[发明专利]一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于随钻成像数据压缩的数据重排方法，包括：获取以一维数据序列形式排列的包含N²个元素的原始测量数据，利用相关性约束条件，按照各元素的序列顺序i，将原始测量数据重排成以N*N矩阵形式排列的序列并生成相应的多个二维数据重排路径；根据二维数据重排路径的距离，从二维数据重排路径中筛选出具有最短重排元素距离的最优数据重排路径，以确定最优数据重排路径对应的二维矩阵数据序列，为数据压缩处理提供非相邻数据间也具有最佳相关性的输入数据。本发明在较低计算量的前提下，保持了一维序列中相邻数据间的相关性，并增强了非相邻数据间的相关性，提高数据压缩的效率，延长井下数据的存储时间。

技术领域

本发明涉及随钻测井技术领域，尤其是涉及一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法和系统。

背景技术

随钻测井(Logging While Drilling,LWD)利用钻铤内布放的测井仪器，在钻进的同时实时测量岩石物理参数，并借助数据遥测系统将测量结果实时传输到地面处理，主要应用于钻井工程优化和地层评价。随钻仪器作业时，钻铤内挂接了多种测井仪器，如声波、电阻率、核磁、伽马等，多种仪器测井结果的联合解释，能够提高地层评价的准确度。随着LWD技术的发展，井下传感器日益丰富，获取的数据量逐渐增多，而井下存储器的容量有限，不能实现数据的长时存储，但常规的泥浆脉冲遥测系统的数据传输速率较低，无法实现大量LWD数据的实时传输。因此，井下数据的长时存储与实时传输成为制约LWD技术发展的关键难题，而数据压缩技术为解决这一难题提供了一条有效途径。

为了提高随钻测量数据的传输效率，发达国家已将数据压缩技术与信息传输技术引入地质导向钻井领域。在井下数据的高效压缩方面，国外已有成熟的产品可用，但其技术细节仍属于商业秘密。例如，斯伦贝谢公司利用图像压缩技术将井眼成像数据进行50倍压缩后实时传送到地面，解决了信道传输能力不足的难题。国内对随钻测井数据压缩方法的研究相对较少，主要包括以下四类：(1)基于LZW(Lempel Ziv Welch)算法的随钻测井数据压缩方法，但是LZW压缩过程需不断查询字典并依次输出压缩编码，速度慢，时效性差；(2)基于小波变换的随钻测井数据压缩方法，这种方式随降低了SPIHT算法的复杂度，提高了算法的运行速度，并设计了算法的并行实现结构，但小波变换仅在满足小波函数的容许条件时，才存在可逆变换，具有局限性；(3)基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)的随钻测井数据压缩方法，这种方式达到了较高的压缩比；(4)基于预测编码(Differential Pulse Code Modulation，DPCM)的随钻测井数据压缩方法，以及基于DPCM与DCT变换的混合编码方法应用于随钻成像数据压缩，这种方法获得了较高的压缩比，同时，算法的运算复杂度低，适合在井下仪器中使用。

上述方法的压缩原理及性能不尽相同，但都是对一维的原始测量数据直接进行处理。而测井仪器在实际工程作业过程中获得的数据，数据间具有空间相关性，即采用一维数据表示时，当前数据与其相隔较远的数据间存在强相关性，而一维表示形式破坏了这种相关关系，数据间的相关性在现有方法中没有得到充分运用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于随钻测量数据压缩的数据重排方法，所述方法包括如下步骤：维度转换步骤、获取以一维数据序列形式排列的包含N²个元素的原始测量数据，利用相关性约束条件，按照各元素的序列顺序i，将所述原始测量数据重排成以N*N矩阵形式排列的序列并生成相应的多个二维数据重排路径；路径筛选步骤、根据所述二维数据重排路径的距离，从所述二维数据重排路径中筛选出具有最短重排元素距离的最优数据重排路径，以确定所述最优数据重排路径对应的二维矩阵数据序列，为数据压缩处理提供非相邻数据间也具有最佳相关性的输入数据。