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1、西安科技大学 硕士学位论文 基于测井数据的地质图矢量化方法研究 姓名：谭超 申请学位级别：硕士 专业：计算机软件与理论 指导教师：张群会 论文题目: 基于测井数据的地质图矢量化方法研究 专 业: 计算机软件与理论 硕 士 生: 谭 超 (签名) 指导教师: 张群会 (签名) 摘 要 本文主要研究的是基于测井数据的地质图矢量化方法。首先要对测井曲线及地质图 进行预处理，对于含有不同种类噪声的图像，通常采取不同的方法进行处理，甚至需要 使用几种方法的结合来处理，才能达到预期的效果。地质图中含有原始测井曲线、等值 线和等高线以及各种地质符号等相关元素，通过图像分割算法和提取算法分离出测井曲 线，然后
2、运用曲线追踪方法来追踪原始的测井曲线，输出矢量化的 DXF 格式图像。 曲线追踪过程中会遇到不同类型的测井曲线。对于含有坐标的测井曲线，追踪结果 往往会随着坐标格追踪下去，导致追踪的结果偏差。因此通过相关算法的改进，在处理 含有坐标格的测井曲线时能够达到良好的效果。在测井曲线的提取方法中，分别介绍了 实线和虚线的提取方法。 对于实线型的测井曲线采用的是基于中轴变换的实线提取方法， 而对于虚线型的测井曲线采用的是基于重心拟合的虚线提取方法。从测井曲线图中衍生 出的等值线图和等高线图也是非常具有代表性的地质图件，所以对于这类图像也进行了 相关的研究。 矢量化的地质图存储格式，即 DXF 格式的存储
3、对于本文的研究工作至关重要。在熟 悉和了解 DXF 格式的过程中，对其存储方法进行了相关的研究，并且在实际开发过程中 得到了应用，达到了预期的效果。 关 键 词：测井数据；矢量化；曲线追踪；DXF 格式；油田数字化 研究类型：应用研究 Subject : Research of Vector Method of Geological Map Based on Logging Data Specialty : Computer software and theory Name : Tan Chao (Signature) Instructor : Zhang Qunhui (Signature)
4、 ABSTRACT The article focuses on the vector method of the geological map base on the logging data. First, we need to preprocess the well logs and geological maps. For images which contain different types of noises, we usually take different methods to deal with them, even for other images, it needs
5、to use combination of several methods to deal with them in order to achieve the desired results. Geological maps contain original log curves, isopleths, contours and a variety of geological symbols, as well as other related elements. It could isolate log curves through the image segmentation and ext
6、raction algorithms, and then we use curve tracking methods to track original log curves, and output the DXF format image. In the curve tracing process, it will meet different types of logging curves. For the well log based on grid, it often tracks down with the coordinate grid, which can lead to inc
7、orrect tracking results. Thus, by the improved algorithm, it can achieve good results when handling with the logging curves containing the coordinates. In the logging curve extraction methods, it introduces solid and dashed lines of tracking method. For the solid curve of log, it is based on the rea
8、l axis line extraction methods, whereas for the dashed curve log, it uses the dotted line method based on the extraction fitting center of gravity. Isopleths and contour derived from logging curve are also very important geological maps, so this paper also carries out some studies in this area. Vect
