裂缝的识别 图象处理及应用 教学教材.ppt

图象处理及应用;第六章 裂缝的识别; 裂缝对于硬地层的重要意义是人所共知的，因为它不仅是决定油气储集层的关键因素，而且也直接控制着裂缝油气藏的形成与分布，因此，在碳酸盐岩地层和深部地层的油气勘探过程中，识别和探测裂缝进而分析地区性裂缝分布格局已成为地质家和测井分析家普遍关注的问题。事实上，地震波的紊乱、特别是速度谱出现的低速异常，钻井过程的泥浆漏失，钻具放空、跳钻或扭钻、出现井涌、岩屑有充填于裂缝中的方解石晶体、以及测试结果渗透率出现过高的异常等等，都可能是裂缝存在的指示。然而，随着现代测井技术的发展，已经能够由成象测井资料提供和展现裂缝的存在。 ; 成象测井是通过记录仪器在提升过程中所经过的地层而获取的应用地球物理信息，同时将这些信息按一定的关系刻度为象素的色彩或灰度等级，并将其按速度校正中给出的空间位置在图象终端显示或存储到计算机的硬盘上。测井分析家可以根据这些色彩或灰度等级的变化所反映的井壁周围的岩性信息，结合目标体（裂缝、溶洞、断层等）的具体形态特征，将其从背景（基岩）中分离出来，并加以定性的识别和解释，以获得目标体的大小、形态、分布密度、展布状况等参数信息。 但目前的解释只是停留在依赖专家经验的定性解释和半定量解释阶段，自动化程度不高，人为主观因素比较大，这些因素都大大地限制了成象测井解释技术的发展。如何快速、准确地解释裂缝、孔洞等非均质地质信息，已是测井分析家着重要解决的问题.;地层层理;一、裂缝识别原理 ：; 在成象测井成果图上进行裂缝识别总体上遵循以下原理：①由于裂缝中充满了导电的泥浆滤液，由于导电泥浆的电阻率比地层电阻率相比非常低，所以其在成象成果图上显示为深暗色区域，与周围的岩层或低阻泥岩层有着明显的区别。可以通过选取一定的阈值，将其从灰度图中的岩层背景中分离出来，形成只含有裂缝信息的黑白二值子图象，这也是裂缝识别的最为重要的理论基础。②无论是过井裂缝还是垂直裂缝，在成果图上与周围介质有着明显的灰度或色彩阶跃变化，可以通过边缘提取将???与周围岩层交互的边界识别出来。边界确定了，裂缝的区域也就唯一的确定了。③由于裂缝与柱状井眼交切的方式不同，其在成果图象上的形态也就大不相同，因而，就可以根据裂缝的形态特征确定裂缝的类型。④裂缝的形态特征确定后，裂缝的一系列的参数就蕴含在其形态中，这就为裂缝参数定量计算奠定了基础。;; 在地层中，绝大多数裂缝都是倾斜的。倾斜裂缝是众多裂缝形态当中的主要形式。处理好倾斜裂缝的识别工作对整个裂缝识别都将具有重要意义，这也是裂缝识别中最为重要的、最复杂的部分。; 下图是过井裂缝的立体示意图、圆柱面展开图和截面的俯视图，柱状展开图的横坐标为 ，纵坐标为z 。在柱状图的俯视图中有 ， 。由裂缝的平面方程 得： ; 由此可以证明，在柱面展开图上z与为正弦曲线关系，因此，在成象成果图上识别过井裂缝的问题就转化为在成果图上探寻呈正弦曲线形状的深暗色区域问题 ; 在图中不仅提供了过井裂缝在柱状展开图上的形态信息，而且还提供了裂缝的倾角和方位信息。从图中可获得以下事实： ①????裂缝在平面展开图上的正弦曲线的周期的大小等于图象的宽度。 ②????平面倾斜裂缝的倾角，并用下式计算出裂缝的倾角：; 对于固定形状的曲线检测，并且该曲线可以用参数方程描绘的，一般都是采用Hough变换的方法。Hough变换是一种快速的图象边缘检测方法，其基本思想是把解析曲线从图象空间映射到以参数为坐标的参数空间中，根据参数空间中特定位置出现的峰值特征反过来确定曲线的参数值，从而对图象空间中各种边界给出确定性描述。因而，利用Hough变换检测曲线的问题就转化为在参数空间寻找峰值位置的问题。Hough变换的主要优点在于：具有较强的抗干扰能力，允许待检测的边界曲线不连续，便于做并行处理。理论上, Hough变换可以用来检测具有解析式 的任何曲线，但是累加器尺寸和检测计算量将随参数的个数增加而呈指数增加,这就限制了Hough变换用于多参数曲线的检测。; 经过不断的算法改进，人们现在利用边缘象素的局部取向信息(如梯度方向)来减少计算量，并取得较好效果。本文根据裂缝在成象测井图上呈正弦曲线的特点，利用其对称性，并结合Hough变换,建立了一种针对于具有固定周期的正弦曲线检测方法，该方法除能保留Hough变换的容错性和鲁棒性外，还具有方法简便、计算速度快等优点。 1、 Hough变换识别正弦曲