Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/25640

Type: Tese
Title: Aprendizado profundo para identificação de litologias em rochas carbonáticas do pré-sal
Author(s)/Inventor(s): Anjos, Carlos Eduardo Menezes dos
Advisor: Seixas, José Manoel
Co-advisor: Evsukof, Alexandre Gonçalves
Abstract: A caracterização de reservatórios do pré-sal ainda é um desafio na indústria do petróleo devido às peculiaridades geológicas e à heterogeneidade das rochas carbonáticas. Essas dificuldades estimulam o desenvolvimento de novos métodos, como a tomografia computadorizada das rochas para geração de imagens. Assim como na caracterização, na área computacional novos métodos vêm sendo desenvolvidos, sendo um deles o aprendizado profundo, que é considerado estado da arte em diversas tarefas, com destaque para a visão computacional. Com isso, apresenta-se, nesta dissertação, a aplicação do mesmo para identificação de padrões em imagens de microtomografia de amostras cilíndricas de rocha (plugue) para a classificação litológica. Dois modelos de redes neurais convolucionais foram propostos e implementados, um modelo base e esse mesmo modelo modificado adicionando-se uma camada de spatial pyramid pooling (estratégia diferenciada de pooling), onde ambos foram comparados com o uso da técnica de transferência de aprendizado no modelo Inception v3. Como referência para esses modelos, métodos clássicos para extração de características de imagens foram utilizados como entrada para um perceptron multicamadas. O conjunto de dados de interesse possui amostras de 60 plugues disponibilizados pela Petrobras, os quais estão distribuídos em três classes diferentes, anotadas por especialistas. Cada plugue possui 100 imagens disponíveis para uso, totalizando assim 6.000 imagens. Os resultados obtidos mostraram que o modelo Inception v3 superou, na média, os outros modelos, atingindo mais de 80% de média de acurácia. Com isso, foi desenvolvido um fluxograma de trabalho para automatizar e acelerar o processo de classificação litológica de rochas carbonáticas do pré-sal.
Abstract: The characterization of pre-salt reservoirs is still a challenge in the oil industry due to the geological peculiarities and the heterogeneity of carbonate rocks. These difficulties encourage the development of new methods, such as computed tomography of the rocks for image generation. As with characterization, new methods have been developed in the computational field, one of which is deep learning, which is considered state of the art in several tasks, with emphasis on computer vision. With this, it is presented, in this dissertation, its application for the identification of patterns in microtomography images of cilindric rock samples (plug) for the lithological classification of rock samples. Two convolutional neural network models were proposed and implemented, a base model and this same model modified by adding a layer of spatial pyramid pooling (pooling strategy), where both were compared with the use of the technique of transfer learning with the model Inception v3. As a reference for these models, classic methods for extracting characteristics from images were used as input to a multilayer perceptron. The dataset of interest has samples of 60 plugs made available by Petrobras, which are distributed in three different classes, labeled by specialists. Each plug has 100 images available for use, thus summing up to 6,000 images. The results obtained showed that the Inception v3 model surpassed, on average, the other models, reaching more than 80% of average accuracy. With that, a workflow was developed to automate and accelerate the lithological classification process of pre-salt carbonate rocks.
Keywords: Aprendizado profundo
Transferência de aprendizado
Rochas carbonáticas
Micro-tomografia
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Production unit: Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2020
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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