Hough變換識別碳酸鹽巖裂縫

摘 要：在世界油氣分布中，碳酸鹽巖油氣的儲層占有舉足輕重的地位，碳酸鹽巖儲集層構成的油氣田常常儲量大、單井產量高，容易形成大型的油氣田。在碳酸鹽巖儲層中，縫洞的存在會引起常規測井和點成像測井響應特征發生變化。而碳酸鹽巖巖性復雜，往往常規測井很難準確的識別，所以針對普光地區碳酸鹽巖的特點，利用成像測井資料，在java平臺上實現數字圖像的處理，包括圖像的增強，圖像灰度化，圖像二值化等，為hough變換做準備，hough變換程序的編寫，以及在誤差允許的范圍下，多條裂縫的識別。

關鍵詞：成像測井；碳酸鹽巖；hough變換；裂縫識別

一、引言

從碳酸鹽巖儲集層中，發現的油氣儲量已接近世界油氣儲量的一半。碳酸鹽巖儲層發育大的油氣田，油氣儲量高。碳酸鹽巖儲集層的類型很多，巖性以粒屑灰巖、生物骨架灰巖和白云巖為主，巖石復雜、儲集空間類型多樣，測井評價難度大。碳酸鹽巖儲層的特點是：儲集空間發育具有不一致性和突變性，也稱各向異性。裂縫可以作為滲流通道，因此裂縫的識別，在碳酸鹽巖勘探中，起著舉足輕重的作用。所以碳酸鹽巖裂縫的識別是個很重要的課題。

二、Hough變換識別裂縫分析

霍夫變換（Hough transform）是圖像處理中的一種特征提取的技術。其基本的原理是把圖像空間中的檢測問題轉換到參數空間去，在參數空間進行累加統計在Hough參數空間采取投票機制即轉化成一個統計峰值的問題。圖像空間和參數空間的相互轉換。Hough變換識別正弦需要確定三個參數。假設正弦曲線的表達式為

（2）

其中y0 為正弦曲線的基線位置，A為正弦曲線的振幅， 為正弦曲線的初相位， 為正弦曲線的角速度。其中T為周期，等于圖像的寬度【3】

（2）初相位和幅度的確定

通過第一步，根據正弦曲線的特性，確定了基線的位置。下面同樣通過投票機制，獲取正弦曲線的幅度和初相位的值。變換正弦曲線的方程得：

三、Hough變換識別裂縫成果展示

下圖是對正弦曲線用該算法求得的基線所在的位置的圖，下圖的正弦曲線寬189個像素，高203個像素，投票所得的統計數的極大值有一個，在y=112的位置處。

如圖（6）所示，是基于java平臺上對正弦曲線進行自動識別，右圖是識別后的結果，可以看出識別前和識別后圖像的形態基本一致，下表是對識別前后正弦參數的對比圖，可以發現誤差在允許的范圍內。識別的效果較好。

四、總結語

對于碳酸鹽巖裂縫的識別，對所獲得的成像圖進行預處理，再利用數字圖像處理對成像圖進行圖像的增強、灰度化、二值化、細化等一系列的處理，為后期的hough變換做準備，在通過投票機制得到正弦基線的位置，將三個參數域的hough變換編程兩個參數域的hough變化，最后得到振幅和相位的值。文章通過對數據的誤差分析，得到結論：對單條正弦曲線采用hough變化識別，誤差較小，識別效果很好，當裂縫存在多條，也就是存在多條正弦曲線時，需要選取合適的誤差范圍，確定基線的位置，在誤差允許的范圍內，識別多條正弦曲線。

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作者簡介：

張棋，女，1992年生，碩士研究生在讀，研究方向：地球物理測井。