【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】近日，精密測量院毛偉建研究團(tuán)隊在高分辨率油氣勘探地震保幅成像方面取得一系列新進(jìn)展。團(tuán)隊借助人工智能、散射波場和點擴(kuò)散函數(shù)等多學(xué)科理論和方法，開展交叉學(xué)科研究，創(chuàng)新提出高精度人工智能速度建模、逆散射保幅成像條件以及點擴(kuò)散函數(shù)深度域反演技術(shù)，為解決長期以來困擾深層復(fù)雜地質(zhì)條件下的油儲特征反演和預(yù)測難題給出了新的思路。
該系列研究成果2022年在國際著名地學(xué)Q1區(qū)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表5篇論文，其中2篇發(fā)表在《IEEE地球科學(xué)和遙感匯刊》 (《IEEE TGRS》), 3篇發(fā)表在《IEEE 地球科學(xué)和遙感快報》(《IEEE GRSL》)上。
準(zhǔn)確的速度模型在高精度地震成像中起著關(guān)鍵作用。作為一個非線性逆問題，傳統(tǒng)速度建模方法由于數(shù)據(jù)中缺少低頻分量、計算效率低等問題在實際地震勘探中受到限制。團(tuán)隊借助深度學(xué)習(xí)方法逼近不同數(shù)據(jù)域之間的非線性映射函數(shù)的強(qiáng)大能力，來解決原始地震數(shù)據(jù)高效速度建模問題。
在這項工作中，該團(tuán)隊開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動反演方法，該方法基于具有編碼器-解碼器結(jié)構(gòu)的多尺度深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以直接從原始地震數(shù)據(jù)中解決具有不同尺度速度模型的反演問題。通過設(shè)計壓縮矩陣壓縮輸入數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)可以獲得任意尺度的預(yù)測。
三種不同尺度的測試數(shù)據(jù)的反演結(jié)果
隨著地震勘探進(jìn)入更精細(xì)的巖性成像階段(如：深水、深層、復(fù)雜儲存、非常規(guī)儲存等)，如何正確理解地震成像結(jié)果，成為極為關(guān)鍵的問題。傳統(tǒng)的地震成像以求取地震反射率為目標(biāo)，在深層成像階段會出現(xiàn)成像數(shù)值不準(zhǔn)確等問題。該團(tuán)隊以地震波散射理論為基礎(chǔ)，提出各向異性逆散射反演成像條件，并將此成像條件用于逆時偏移。該方法能夠有效計算地層參數(shù)擾動值，為超深層保幅地震成像提供了有效的方法。
各向同性逆散射反演成像(左)與各向異性逆散射反演成像(右)的對比
地震勘探經(jīng)歷了從二維走向三維，從疊后走向疊前，從時間域成像走向深度域成像的發(fā)展過程。然而，目前在工業(yè)界，仍缺乏在深度域直接進(jìn)行反演的有效技術(shù)。現(xiàn)有方法無法滿足精細(xì)儲層解釋的需要并計算量很大。針對上述問題，該團(tuán)隊發(fā)展了一種基于點擴(kuò)散函數(shù)的深度域最小二乘反演方法，避免了“時深轉(zhuǎn)換”的過程，大幅提高了反演效率。該方法可以有效地均衡照明，清晰刻畫斷層面，明顯提升空間分辨率。并且計算量只有傳統(tǒng)數(shù)據(jù)域最小二乘方法的1/10。
標(biāo)準(zhǔn)高斯束偏移及其波數(shù)譜(左)與PSF處理結(jié)果及波數(shù)譜(右)的對比
該系列研究分別以“Deep Learning Based Seismic Variable-size Velocity Model Building”、“Amplitude-Preserving Imaging Condition for Scattering-Based RTM in Acoustic VTI Media”、“Elastic Least-Squares Gaussian Beam Imaging With Point Spread Functions”為題發(fā)表在《IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters》上；以“Multi-Parameter True-Amplitude Generalized Radon Transform Inversion for Acoustic Transversely Isotropic Media With a Vertical Symmetry Axis”、“Born Scattering Integral, Scattering Radiation Pattern, and Generalized Radon Transform Inversion in Acoustic Tilted Transversely Isotropic Media” 為題發(fā)表在《IEEE Transaction on Geoscience and Remote Sensing》上; 五篇論文的第一作者分別是博士研究生杜蒙、孫史磊、段偉國，副研究員歐陽威，博士后梁全，通訊作者均為毛偉建，博士后石星辰和程時俊是合作作者。上述研究由國家自然科學(xué)基金重點和面上項目、中石油科技重大專項和中石油科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項目聯(lián)合資助。
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