اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ و دقت ﺗﺸﺨﯿﺺ محل ﮔﺴﻞ به صورت خودکار

به گزارش خبرنگار حوزه آموزش عالی و دانشگاه گروه علمی فرهنگی و هنری خبرگزاری صدا و سیما، خانم مریم نوری دکترای دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «شناسایی خودکار گسل در داده‌های لرزه نگاری با استفاده از برازش فرآیند گوسی» عنوان کرد: گسل یک پدیده تکتونیکی حائز اهمیت در علوم مهندسی نفت است، زیرا عدم تشخیص مناسب محل گسل و زمان بر بودن آن می‌تواند چالش‌های فراوانی در عملیات حفاری، فرآیند اکتشاف و مهندسی مخازن هیدروکربوری ایجاد کند.
وی با اشاره به هدف درنظر گرفته شده برای این طرح گفت: اﻓﺰاﯾﺶ ﺳﺮﻋﺖ و دقت در ﺗﺸﺨﯿﺺ محل ﮔﺴﻞ به صورت خودکار در داده‌های لرزه نگاری یکی از ویژگی‌های بارز این طرح بوده است. علاوه برآن تحلیل ناهنجاری‌های دیگری مانند یافتن مرز‌های گنبد‌های نمکی درون داده‌های لرزه نگاری نیز مورد نظر بوده است.
دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر افزود: داده‌های لرزه نگاری سه بعدی، جزء داده‌های حجیم محسوب می‌شوند؛ در صورت گسل خوردگی منطقه، ویژگی ظاهر شده توسط پدیده ﮔﺴﻞ خوردگی در این داده‌ها به نسبت کل داده ها، پراکنده اﺳﺖ و در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻋﻤﺪه‌ی ﺣﺠﻢ داده‌ی ورودی، داده‌ی اﺿﺎﻓﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﮐﻤﮑﯽ در ﺗﺤﻠﯿﻞ ﮔﺴﻞ ﻧﻤﯽﮐﻨﺪ.
وی افزود: برای تفسیر گسل باید کل داده‌ی سه بعدی توسط مفسر جاروب شود؛ اﯾﻦ ﻣﻮﺿﻮع ﺳﺒﺐ اﻓﺰاﯾﺶ زﻣﺎن ﺗﻔﺴﯿﺮ ﮔﺴﻞ و ﻧﯿﺰ ﻫﺰﯾﻨﻪی اﺿﺎﻓﯽ ﻣﯽﺷﻮد. تفسیر گسل توسط عامل انسانی نیاز به تخصص و تجربه فراوان دارد. هرچند این موضوع تنها مختص ﺗﻔﺴﯿﺮ ﮔﺴﻞﻧﯿﺴﺖ وﻟﯽ باید اذعان کرد که ﺗﻔﺴﯿﺮ ﮔﺴل ﺑﺪون ﺗﺠﺮﺑﻪ و ﺗﺨﺼﺺ ﻓﺮاوان اﻏﻠﺐ ﺑﺎ ﺧﻄﺎی زﯾﺎد همراه خواهد بود که در برخی موارد منجر به شناسایی نشدن محل گسل خواهد شد.
وی ادامه داد: ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ اﻓﺰاﯾﺶ دادهﻫﺎی ﻟﺮزه ﻧﮕﺎری، ﻧﺴﺒﺖ ﺗﻌﺪاد اﻓﺮاد ﻣﺘﺨﺼﺺ ﺑﻪ ﻣﯿﺰان داده روز ﺑﻪ روز ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ. به همین دلیل تیم تحقیق تصمیم گرفت که بر روی خودکار کردن شناسایی محل گسل درون داده‌های لرزه نگاری تحقیقات وسیعی صورت گیرد تا هم بتوانیم ﺳﺮﻋﺖ و دقت ﺗﺸﺨﯿﺺ محل ﮔﺴﻞ را افزایش دهیم و هم اثر خطای انسانی را کاهش دهیم و همچنین زمان و هزینه تفسیر گسل را کاهش دهیم.
وی با تأکید بر اینکه درعلم داده کاوی، شناسایی ناهنجاری به شناسایی بخش ها، رویداد‌ها و یا ‏مشاهداتی گفته می‌شود که تطابقی با یک الگوی مورد انتظار در داده ‏ ندارند، بیان کرد: ﻣﺴأﻟﻪ اصلی در ﺗﺸﺨﯿﺺ ﻧﺎﻫﻨﺠﺎری، ﺗﺸﺨﯿﺺ ﻧﻮع ﺧﺎصی از ﻧﺎﻫﻨﺠﺎری اﺳﺖ ﮐﻪ اﺛﺮات ﻋﻤﻮمی روی داده میﮔﺬارد که به آن ناهنجاری جهانی می‌گویند و بخش زیادی از داده را از روند مورد انتظار منحرف می‌کند. گسل نیز یک پدیده تکتونیکی است که موجب جابجایی توده‌های سنگی و لایه‌های زمین شناسی در راستا‌های مختلف می‌شود و نظم و روند هموار لایه‌ها را برهم می‌زند بنابراین میتواند به عنوان یک ناهنجاری جهانی در داده دنبال و ردیابی شود.
