[發明專利]PDC巖屑數字圖像錄井方法

無效

• 申請號: 200910119995.2
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101493888A
• 公開（公告）日: 2009-07-29
• 發明（設計）人: 劉宗林;慈興華;翟慶龍;李文東;鄭榮兒
• 申請（專利權）人: 中國石化集團勝利石油管理局地質錄井公司;中國海洋大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明專利涉及一套基于數字圖像處理技術，利用PDC鉆頭條件下石油錄井現場采集的大量細小巖屑大視場、高分辨率圖像，借以實現巖屑特征描述和種類智能識別的PDC巖屑數字圖像錄井方法，屬于地質勘探和信息存儲領域。

背景技術：

對鉆井巖樣進行準確細致的觀察和描述是保證石油勘探開發效率與效益的有力手段。近年來PDC鉆頭在勘探領域得到了普遍的推廣，其獨特的破巖機理在大大提高鉆探效率的同時造成巖屑細小、量少、肉眼難以分辨等難題，使得傳統的人工錄井工作方式無法實現PDC鉆頭條件下巖屑的快速準確識別。而將數字圖像采集處理技術引入錄井領域實現細小巖屑特征的自動提取和快速分析已經成為解決這一難題的發展方向。

現有的基于圖像處理技術的巖屑特征分析方法在巖屑種類的識別準確率、識別效率以及自動化程度方面均難以滿足錄井現場的使用要求。因此，建立一套具有較高自動化和智能化程度，能夠在錄井現場實現巖屑圖像特征自動分析和準確快速識別的PDC巖屑數字圖像錄井方法已經成為當今石油勘探領域的一大需求。

發明內容：

本發明專利的目的在于：為現場錄井工作建立一套基于數字圖像處理技術，利用PDC鉆頭條件下大量細小巖屑高分辨率、大視場數字圖像，借以實現巖屑特征描述、種類識別和錄井曲線繪制等目的的PDC巖屑數字圖像錄井方法，該方法具有自動化和智能化程度高、巖屑特征描述準確，識別率高等特征。

該巖屑錄井方法包括單層巖屑特征描述和多層巖屑信息管理以及巖性錄井曲線繪制功能。其中，單層巖屑特征描述將系統自動識別與人工識別有機的結合起來，形成了一套特有的人機互作模式；自動識別中，分別從宏觀和微觀兩個層次進行巖屑的特征提取和分類識別，宏觀即對單層巖屑所拍得整幅圖像在背景去除后直接提取顏色和巖性特征，然后分別運用顏色和巖性分類器分類識別；微觀部分，則對背景去除后的巖屑圖像先分割，提取各單顆巖粒的完整邊緣，然后對各單顆巖粒分別提取顏色和巖性特征，再分別運用顏色和巖性分類器分別識別，最后統計單層同類巖性的巖屑面積，得到各類巖性所占比例，并繪制出錄井曲線圖。人工識別中可對宏微觀自動識別所得類別進行修正，并加載到訓練樣本庫中，以備重新訓練分類器，來提高巖屑自動識別的準確率。這樣就即從整體上抓住了大量巖屑的宏觀主體特征，又從各類巖粒的統計中獲得了整包巖屑的微觀特征——各類巖屑所占比例及顏色，再結合錄井人員的現場修正，即可實現巖屑的準確快速描述。

本發明專利具有以下特點：

1.單層巖屑特征描述將系統自動識別與人工識別有機的結合起來，憑借地質錄井的傳統經驗，借助人工識別結果對自動識別結果進行修正，并重新訓練分類器，以提高巖屑自動識別的準確率。

2.單層巖屑自動識別從宏觀、微觀兩個角度分別對顏色和巖性特征進行分類描述，顏色部分實現了棕紅色、肉紅色、黃色、綠色、棕色、黑色、灰色、白色、紫紅色、藍灰色、褐色、紫色、深灰色十三種顏色的分類識別，巖性部分實現了泥巖、砂巖和其他類別的分類識別。

3.單層巖屑特征描述的宏觀、微觀顏色判定均采用先變換顏色空間到HSI空間，然后對十三種標準顏色巖屑在三維度顏色空間中確定均值中心位置，最后比較待描述巖屑均值點位置與各標準巖屑的中心位置距離，根據最近距離識別出顏色。

4.單層巖屑圖像邊緣提取部分采用了五維均值偏移聚類和邊緣膨脹算法，實現了巖屑圖像中各單粒巖屑邊緣的完整提取。

5.單層巖屑特征提取中，宏觀巖性部分提取了圖像的灰度統計特征，含：均值、方差、偏度、峰值、能量、熵；微觀巖性部分運用Gabor方法提取了圖像的80個紋理特征。宏微觀顏色部分均提取了RGB和HSI顏色空間的各分量統計均值特征。

6.單層巖屑分類識別中，宏觀和微觀的顏色分類均采用了三維均值聚類分類識別方法，巖性分類均采用了支持向量機(SVM)分類器分類識別。

7.多層巖屑巖性錄井曲線繪制，即根據單層微觀描述中得到的各類巖屑巖性所占比例，通過數學上的三次插值算法，繪制整個鉆井過程中各地層泥巖、砂巖所占比例的錄井曲線，為現場錄井人員提供了實時直觀的地層巖性曲線走勢信息。

附圖說明：

圖1是PDC巖屑數字圖像錄井方法流程示意圖；

圖2是微觀特征描述狀態下PDC巖屑數字圖像錄井儀巖屑描述系統的操作界面；

圖3是宏觀特征描述狀態下PDC巖屑數字圖像錄井儀巖屑描述系統的操作界面；