在其整個(gè)表面上顯示出同樣的對比度。
為此目的，使用了一個(gè)滑動(dòng)窗。對每個(gè)深度，完成對直方圖y＝f(x)的線性變換，其中新的直方圖范圍[a，b](它對于每個(gè)深度是全相同的)對應(yīng)于原始直方圖的某一百分比(例如96％)的最小值c和最大值d。這樣，便得到了一個(gè)歸一化的被濾波圖像(未表示)。圖像歸一化對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員是公知的，故不再詳細(xì)描述。
2.得到被濾波圖像的梯度(一階導(dǎo)數(shù))圖像雖然能從被濾波的圖像直接計(jì)算出梯度圖像，但最好是從歸一化的被濾波圖像來計(jì)算它。
圖像的一階和二階導(dǎo)數(shù)是很重要的特征；例如，一階導(dǎo)數(shù)的極大值和極小值以及二階導(dǎo)數(shù)的過零點(diǎn)能用于檢測圖像的等值線。高斯濾波器和指數(shù)濾波器是在圖像處理中廣泛使用的平滑濾波器。使圖像(例如歸一化圖像)與平滑濾波器的導(dǎo)數(shù)褶積，便能同時(shí)完成平滑和計(jì)算圖像的導(dǎo)數(shù)。
指數(shù)濾波器被認(rèn)為是為此目的的最佳濾波器。再有，能用很簡單的快速遞歸算法來構(gòu)成指數(shù)濾波器及其導(dǎo)數(shù)〔作法是把單側(cè)上(左側(cè)和右側(cè))的兩個(gè)指數(shù)濾波器級聯(lián)，每個(gè)由一一階遞歸算法構(gòu)成〕。
每個(gè)指數(shù)濾波器是下式的脈沖響應(yīng)fc(X)＝(α/2)e-α|x|使用褶積定理，于是有兩個(gè)指數(shù)濾波器級聯(lián)的脈沖響應(yīng)為
f(x)＝fc(x)*fc(x)＝(α2/4)[(1/α)+|x|]e-α|x|f(x)的一階導(dǎo)數(shù)是f′(x)＝fc(x)*fc′(x)＝-(α3/4)xe-α|x|在歸一化的被濾波圖像上，對圖像一階導(dǎo)數(shù)的濾波是沿井孔深度完成的。這使得能平滑梯度圖像，并同時(shí)增強(qiáng)(即改善)所希望的信息頻率的能見度。α值越小，則平滑相應(yīng)地越好。例如，對于α＝0.3得到了滿意的結(jié)果。這種一維應(yīng)用還使得能消除由于某些傳感器失靈造成的井孔壁圖像上垂直方向人為造成的缺陷。于是得到了沿井孔方向(Z1軸)平滑過的梯度圖像。
3.梯度圖像的補(bǔ)償平滑為了在其后的操作中更容易地檢測等值線，最好在垂直于井孔深度的方向也對梯度圖像進(jìn)行平滑。如果給定井孔壁工具臺圖像的寬窄，則可由均值濾波器、算術(shù)濾波器或中位值濾波器來完成。中位值濾波器在于對相鄰象素和當(dāng)前象素按增值(或減值)分類，然后把分類過的象素的中位值賦予當(dāng)前象素。這樣便得到沿垂直于Z1軸方向平滑過的另一圖像。
4.平面不均勻體等值線的檢測在梯度圖像(一階導(dǎo)數(shù)圖像)上可見的平面不均勻體的等值線圖是屋頂形等值線形式的，就是說等值線點(diǎn)位于信號的局部極大值或極小值。
如果檢測平面不均勻體等值線的目的是重建穿過井壁的平面的話，那么僅僅提取等值線點(diǎn)是不夠的，而要代之以提取等值線鏈，其中每一點(diǎn)都在同一平面上排序。這需要很精巧的等值線追蹤算法。設(shè)計(jì)了專門用于尋找平面等值線的處理過程，即按先為深度的樹狀路徑進(jìn)行峰值線追蹤。它能檢測有淺的或很陡的梯度(垂直除外)的等值線，它們是直線、鋸齒線、或甚至是點(diǎn)線(即由孤立的但排成一行的點(diǎn)構(gòu)成的線)。這種按先為深度的樹狀路徑進(jìn)行峰值線追蹤的方法在Shin-Ju Ye女士的論文第49至52頁中描述過。同樣，遞歸的指數(shù)濾波器在上述論文中的45至52頁已作解釋。所述論文的相關(guān)部分被納入本說明書中。
為了確定一個(gè)鏈?zhǔn)欠駥?shí)際是平面不均勻體的等值線段，使用了定量相干性判據(jù)，即—能見度為了使一平面能被檢測到，它必須在該圖像上是可見的，所以它要有高振幅，—能見度的連續(xù)性，線性和長度與點(diǎn)不均勻體相比，面不均勻體的痕跡應(yīng)是連續(xù)可見的，線性的，而且足夠長。
這些判據(jù)使能對每個(gè)等值線給于一個(gè)質(zhì)量指數(shù)值Q＝βVCL這里β是一歸一化常數(shù)，V是能見度，C能見度的連續(xù)性，L是線性度V=A‾mp,C=NpvAmp‾Vamp,L=ϵ(D(P0,P1)N)2]]>這里Amp是該段的平均振幅，Npv是可見的點(diǎn)數(shù)，如果該點(diǎn)振幅大于閾值Samp，則該點(diǎn)是可見的，Vamp是該段點(diǎn)的振幅的方差，ε 是該段的厚度，是連接該段兩個(gè)端點(diǎn)的直線和該段各點(diǎn)之間的最大距離，D(P0，P1)是該段兩個(gè)端點(diǎn)P0和P1之間的距離，N是該段的點(diǎn)數(shù)。
對于有最小長度的那些鏈，對段的質(zhì)量Q用閾值檢驗(yàn)，以從檢測到的一組鏈中選出破裂鏈。如果圖像的對比度動(dòng)態(tài)范圍已被歸一化，則對整個(gè)圖像使用量Q的單一閾值便足夠了。
在本方法中，如果一個(gè)鏈有低質(zhì)量Q，則該鏈被距離連接該鏈兩端的直線最遠(yuǎn)的點(diǎn)分割成兩段；這兩部分被分別檢驗(yàn)，如此繼續(xù)下去。這使得能檢測出在圖像上能被看見的某些段。