9、or-based geological map storage format, the DXF format storage, is essential for this research work. In the process of understanding DXF format, it takes some research on the method of storage, and it has applied to the actual developments and achieved desired results. Key words: Well log data Vecto
10、rization Curve Tracking DXF format Digitization of oil fields Thesis : Application Research 1 绪论 1 1 绪论 1.1 选题的依据及研究意义 随着油气勘探开发技术的不断发展，油气储量日渐减少，对新老油井的重新解释与 评价已经成为十分重要的课题。而测井曲线绘制在纸上，目前这方面的研究只能停留在 手工观察的层次上。而且由于图纸众多，实际应用很难进行。因此有必要将图纸数字化， 建立基于测井曲线的数据库，便于人工处理及应用计算机进行分析1。 在实际研究中，测井曲线图具有重要价值，它是评判一口油井优劣的重要依
11、据，很 多测井图纸由于保存时间很长造成了图纸破损，损失了很多有效的测井曲线信息，所以 必须对图纸数字化，即矢量化，通常是采用数字化仪完成。数字化仪需要人工不断地干 预，自动化的程度仍然较低。我们使用数字图像处理的方法，将图纸扫描到计算机中， 然后作矢量化工作，这样提高了自动化程度，效果明显2。测井技术对于石油勘探和开发 的研究至关重要。经过几十年测井技术的研究和实践，虽然我们已经掌握了一些测井的 关键技术，但是还需要对测井技术进行更深层次的研究，这个对于我国的可持续发展战 略来说意义重大。 在重新进行测井解释和评价的过程中，测井曲线图是不可缺少的测井数据，通常来 说这些都是数字化的测井数据，需
12、要对测井曲线进行矢量化处理。而旧图新用无疑是一 种经济有效的手段，但是这些旧图由于长期使用、磨损、保存不当等原因，测井曲线中 有些线段已变模糊，二值化后会出现断点，这些断点破坏了曲线的连续性和完整性，给 矢量化带来一定的困难。而一般的断点修复是在矢量化后的处理工作中进行的，处理工 作比较繁重。因此，在矢量化前对测井曲线图进行修复性的预处理，不仅可以改善曲线 图形的质量，同时也大大减轻了矢量化后的处理工作3。 1.2 国内外研究现状 国内外多家公司都在做这方面的研究，希望开发出高质量高性能的石油勘探软件， 代替传统的人工勘探方法。下面简单介绍下测井(well logging)技术，因为要通过该技
13、术来 得到测井数据。地球物理测井是应用地球物理学的一个分支，简称测井。它是在勘探和 开采石油、天然气、煤、金属矿等地下矿藏的过程中，利用各种仪器测量井下地层的物 理参数和井眼的技术状况，以解决地质和工程问题的工程技术，它是应用物理学原理解 决地质和工程问题的一门边缘性技术学科。世界上第一次测井是由法国人斯伦贝谢 (Schlumberger)兄弟(康拉德和马塞尔)与道尔(Doll)一起在 1927 年 9 月 5 日实现的。 我国第 一次测井是由中国科学院学部委员、著名地球物理学家翁文波先生于 1939 年 12 月 20 日 西安科技大学硕士学位论文 2 在四川巴县石油沟油矿 1 号井实现的。
14、经过几十年的发展，测井技术已成为一个主要提 供技术服务的现代化高技术产业。航天技术要上天，而测井技术要入地(数百米、数千米、 上万米)，两者在技术上的难度和发展水平都值得从事这些事业的人们引以为骄傲1。 测井技术于 1927 年起源于法国斯伦贝谢公司。从上世纪 50 年代中后期开始，逐渐 形成了包括深、中、浅电阻率测井，中子、密度和声波法三种空隙度测井，以及反映岩 性的自然伽马测井和自然电位测量等方法的比较完整的测井系列，油气储层的测井评价 方法开始进入了定量阶段。 60 年代后期由于计算机的使用， 使测井技术发生的巨大变化， 井下信息的采集由模拟方式向数字方式过渡，信息规模扩大，观测精度提高
15、1。从上世纪 80 年代开始陆续出现了一些新方法，如伽马能谱 (包括自然伽马能谱、散射伽马能谱、 次生伽马能谱)测井，电磁波介电常数测井、声波全波列测井、阵列波测井、井壁声波成 像测井、微电阻率扫描和高分辨率地层倾角等测井方法。上世纪 90 年代，成像测井、元 素测井和核测井以及地震勘测数据和实验室分析数据相结合的储气层综合描述也取得了 较大发展。 近年来，测井技术发展迅速。主要表现为地面记录系统向高性能大型复合型方向发 展，声、电、核、磁等各系列的井下仪器全面向成像化方向发展尤其是核磁成像测井技 术，发展特别迅速，而测井资料处理解释技术向解决实际问题的方向发展，测井软件技 术则向大型综合性方
16、向发展。七十多年来，测井技术经历了从模拟测井到数字测井、数 控测井、成像测井的发展历程。目前已发展成为十大石油科学之一，它被广泛应用于油 气田的勘探与开发的全过程，为石油地质和工程技术人员寻找和评价油气层提供了重要 的资料和数据。解决了一系列地质难题。同时，测井技术还是煤炭、金属等矿产资源勘 探的重要手段，并广泛扩展到工程及其他领域。 1939 年中国开始将测井技术应用于石油， 测井事业的真正发展是在新中国成立之后。 我国测井技术的发展过程，大体上与国外经历了相同的发展阶段。建国以来，我国已经 能生产先进的数控测井仪器以及相应的井下仪器，如双感应测井仪、双侧向测井仪、微 球聚焦测井仪同、自然伽马测井仪、自然伽马能谱测井仪、岩性密度测井仪、补偿中子 测井仪、长源距
