基于多种特征量提取岩屑岩性最优识别方案研究.pdf

中国海洋大学
硕士学位论文
基于多种特征量提取的岩屑岩性最优识别方案研究
姓名:王东强
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:郑荣儿
20080601
要基于多种特征量提取的岩屑岩性最优识别方案研究摘钻头的推广使用导致岩屑非常细小,岩性用肉眼识别十分困难,传统的岩屑录井方法已不再适用。然而岩性的识别是地质描述必不可少的关键性参数,因此迫切需要寻求一种新手段、新方法来判断岩屑的岩性。数字图像处理技术是一个跨学科的前沿技术,具有再现性好、处理精度高、适用面广、灵活性高等优点,近几年在各行业得到了广泛的应用,但是应用于石油行业特别是岩屑录井方面却极少。基于目前晖诽跫卵倚济枋龅闹匾性和困难性,以及数字图像处理技术的种种优势,本论文应用几种主要的数字图像特征提取技术,对岩屑岩性描述的方法进行了研究,为本实验室正在研究开发的岩屑描述仪提供了技术支持。本文按照模式识别的思路,沿着采集图像、特征提取、再到分类识别的过程进行了岩屑岩性的分类识别研究。在研究过程中,通过设计并搭建了岩屑图像实验拍摄系统,对岩屑的图像进行采集,并通过调整分辨率及光照,确定出了拍摄系统的各项参数。应用课题组共同编制的两套软件系统词笛槿砑低澈陀糜谙殖〔馐的岩屑录井仪软件系统运杉耐枷窠写矸治觯直鹜ü较低持械暮诵模块编程,对这些图像进行了分类识别研究。在实验软件系统中,本文运用了傅立叶变换,小波变换和浠蝗痔卣提取方法,并结合贝叶斯概率统计分类器进行了识别探索。通过实验分析,得到了他们各自对应的分类识别率;又通过引入统计箱形图来挑选合适的特征量,并将傅立叶变换和小波变换的所选特征量相结合,使泥岩与砂岩的分类准确率提高到了由于
%以上。其中,在傅立叶变换的基础上,设计了一种用于岩屑特征提取的周向谱能量分级比率计算方法:在用于现场的岩屑录井仪软件系统中,鉴于前期经验,本文采用了和差直方图,傅立叶变换,和浠蝗痔卣魈崛》椒ǎ⒃擞昧巳斯ど窬绶掷嗥鳌N了获得最佳的识别效果,通过对三种方法的各种组合,并同时调节分类器的各项参数进行了大量实验,结果表明:在人工神经网络分类器闵窬8鍪瓒ㄎF特征量个数加下,将直方图和浠环椒ǖ奶卣髁拷凶楹系淖酆戏椒ǘ匝屑岩性的识别效果最好。在此方案下,得到泥岩、;灸苈阆殖〔馐缘男枰!B畚慕⒌恼庵衷谌斯ど窬绶掷嗥飨拢直方图和浠环椒ǖ奶卣髁拷凶楹系氖侗鸱椒ㄓ型晌Q倚佳倚悦枋龇桨的最佳选择。针对实用化的需要,论文还从图像采集系统和实验方法等方面提出了进一步努关键词:岩屑;岩性描述;特征量;数字图像处理:分类基嘀痔卣髁刻崛〉难倚佳倚宰钣攀遁琁桨秆芯緿力的方向。·
,,甌琲甒猚’,,琫琧’..,..,.甀,琒.●,
,瓺%琣:;基嘀痔卣鱸提取的岩屑砉性最优识翮方案研究,..ィ瑆,瑃%.琣,..,..籧;“
夕仨魁彩学位论文作者签名:手挈纭五孥踢签字日期:渺扩年夕//日签字日期:刃汐扩年厂月独创学位论文版权使用授权书声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。学位论文作者签名:导师签字:电话:邮编:
言引§研究背景和意义晖肥蔷劬Ы鸶帐邢髯晖是美国石油钻井工程世纪年代末年代初的一项重大技术成就,我国从年代中后期开始引进、生产,年代得到推广应用【昃际醮戳嘶贝慕步。晖酚氪车难缆肿晖贰⒐蔚蹲晖凡煌缆肿晖返幕硎嵌缘夭愕冲压破碎和剪切破碎浚欢鳳钻头主要是利用低钻压、高转速的切削原理【】,通过剪切力来破碎岩石的。实践证明,晖酚胙缆肿晖废啾龋哂谢底晁俑撸寿命长,成本低的优势,据统计,晖返木鹿ぷ魇奔涫瞧胀ㄗ晖返..叮进尺是普通钻头的倍。同时还具有防斜、纠斜及岩屑便于钻井液携带,保持井底清洁等特点,因而备受青睐,在国内钻井业中得到广泛应用岩石在井下被钻头破碎后,随钻井液带到地面的岩石碎块叫岩屑。在钻井过程中,地质人员按照一定的深度间隔和迟到时间,及时地把被钻头破碎的岩屑收集起来,进行系统的观察描述,建立地层剖面,以了解井下地层的变化情况的工作称为岩屑录井。岩屑录井具有成本低,速度快,了解地下情况及时,资料系统性强等优直接、最及时的手段,也是获取井下各种信息及时、多样、分析解释快捷的技术之一,进而为研究、评价油气藏提供可靠