[发明专利]一种随钻成像数据处理与传输方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及油气开发与勘探领域，具体地用于随钻测量或测井成像数据的数据处理与传输。

背景技术

随钻测量或测井从井斜、方位、工具面的测量，发展到常规电阻率、伽马、中子密度等的测量，目前正在向电阻率成像、伽马成像发展。随着随钻测量数据的不断丰富，井底的信号如何传输到地面是随钻测井技术的一个关键环节，同时也是制约随钻测井技术发展的“瓶颈”之一。现有技术中泥浆脉冲传输、低频电磁传输是目前工程应用比较可行的传输手段，虽然经过科研人员的不断努力，但是这些技术只能达到几个bit/s的传输速度。

此外对随钻测量数据进行压缩是另外一种提高随钻数据传输性能的有效手段。根据解压后数据与原始数据是否一致，数据压缩方法划分为两类：有损压缩和无损压缩。现有技术大多采用无损压缩，主要是在泥浆脉冲编码本身进行编码处理。例如现有技术：发明1《CN201310139448.7-一种随钻测井泥浆脉冲传输的数据压缩方法》就是对数据进行一种新的比那编码方式，实现数据的无损压缩，地面接收到数据以后再完全恢复。发明2《CN201410532348.5-一种用于随钻测量系统数据压缩的方法》提出了另外一种基于Huffman编码的数据压缩方式。这也是一种无损编码压缩方式。

现有的随钻数据处理与传输技术和装置主要针对井斜、方位、工具面的测量，或者常规电阻率、伽马等的测量，这些技术和装置针对都是离散的、单点的数据。面对新型大量的随钻成像数据的处理与传输需求，这些现有技术难以适应大量成像数据的处理和传输。

发明内容

本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种能够实现大量随钻成像数据的处理和传输的技术方案。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种随钻成像数据的井下处理与传输装置，包括：随钻成像数据测量单元，其随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩单元，其对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲器，其通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。

优选地，所述成像数据处理与压缩单元进一步包括：预处理模块，其对随钻测量到的设定数据量的随钻成像数据进行预处理，转换成图像矩阵；转换模块，其对所述图像矩阵进行离散余弦变换，转换形成系数矩阵；以及矩阵处理模块，其保留所述系数矩阵的左上角部分的图像变化信息，将其他部分系数舍弃。

优选地，所述转换模块利用以下表达式将图形矩阵f(x,y)转换形成系数矩阵F(u,v)，

式中，x,y,u,v＝0,1,…,N-1，其中N为系数矩阵和图形矩阵的维数，u，v为系数矩阵的行和列，x，y为图形矩阵的行和列；

另一方面，还提供了一种随钻成像数据的地面处理装置，包括：泥浆脉冲地面接收单元，其接收通过泥浆脉冲方式传送的经上述任一的随钻成像数据的井下处理与传输装置处理后的矩阵信息；数据解压与恢复单元，其将接收到的矩阵信息中舍弃数值的部分补零恢复成设定维数的系数矩阵，并对所述系数矩阵进行逆变换得到部分信息损失的随钻成像数据；以及随钻成像数据显示单元，其显示所述部分信息损失的随钻成像数据。

优选地，所述数据解压与恢复单元对所述设定维数的系数矩阵进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵，并对所述图像矩阵进行处理得到部分信息损失的随钻成像数据。

优选地，所述数据解压与恢复单元利用以下表达式来将系数矩阵F(u,v)进行逆离散余弦变换，转换成图像矩阵f(x,y)，

式中，x,y,u,v＝0,1,…,N-1，其中N为系数矩阵和图像矩阵的维数，u，v为系数矩阵的行和列，x，y为图形矩阵的行和列；

另一方面，还提供了一种随钻成像数据的处理与传输方法，包括：随钻成像数据测量步骤，随着钻杆旋转一周，测量设定数据量的随钻成像数据；成像数据处理与压缩步骤，对所述设定数据量的随钻成像数据进行矩阵转换并保留转换后的矩阵设定位置的图像变化信息，将其余值舍弃；以及泥浆脉冲传输步骤，通过泥浆脉冲的方式将处理后的矩阵信息发送到地面。

优选地，在所述成像数据处理与压缩步骤中，进一步包括：预处理步骤，对随钻测量到的设定数据量的随钻成像数据进行预处理，转换成图像矩阵；转换步骤，对所述图像矩阵进行离散余弦变换，转换形成系数矩阵；以及矩阵处理步骤，保留所述系数矩阵的左上角部分的图像变化信息，将其他部分系数舍弃。