圖4表示對破裂面等值線段的檢測結(jié)果。實(shí)線段，如段16′，19′，20′或23′，以及點(diǎn)線段，如段15′，17′，意味著存在不同的極性，對應(yīng)于局部極小值和極大值。點(diǎn)線段對應(yīng)于局部極小值，而實(shí)線對應(yīng)于局部極大值。
比較圖3和圖4，可以看到，圖3中的一些正弦曲線，如正弦曲線部分19，可能對應(yīng)于圖4中的線段19′(實(shí)線)和線段19″(點(diǎn)線)，它們有不同的極性。
由于地層平面的水平化影響整個(gè)圖像，從而影響與地層相交的平面不均勻體，所以最好在水平化地層被消除之后進(jìn)行一次逆旋轉(zhuǎn)，以便恢復(fù)與地層相交的平面不均勻體的原始幾何形態(tài)。
顯然，前面所描述的內(nèi)容也適于其他井孔壁圖像，不論構(gòu)成圖像的測量參數(shù)是什么，例如磁化率，光電因子，地層的密度，聲反射振幅等。
權(quán)利要求
1.一種根據(jù)環(huán)境的井孔壁圖像或巖心樣品的展開，自動(dòng)檢測穿過該環(huán)境中地層的平面不均勻體的方法，其中所用的原始圖像被定義在(X1，Y1，Z1)軸系中，該系統(tǒng)與一井孔相關(guān)聯(lián)，該井孔的軸為Z1；對于井孔穿過的環(huán)境區(qū)，所述圖象含有平面不均勻體，這些平面不均勻體由地層平面(2至14)及與這些地層平面相交的平面不均勻體(15至23)組成，該方法的特征在于包括如下步驟—確定位于所述原始圖像至少一部分中的地層平面(2至14)的優(yōu)勢取向，—對原始圖像濾波，以消除位于該優(yōu)勢方向的地層平面(2至14)的平面不均勻體，以及—在所述被濾波的圖像上，確定與地層平面不均勻體相交的不均勻體的至少若干個(gè)等值線段(15′至23′)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于該方法進(jìn)一步包括計(jì)算所述地層平面的視傾角，并使所述地層平面旋轉(zhuǎn)，以使它們的傾角減小為零，從而使所述地層平面垂直于井孔軸(Z1)，這樣得到的結(jié)果圖像中地層平面不均勻體被水平化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于每個(gè)地層平面的視傾角是根據(jù)所述地層平面的真傾角和在井孔軸與所述地層平面相交處確定的井孔傾斜計(jì)算出來的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于對結(jié)果圖像的濾波是在頻率域進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，其特征在于對結(jié)果圖像的濾波使用付立葉變換過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于等值線段(15′至23′)的確定是在被濾波圖像的梯度圖像上進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于等值線段(15′至23′)的確定是按照先為深度的樹狀路徑進(jìn)行峰值線追蹤過程來實(shí)現(xiàn)的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一權(quán)利要求的方法，其特征在于被濾波的圖像被變換成在其整個(gè)表面上具有相同對比度的歸一化圖像。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8的方法，其特征在于梯度圖像是從該歸一化圖像得到的。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或9的方法，其特征在于該梯度圖像在兩個(gè)垂直方向中的至少一個(gè)方向上被平滑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于等值線檢測是在兩個(gè)垂直的方向上被平滑的梯度圖像上完成的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1，2，6，7，11之一的方法，其特征在于選擇滿足一質(zhì)量指數(shù)的等值線鏈之一的若干段。
13.根據(jù)權(quán)利要求1，2，6至13之一的方法，其特征在于它還對結(jié)果圖像進(jìn)行濾波的一些步驟完成之后得到的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使所述圖像回到它的原始位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及根據(jù)環(huán)境的井孔壁圖像或展開的巖心樣品,自動(dòng)檢測穿過該環(huán)境中地層的平面不均勻體的方法,它在于使用一個(gè)被定義在(X
文檔編號G01V3/38GK1247603SQ9880256
公開日2000年3月15日 申請日期1998年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月15日
發(fā)明者葉星菊, 非利普·拉比雷爾, 奈門·克斯克斯 申請人:埃勒夫勘探產(chǎn)品公司