تفکیک بخش های سازندهای گچساران و آسماری از روی خرده های حفاری با رویکرد پردازش تصویر

از مخاطرات حفاری چاه های نفتی در ایران، عبور از سازندهای پُرفشار به کم فشار و یا بالعکس است؛ که در مرزهای گذار باید بتن گذاری دیواره انجام شده و سپس حفاری با فشار گِل متناسب با فشار سازندی ادامه پیدا کند. به این منظور زمین شناسان خبره، خرده های حفاری را در محل چاه نفت مطالعه کرده و بدین ترتیب نوع سازند را تشخیص می دهند. یکی از مرزهای سازندی حساس در چاه های نفتی ایران، شناسایی مرز گچساران - آسماری است. در پوش سنگ گچساران فشار منفذی در حدود psi 4000 است؛ در حالی که فشار مذکور در مخزن آسماری در حدود psi 800 است. بنابراین بتن گذاری در مرز دو سازند و ادامه حفاری در آسماری با فشار گِل پائین، حائز اهمیت است. راهبرد عملی این کار در حال حاضر مطالعه ماکروسکپی خرده های حفاری توسط زمین شناس حاضر بر سر چاه و همچنین تهیه مقطع نازک از خرده های حفاری و مطالعات میکروسکپی آنها است. همچنین استفاده از اطلاعات mud-logging از چاه های اطراف مرسوم است. در این پایان نامه موضوع تشخیص خودکار بخش های مختلف سازند گچساران و آسماری توسط روشهای مبتنی بر پردازش تصویر و شناسایی الگو مطالعه می گردد. این تحقیق به دو بخش آنالیز ماکروسکپی که بر روی تصاویر خرده های حفاری و آنالیز میکروسکپی بر روی تصاویر گرفته شده توسط میکروسکوپ الکترونی گرفته شده، تقسیم شده است. برای آنالیز ماکروسکپی تصاویر دو روش پیشنهاد شده است. روش آنالیز رنگ که با تبدیل عکس هر لایه به پنجره های کوچکتر و تخمین پیکسل ها در فضای رنگی به دو خوشه به روش خوشه بندی فازی(fcm) به استخراج ویژگی های میانگین و ماتریس پراکندگی پرداخته شده است. و در انتها با استفاده از طبقه بند ماشین بردار پشتیبان به جداسازی پنج لایه کلیدی زمین شناسی پرداخته شده است . این نتایج برای جداسازی پنج لایه زمین شناسی قابل قبول می باشد؛ که بدین لحاظ به زمین شناس حاضر بر سر چاه کمک شایانی خواهد شد. با توجه به تغییرات رنگی خرده ها در حوضه های دیگر، مطالعه بر روی بافت خرده های حفاری به عنوان ویژگی ایزوله از رنگ انجام گرفت. بدین منظور ماتریس هم رخداد محاسبه شده و ویژگی های روشنایی، همبستگی، انرژی و همگنی از این ماتریس بدست می آیند. ویژگی های حاصل جهت جداسازی لایه های کلیدی به طبقه بند ماشین بردار پشتیبان داده می شود. نتایج حاصل نشان می دهد که آنالیز رنگ عملکرد و دقت مناسبتری نسبت به آنالیز بافت دارد؛ ولی آنالیز بافت قابلیت تعمیم به چاه های دیگر را دارا می باشد. در آنالیز میکروسکپی ابتدا چگالی احتمال نوع رنگ با استفاده از مدل مخلوط گوسی به کمک دو تابع گوسی تخمین زده می شود. با استخراج پیکسل های تبخیری که شامل شروط میانگین و واریانس دو منحنی گوسی بوده اند، سنگ های تبخیری از سنگ های تخریبی در تصاویر میکروسکوپی جدا شدند. در انتها با استفاده از فیلتر های گابور به بخش بندی سنگ ها از تصویر پس زمینه پرداخته شده. با توجه به اینکه کاهش سنگ های تبخیری معیاری برای عبور از پوش سنگ گچساران و نزدیک شدن به سازند آسماری است، درصد سنگ های تبخیری در تصویر میکروسکوپی تخمین زده شده است. نتایج حاصل با تخمین متخصص مقایسه شد، نتایج بدست آمده قابل قبول بوده و نشانگر موفقیت الگوریتم فوق دارد.