裂缝的识别 图象处理及应用 教学课件
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图象处理及应用
裂缝识别的基本步骤可分为：①成象测井资料的 输入，并将其转换为BMP图象格式；②采用图象增强 的手段对图象进行予处理，这里一般可分为以增强对 比度为目的，借以突出裂缝暗色区域的灰度拉伸的增 强方法；还有以去除背景噪声为目的的平滑滤波的增 强方法；③采用边缘提取或阈值控制分割的图象分割 方法将裂缝的区域从背景中分离出来，并形成只含有 裂缝区域的二值图象；④根据裂缝的具体形态，采用 不同的识别方法进行裂缝的识别；⑤依据一定的算法， 对识别出来的裂缝进行参数定量计算；⑥将识别后的 裂缝的形态和参数通过一定形式显示出来或存储起来； ⑦与已知的资料或人工识别的成果进行对比，验证识 别的具体效果。
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.
图象处理及应用
地层层理
裂缝
图象处理及应用
人类在复杂图象解释上具有与生俱来的学习本领和 解释技巧，具体表现在：①在纷乱复杂的噪声背景中可 以识别出物体的纹理特征和轮廓特征；②建立物体模型 对所观察到的现象和场景进行解释说明；③对众多的数 据类型和资源进行整合与抽象，并建立知识进行表达； ④可以在不同的数据表达层次上进行逻辑推理，最终完 成物体的识别与表达。然而人类的解释也存在着一些弊 端，表现在：①不可能经常如一地运用固定的知识和逻 辑来进行解释，识别和认知存在着模糊性、主观性、经 验性；②不能够进行精确的定量观察与解释；③人的记 忆力有限，不可能记住大量的数据或众多的数据类型； ④有时人类会因为各种原因（如疾病、情绪的变化）出 现不适应的情况；⑤主观上容易作出轻率的解释；⑥不 可避免地出现偏见和一定的主观上的倾向性；⑦在处理 连锁繁杂的形式和关系中，人有时会感到力不从心。
图象处理及应用
计算机图象解释在某种程度上是对人类解释的一 种补救。它具有一些不可代替的优点：①可以不知疲 倦地工作，既不会生病又不会出现情绪上的波动；② 能够应用已有的模型进行解释；③可以根据固定的情 况，始终如一地采用相同的模型，不会出现主观上的 偏差；④能够装载大量的数据并进行相应的处理；⑤ 可以提供一定形式的统计和总结；⑥对评价的不确定 性能够提供一定形式的补救措施；⑦可以进行精确的 参数定量计算。正因为计算机视觉具有一些人类无法 比拟的优点，所以，以计算机图象处理技术为基础的 计算机视觉系统和图象理解系统迅速地发展起来了。 然而，目前的挑战是计算机处理系统如何自动利用成 象测井所提供的数据结构和与之相比更为复杂的信息 内容来进行储层非均质描述。
r a2b2siLeabharlann Baidutg1b acoscotsg1b asinc
r a2b2sintg1ac
b
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
图象处理及应用
图象处理及应用
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。
图象处理及应用
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 缘提取将其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。
图象处理及应用
一、裂缝识别原理 ：
虽然储层的裂缝形式是千变万化的，并通常被其他 地质信息所掩盖，要将各种类型的裂缝都准确地识别出 来，目前看是不可能的。但这也不能说人类在有关地质 信息的自动识别上无所作为，就一些典型的情况下的裂 缝是可以识别的。通常和广泛存在的裂缝形式是和井眼 相交的平面裂缝，其又被分成倾斜相交和垂直相交两种 情况，而和井眼水平相交的平面裂缝则看成是倾斜相交 的特例。下面就这两种裂缝形式阐述一下识别原理和步 骤。
图象处理及应用
二、 过井裂缝的识别：
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。
过井裂缝除了具有裂缝总体上的特征以外，在形态上 还具有在成果图上呈现正弦曲线的暗色轨迹的特征，正 弦曲线的幅度代表裂缝的倾角信息，正弦曲线的周期是 裂缝展开图的图象宽度。 下面将证明，当裂缝面是倾斜时并与井柱面相交时，其 在圆柱形井壁上的交线在其展开图上表现为正弦曲线。 设圆柱面方程为 x2 y2 r2 ，平面方程 za xbyc，其 中a,b,c,r为常数。
图象处理及应用
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 xrcos ， yrsin 。由裂缝的
平面方程 za xbyc 得：
图象处理及应用
z a cro b sr i c n
ra 2 b 2
a 2 a b 2co sa 2 b b 2sin c
裂缝识别的基本步骤可分为：①成象测井资料的 输入，并将其转换为BMP图象格式；②采用图象增强 的手段对图象进行予处理，这里一般可分为以增强对 比度为目的，借以突出裂缝暗色区域的灰度拉伸的增 强方法；还有以去除背景噪声为目的的平滑滤波的增 强方法；③采用边缘提取或阈值控制分割的图象分割 方法将裂缝的区域从背景中分离出来，并形成只含有 裂缝区域的二值图象；④根据裂缝的具体形态，采用 不同的识别方法进行裂缝的识别；⑤依据一定的算法， 对识别出来的裂缝进行参数定量计算；⑥将识别后的 裂缝的形态和参数通过一定形式显示出来或存储起来； ⑦与已知的资料或人工识别的成果进行对比，验证识 别的具体效果。
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.
