光学测井中的图像处理技术

蒙特卡罗方法结合米氏散射理论获得偏振光的散射规律和辐射传递方 程的数值解。
14
一、水下光传输性质
• 基于光在传输时，在两个相互垂直方向的 散射和吸收，我们建立光强在二维平面内 传播模型，其数学模型如下：
Z=p+255*exp(-b*x)+c*exp(-b*x)^2+g*exp(b*x)^3+m*exp(-b*x)^4+255*exp(e*y)+f*exp(-e*y)^2+k*exp(-e*y)^3+n*exp(e*y)^4;
气体 污水
细粒运移、出砂
影响因素
原油
结垢/沥青
若要成功的进行视像测井，应根据对井下污浊、不透明 流体的情况进行规划并结合井筒准备和预先清洗。
成功测井的前提是清晰、透明的流体，例如清水、干 燥气体及空气。流体光学通透性是决定光学测井的决定 性因素。
国内外研究现状
• 为验证井下水质，可在井口取水样并放置24小 时。水样在地面被乳化，然后油水分离，且无 淤泥微粒。水样的质量即代表了井下状况。
15
一、水下光传输性质
图2-a 水下摄像机拍摄图
图2-b 三维光强分布图
图2-c 等光强分布图
16
一、水下光传输性质
泥
水
悬
浮
图 3-a 泥水悬浮液中成像图e
液
中
光
强
传
递
图
250 200 150 100 50
0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500
图 3-b泥水悬浮液中Matlab模拟图
工作过程中，井下摄像机拍摄井下情 况的单帧灰度图像，经压缩处理面板进行 A/D转换和压缩后，通过电缆传输到地面， 然后解压缩处理仪进行处理后，在监视器 上显示出来，并可进行录制和打印。
井下摄像机
应用
检测套管和油管 的漏失点
检测井内落 物的位置
A
光学测井
裸眼井测井
检测井下设备的 C
工作条件和工作 状况
• 采用硬币检测法来验证水样的清晰度如果24小 时后，水样不清晰，则需要对井下介质进行处 理。
• 对需要维修的大部分油井来说，清晰的水质 很难获得，大大限制了光学测井应用范围。
9
报告内容
一、研究背景及研究意义 二、国内外研究现状 三、研究内容 四、展望
10
研究内容
1、 水下光传输 3、图像增强算法
21
三、图像增强算法
• 该理论认为一幅图像F(x,y)可由照射光分量L(x,y)和反射光 分量R(x,y) 组成:
•
F(x,y)= R(x,y) ·L(x,y)
• 图像增强的关键是从原始图像有效的信息中滤除照射光分 量
• 由此可得
•
LnR(x,y) = LnF(x,y)- L(x,y)
22
三、图像增强算法
图3-c 拟合后的等光强线图
图3-d 拟合后等光强图
17
一、水下光传输性质
泥 水 悬 浮 液 中 光 强 传 递 图
18
二、实验装置
实 验 装 置
19
LCVR
二、实验装置
标 定 结 果
20
三、图像增强算法
• 1971年Land和 McCann提出一种色彩恒常性论， 即 Retinex理论 。
景
可靠的二维或三维目的层的物理参数图像，研究各种非均 质非线形问题，评价油、气产层和其它勘探开发问题。
光学成像 图像噪声严重，分辨率低
如何提高浑浊井液中图像清晰度分辨率就是本课题的背景。
3
光学测井工 作 原 理
利用光纤、测井电缆或同轴电缆将井 下摄像机下入井筒内，在途中进行匀速的 图片采集。拍摄到的井下情况可以直接在 监视器屏幕上显示出来，并利用相关软件 对图片进行后期分析处理。从而可以使现 场工作人员准确、直观、实时地观察到井 下任何一点的情况。
硬币
树叶
23
三、图像增强算法
24
四、水下图像彩色化处理
图像处理
水
下
图
像
彩
1、图像预处理
色
化
处
理
1、使用全方位多
结构元的自适应噪
声滤除算法去除噪
2、图像偏振化处 理
声
2、色彩重建
根据HSV颜色空间重构
25
四、水下图像彩色化处理
I=I 0o +I 90o Q=I 0o -I 90o U=2I 45o -I 0o -I 90o
26
四、水下图像彩色化处理
Q2 U 2 V 2 P
I


1 arctan 2
U
Q
27
四、水下图像彩色化处理
研 2、试验装置
究
内 容
4、水下图像彩色化处理
11
一、水下光传输性质
1 水体的吸收
图1 水的吸收特性
12
一、水下光传输性质
2 水体的散射
• 海水本身的光散射 密度起伏 各向异性水分子运动方向的起伏 以及溶解物质的浓度起伏。
• 悬浮粒子的光散射 海水介质中悬浮粒子对于光的散射作用
浓度 折射率的分布 形状大小的分布
检测流体和颗粒
的进入
5
理学院开题报告
报告内容
一、研究背景及研究意义 二、国内外研究现状 三、研究内容 四、展望
6
国内外研究现状
• 国内外现有的井下光学 成像仪器的外径
• 一般为∮43mm， • 耐温120℃， • 耐压60MPa。
• 传输视频图像24帧/秒 ，水平、垂直分辨率 1mm，
• 检测深度不低于5000m.
• 色彩恒常性理论认为人眼对体颜色和亮度的感知在外
色 界环境的照射条件发生化时仍能保持相对不变 ，即人度的
彩 感知仅与物体表面对外界环境照射光的反射有关 而与外界
恒 环境的照射无关 。
常性• 理 论
Retinex算法就是从原始图像中分离出外界环境的照射 光分量和反射光分量 ，剔除外界环境的照射光分量 ，保 留反射光分量，还原物体的本来面貌 ，实现对原始图像的 增强。
光学测井中的图像处理技术
2014年12月
李代林 中国石油大学（华东）
报告内容
一、研究背景 二、研究现状 三、研究内容 四、展望
2
研究背景
井下成像探测技术是从20世纪80年代开始在国内外发展的 一门检测技术，经过多年的发展，由最初的井下照相发展
到井下光学摄像、超声波成像测井等井下成像探测技术
背
成像测井提供大量的物理信息，以此为基础给出分辨率高、
由于上述条件复杂，其严格理论还不存在，理论上主要是用等效的Mie理
论来描述。
13
一、水下光传输性质
来自百度文库
偏
振
光
辐
亮
海水衰
度
减
传
递
前向散
模
射
辐亮度 减小
辐亮度 增加
散射光的偏振态与原入射光的偏振 态存在一定差异，通过计算机模拟 建立不同偏振态下辐亮度传递模型
型
因辐射传递方程是一种微分积分方程，一般难以解析求解。我们采用