[发明专利]一种三维声波测井数据的实时压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于数据压缩技术领域，更为具体地讲，涉及一种三维声波测井数据的实时压缩方法。

背景技术

三维声波测井是在正交偶极声波测井技术基础上发展起来的新一代声波测井技术，其测量原理是利用目前所有的声波，即单极、偶极及斯通利波测量模式对各种频带的波形进行综合测量以获取地层的三维声波特性，即纵波时差、横波及斯通利波在井筒轴向、径向和周向的变化，对地层特性的方位性提供完整的描述。通过该技术可以清晰地对均质地层和非均质地层的各向异性及各向异性形成的各种机理进行分析。

图1是三维声波测井仪器结构示意图。

如图1所示，三维声波测井仪器采用三个单极发射换能器和两个正交的偶极发射换能器发射声波信号，采用十三组接收换能器R1～R13的接收阵列接收声波信号。其中，三个单极发射器分别是上单极发射器、下单极发射器和远单极发射器，上单极发射器和下单极发射器位于接收器阵列两端，而远单极发射器和两个X、Y正交偶极发射器位于仪器下部的较远处。三个单极发射器用于产生不同源距的纵波、横波和斯通利波，X、Y偶极发射器用于产生弯曲波。通过不同组合模式可获得所需要的多种模式波形数据。

图2是三维声波测井仪的信号采集示意图。

如图2所示，采集板在DSP的控制下进行信号采集，每组接收阵列包括8个接收传感器，共需采集104通道的声波信号。

三维声波测井仪器在工作过程中，需要在不同井眼深度进行多次信号采集，每次采集含多个采样周期，各个周期分别采集不同模式的波形数据，每个采样周期，每通道需采样500点数据，因此，测井数据量非常大。

由于三维声波测井数据量非常大，井下数据传输率受限制，给数据的实时存储和传输带来了困难。所以，必须选用合适的数据压缩算法，对测井数据进行实时压缩处理，减少数据量，提高测井效率

发明内容

本发明的目的在于克服三维声波测井数据大，在井下数据传输受限的情况下，实时存储和传输困难的缺陷，提供一种三维声波测井数据的实时压缩方法，以实现井下仪器在大量采集信号的同时对测井数据进行实时、有效地压缩，减少数据存储量和传输量，提高测井效率。

为实现上述发明目的，本发明三维声波测井数据的实时压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、原始声波数据的预处理

对输入缓冲区的n位原始声波数据拆分为高n₁位保留数据和低n₂位待压缩数据，并分别存储到保留数据数组和待压缩数据数组中；

从待压缩数组中读入待压缩数据，将其分割为一组一组的长度为m的待压缩数据；

(2)、待压缩数据的压缩

2.1)、DCT映射变换

按组对待压缩数据进行DCT正变换，将待压缩数据的能量尽量集中在少量的系数上，从而最大限度地去除压缩数据中的相关性，得到映射数据；

2.2)、动态量化和数据编码

采用动态量化的方式对映射数据进行量化，对数值较大的数据保留较多的位数，而对数值较小的数据则保留较少的位数；对量化后的数据进行编码；

(3)、数据合并与存储

将保留数据数组中的高n₁位保留数据与编码后的数据进行合并，得到压缩数据，并存储到输出缓冲区。

本发明的发明目的是这样实现的：

本发明三维声波测井数据的实时压缩方法，通过对原始声波数据进行拆分为高n₁位保留数据和低n₂位待压缩数据，对待压缩数据进行分割长度为m的待压缩数据；然后按组进行对待压缩数据进行DCT变换，得到映射数据，对映射数据进行量化，即数值较大的数据保留较多的位数，而数值较小的数据则保留较少的位数，实现数据的实时压缩，对量化后的数据进行编码；最后将保留数据数组中的高n₁位保留数据与编码后的数据进行合并，得到压缩数据，从而减少数据存储量和传输量，提高测井效率。

附图说明

图1是三维声波测井仪器结构示意图；

图2是三维声波测井仪的信号采集示意图；

图3是三维声波测井数据的实时压缩方法一具体实施方式流程图；

图4是原始声波数据的预处理示意图；

图5是待压缩数据的DCT映射变换、映射数据的量化、编码示意图；

图6是量化数据的编码示意图；

图7是数据合并与存储示意图。

具体实施方式