海上平台岩屑数字图像自动识别分析系统的研究.docx

海上平台岩屑数字图像自动识别分析系统的研究摘要：针对海上平台岩屑录井数字图像实时处理、分析和发布的需要减少海上平台地质人员工作强度保证岩屑采集原始信息的完整性增强海上和陆地之间信息共享的及时性提高分析决策效率提出了海上平台卫星网络岩屑数字图像实时处理分析发布系统的整体架构设计包括岩屑数字图像分析处理、卫星网络传输和信息集成共享等主要内容通过系统的建设和应用很大程度上避免了漏采样品并提高了分析效率以及多方信息沟通的能力。关键词：岩屑数字图像图像处理图像识别图像压缩传输策略信息集成中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-03在石油勘探领域岩屑是地质人员及时认识地层岩性和油性的直观材料而岩屑录井是岩屑信息获取的重要手段。地质员按要求每隔一定深度取样一次再对每次取得的原始样品进行筛选、过滤和清洗后进行显微镜下地质观察和定名并确定取样深度的岩石类别求出各类岩屑样品的质量或体积百分比配合其它录井资料绘制井下岩屑地层剖面图。在岩屑录井工作中还要用特定波段的荧光灯照射某些层段的岩屑以激发出荧光通过荧光颜色和强度识别其含油气性。岩屑录井有识别井下地层岩性和油气的重要作用且费用少是油气勘探中必须进行的一项工作。目前海上平台在进行岩屑录井时仍采用传统的技术和方法即捞样、清洗、照相、描述等均由现场地质员人工完成。但随着钻井技术的不断发展过去需要20多d才能钻完的一口生产井现在只需要5d左右这样无疑给取样和描述工作带来了诸多的难题。首先地质员需要在1～2min内完成一次岩屑样本抽取工作清洗、照相、描述等后续工作根本就来不及完成因而很容易出现漏采样本的情况。其次PDC钻头的应用导致岩屑样本非常细小不易观察和识别致使现场描述工作非常困难出现偏差的情况时有发生。同时由于海上平台和陆地之间的信息不同步地质员获取到的数字图像资料和分析结果无法及时地反馈给研究决策人员造成钻井过程中基于岩屑信息的分析决策滞后。针对以上岩屑录井工作中存在的问题结合数字图像处理分析技术以及高适用性的数据传输策略将海上采集分析、卫星数据传输、陆上深化应用作为一个有机整体进行海上平台数字图像自动识别系统的设计和研究。1整体的设计思路岩屑数字图像自动识别分析系统在设计上需要综合考虑平台地质员以及陆上研究决策人员对岩屑录井信息的管理、监控以及应用等方面的需求。如图1所示平台岩屑录井一般分为图像采集、图像储存、图像处理分析三个步骤。首先通过使用工业级CCD摄像头对岩屑进行白光扫描和紫外激发光源下的荧光扫描获取岩屑的白光荧光图像再通过传输接口保存到服务器相应的文件夹中。系统会不间断地对这些文件夹进行检测当发现新的图像文件后及时进行处理和分析并第一时间将结果呈现在平台地质员面前。与此同时陆上的分析决策人员也将实时捕获平台通过卫星传送过来的岩屑数字图像和分析处理数据并可以对这些数据进行仅一步分析最后计算岩屑目标的多项参数。除了具备海上平台分析功能外陆上可通过人工方式对岩屑岩性及含油岩屑发光特性进行识别提高识别的准确率。最后生成多种统计报表并以直方图和频率图等直观的方式将信息呈现在决策人员面前。考虑到同时进行岩屑录井工作的平台可能有多个以及陆上数据集中管理的需要陆上系统可以同步接受来自不同平台的信息。图1系统的整体设计思路2岩屑数字图像处理分析图像自动处理与分析无论在海上还是陆上系统中都是最核心的功能。该功能案工作流程可分为岩屑图像预处理、目标分割、特征提取和目标识别三个阶段。为了保证分析结果的准确性系统对岩屑图像质量有着比较高的要求主要在清晰度和分辨率两个方面。因为在进行图像采集时由于光照条件和岩屑形状的不同会导致扫描时不同区域的景深和明暗程度差别很大从而导致图像亮度不均匀和模糊失真的情况发生这将会严重影响识别分析的效果。系统通过激光测距和图像融合技术解决清晰度问题。通过采用高分辨率扫描仪解决分辨率问题分辨率一般要在10000dpi以上这样当图像在放大100倍之后岩屑的真实信息才能反映出来尤其是岩屑纹理信息这是岩屑纹理识别的重要基础。2.1图像预处理由于岩屑样品采集使用的工业级CCD镜头属于感光器件在进行数模转换以及电信号传输过程中难免受到电磁干扰影响图像质量这样就需要在分析之前进行图像的预处理以达到降噪的目的。本系统通过采用阴影校正、噪声去除、对比度增强和边界增强等方法实现图像质量的改善。阴影校正是通过直方图均衡的方法在进行灰度转换时处理光照不均或曝光不足的现象。对于噪声的处理主要是通过图像平滑、高斯滤波和中值滤波来完成。通过图像平滑方式降噪系统提供了