وی ادامه داد: با انجام این تحقیق بخوبی توانستیم محل گسل را به صورت خودکار و با دقت بالاتری نسبت به روش‌های پیشین در داده‌های لرزه نگاری تشخیص دهیم. با شناسایی ناهنجاری با استفاده از برازش روش فرآیند گوسی مرز دانش جدیدی در علم ژئوفیزیک و اطلاعات لرزه نگاری باز شد که به پدیده‌هایی مانند گسل خوردگی و یا مرز‌های گنبد نمکی به عنوان محل ناهنجاری جهانی در داده‌ی لرزه نگاری نگریسته شود.
وی افزود: به نظر می‌رسد بتوان علاوه بر گسل ناهنجاری‌های دیگری در اطلاعات لرزه نگاری را با این روش شناسایی کرد که باید مورد تحقیق و آزمایش بیشتر قرار گیرد.
نوری گفت: ایده این تحقیق این بود تا زمانی که هیچ گونه رخداد غیرطبیعی مثل گسل خوردگی روند توده‌های سنگی و یا به عبارتی لایه‌های زمین شناسی را برهم نزند می‌توان داده‌های لرزه نگاری را با یک فرآیند گوسی توصیف کرد و اگر جایی این توصیف گوسی با خطا برخورد کند محل خطا می¬تواند به عنوان یک نقطه¬ی احتمالی از محل گسل درنظر گرفته شود.
وی با بیان اینکه نتیجه این طرح در صنعت نفت و کلیه مؤسساتی که بر روی مطالعات زمین شناسی و تکنونیکی کار می‌کنند قابل استفاده است، بیان کرد: به نظرم این طرح و ایده به طور کل می‌تواند برای یافتن ناهنجاری‌های جهانی موجود در داده‌های مختلف در علوم مختلف به کار برده شود.
وی تصریح کرد: در واقع موفق شدیم این طرح را به صورت یک طرح دانشجویی با شرکت ملی نفت ایران صنعتی کنیم. اکنون هم سعی داریم با همکاری استادان راهنما و دانشجویان مقطع کارشناسی ارشد، طرح کامل شود و خروجی کار را به صورت یک نرم افزار در استخراج خودکار سطوح گسل تکمیل کنیم. این سطوح استخراج شده در ساخت مدل‌های مخازن هیدروکربونی بسیار حائظ اهمیت است و می‌تواند کمک شایانی به علوم مهندسی نفت اعم از اکتشاف، حفاری و مخزن داشته باشد.
وی با اشاره به ویژگی‌های این طرح گفت: این طرح می‌تواند به عنوان یک طرح صنعتی به صورت یک نرم افزار بومی در استخراج سطوح گسل مطرح شود. با توجه به اینکه از زبان و بیان ساده ریاضی برای درک یک پدیده تکتونیکی استفاده شده است و همچنین دانشجویان عزیز ما ظرفیت بالایی در طرح الگوریتم‌های جدید و تبدیل دانش متخصص به زبان برنامه نویسی دارند این هدف بعید و دور از ذهن نیست.
وی با اشاره به مزیت‌های رقابتی طرح گفت: نتایج حاصل از مقایسه گسل‌های استخراج شده توسط الگوریتم پیشنهاد شده در این طرح در مقایسه با روش‌های پیشین بیشترین شباهت ساختاری را با گسل‌های تفسیر شده توسط متخصص ژئوفیزیک دارد همجنین این طرح باعث کاهش بسیاری از هزینه‌ها در صنعت نفت می‌شود؛ بنابراین طرفیت نرم افزار بومی شدن را دارد.
خانم نوری با اشاره به کاربرد‌های طرح گفت: این طرح در صنعت نفت و حوزه تکتونیک به منظور شناسایی محل گسل و مرز گنبد‌های نمکی در داده‌های سه بعدی لرزه نگاری کاربرد دارد. می‌توان از ایده و الگوریم این طرح در دسته بندی رخساره‌های سنگ شناسی درون داده‌های لرزه نگاری استفاده کرد. همچنین از ایده این طرح می‌توان در شناسایی ناهنجاری در داده‌های علوم مختلف استفاده کرد.
گفتنی است استادان راهنمای این طرح آقایان دکتر حسین حسنی از دانشکده مهندسی معدن و متالورژی؛ دکتر عبدالرحیم جواهریان از دانشکده مهندسی نفت دانشگاه صنعتی امیرکبیر و استاد مشاور این طرح دکتر حمیدرضا امین داور از دانشکده مهندسی برق؛ دکتر سیاوش ترابی دانش آموخته دکتری از دانشکده مهندسی نفت امیرکبیر و دکتر سیدعلی معلمی به عنوان مشاور صنعتی طرح بودند