图象处理及应用
地层层理
裂缝
图象处理及应用
人类在复杂图象解释上具有与生俱来的学习本领和 解释技巧，具体表现在：①在纷乱复杂的噪声背景中可 以识别出物体的纹理特征和轮廓特征；②建立物体模型 对所观察到的现象和场景进行解释说明；③对众多的数 据类型和资源进行整合与抽象，并建立知识进行表达； ④可以在不同的数据表达层次上进行逻辑推理，最终完 成物体的识别与表达。然而人类的解释也存在着一些弊 端，表现在：①不可能经常如一地运用固定的知识和逻 辑来进行解释，识别和认知存在着模糊性、主观性、经 验性；②不能够进行精确的定量观察与解释；③人的记 忆力有限，不可能记住大量的数据或众多的数据类型； ④有时人类会因为各种原因（如疾病、情绪的变化）出 现不适应的情况；⑤主观上容易作出轻率的解释；⑥不 可避免地出现偏见和一定的主观上的倾向性；⑦在处理 连锁繁杂的形式和关系中，人有时会感到力不从心。
图象处理及应用
计算机图象解释在某种程度上是对人类解释的一 种补救。它具有一些不可代替的优点：①可以不知疲 倦地工作，既不会生病又不会出现情绪上的波动；② 能够应用已有的模型进行解释；③可以根据固定的情 况，始终如一地采用相同的模型，不会出现主观上的 偏差；④能够装载大量的数据并进行相应的处理；⑤ 可以提供一定形式的统计和总结；⑥对评价的不确定 性能够提供一定形式的补救措施；⑦可以进行精确的 参数定量计算。正因为计算机视觉具有一些人类无法 比拟的优点，所以，以计算机图象处理技术为基础的 计算机视觉系统和图象理解系统迅速地发展起来了。 然而，目前的挑战是计算机处理系统如何自动利用成 象测井所提供的数据结构和与之相比更为复杂的信息 内容来进行储层非均质描述。
r a2b2siLeabharlann Baidutg1b acoscotsg1b asinc
r a2b2sintg1ac
b
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
图象处理及应用
图象处理及应用
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。
图象处理及应用
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 缘提取将其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。
图象处理及应用
一、裂缝识别原理 ：
虽然储层的裂缝形式是千变万化的，并通常被其他 地质信息所掩盖，要将各种类型的裂缝都准确地识别出 来，目前看是不可能的。但这也不能说人类在有关地质 信息的自动识别上无所作为，就一些典型的情况下的裂 缝是可以识别的。通常和广泛存在的裂缝形式是和井眼 相交的平面裂缝，其又被分成倾斜相交和垂直相交两种 情况，而和井眼水平相交的平面裂缝则看成是倾斜相交 的特例。下面就这两种裂缝形式阐述一下识别原理和步 骤。
图象处理及应用
二、 过井裂缝的识别：
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。
过井裂缝除了具有裂缝总体上的特征以外，在形态上 还具有在成果图上呈现正弦曲线的暗色轨迹的特征，正 弦曲线的幅度代表裂缝的倾角信息，正弦曲线的周期是 裂缝展开图的图象宽度。 下面将证明，当裂缝面是倾斜时并与井柱面相交时，其 在圆柱形井壁上的交线在其展开图上表现为正弦曲线。 设圆柱面方程为 x2 y2 r2 ，平面方程 za xbyc，其 中a,b,c,r为常数。
图象处理及应用
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 xrcos ， yrsin 。由裂缝的
平面方程 za xbyc 得：
图象处理及应用
z a cro b sr i c n
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