地震波正演问题的物理信息神经网络算法研究进展     

邹婧博  刘财  赵鹏飞 《地球物理学进展》2023,(1):430-448

偏微分方程作为一种描述客观物理规律的重要工具,可应用于解决大多数科学问题和工程问题.在地球物理学中,求解波动方程是地震波场数值模拟的重要步骤,对于偏移成像和反演起着至关重要的作用.随着勘探目标复杂化,地震波方程的数学描述也更加复杂,现有的经典地震波数值模拟方法存在一些待完善之处,需要一些新型正演算法的应用.物理信息神经网络(Physics-Informed Neural Network,简称PINN)是一种利用神经网络求解偏微分方程近似解的有效手段,通过自动微分将偏微分方程及其定解条件引入损失函数中,在最小化数据驱动误差的同时,使其满足方程的物理约束条件.本文在分析PINN原理并总结其研究现状的基础上,对其在波动方程正演中已有成果进行归纳和分析,展望了其未来可能的研究方向,并对PINN在一维声波方程正演中的应用进行了探究.  相似文献   

“松科二井”邻域岩石圈精细结构特征及动力学环境——深地震反射剖面的揭示   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

符伟  侯贺晟  高锐  刘财  杨瑨  国瑞 《地球物理学报》2019,62(4):1349-1361

为揭示"松科二井"邻域岩石圈精细结构特征,布设了一条过井近南北向的深地震反射剖面,采用多尺度药量结合的激发技术,长排列、重点段加密接收高次覆盖的采集方式,通过高保真、高保幅的处理流程获得高分辨率、高信噪比的叠前时间偏移剖面.结果显示:T4反射轴之下沉积岩层状反射与火成岩杂乱反射相间,有两处疑似上古生界地层,分别位于松科二井下方(双程走时,Two way travel time,TWT,3.5～4s)和任民—永安断隆下方(CDP,3500～4500,TWT,3～4s);中下地壳可观察到近平行的北倾反射,中和断陷下方存在上下关联的透镜状强反射,整体轮廓呈蘑菇云状,解释其为岩石圈伸展构造中发育的深部热流底辟体;北部莫霍面呈近水平连续强反射,南部徐家围子断陷区域莫霍面反射较弱,同时剖面上存在3种明显的岩石圈上地幔反射,包括倾斜地幔反射、近水平地幔反射和超深地幔反射,推断其分别为早期俯冲遗迹、早期增厚地壳底界面以及现今岩石圈底界面.本文利用过松科二井地震剖面的最新成果,揭示出古亚洲洋、蒙古—鄂霍茨克洋和古太平洋三大构造域先后作用下,保留在松嫩地块岩石圈内的结构特征,为探讨松辽盆地形成原因、构造背景及动力学因素提供新视野.  相似文献   

2017年9月23日朝鲜M_L3.4地震矩张量反演          下载免费PDF全文

刘俊清  刘财  张宇  邓馨卉 《地球物理学报》2019,62(2):534-543

利用区域地震台网数字波形资料,对2017年9月23日朝鲜M_L3.4地震进行地震矩张量反演计算与参数稳定性评估,获得了此次地震的震源机制解.结果表明,地震矩心深度为3 km,标量地震矩为1.34×10¹⁴ N·m,矩震级为M_W3.4.地震矩张量结果分解后,双力偶分量（DC）为96.4%,补偿线性矢量偶极分量（CLVD）为-0.8%,震源体体积变化的各向同性分量（ISO）为-2.8%.主压应力P轴方位角为144°,倾角为74°,主张应力T轴方位角为341°,倾角为15°.其中一个节面的参数为：走向248°,倾向60°,滑动角-94°.地震震源体积变化分量很小,震源机制类型属于典型的由断层剪切位错引起的正断层型地震事件,且主张应力T轴方向与区域近地表应变率场方向一致.由于朝鲜2017年9月3日核试验释放的能量对局部区域应力场进行了扰动,致使核试验场附近地壳岩体处于破裂的临界状态,2017年9月23日朝鲜M_L3.4地震事件可能是区域应力场作用下的一次山体滑动事件.  相似文献   

基于岩石物理参数转换模型的页岩气含气量评价新方法研究          下载免费PDF全文

郭宇航  刘财  潘保芝  张丽华  郭怀志  龚劲松  李宁 《地球物理学报》2019,62(7):2724-2731

页岩气在储层中主要以游离气和吸附气的形式存在,其含气量主要通过现场解吸和测井方法计算.由于页岩储层十分致密,并且常伴有微裂缝发育,这就造成了页岩储层的储集空间从纳米级孔隙到微米-毫米级的微裂缝并存的特殊情况.针对微孔和介孔段(50nm以内)的等温吸附方法,以及针对宏孔(50nm以上)的高压压汞方法在表征页岩孔隙结构上都存在着局限性.而核磁(NMR)T2分布本身虽然能够表征孔径分布,但是需要精确刻度横向弛豫时间与孔径的关系.本文在现有方法的基础上,结合上述方法的优势,采用拼接的方式表征页岩整体孔径分布,并将核磁T2分布刻度为孔径分布.基于横向弛豫时间和孔径的关系,结合T2-I转换模型,采用动态参数计算页岩储层含水饱和度和含气量,这为页岩储层含气量评价提供了新的可靠的方法.  相似文献   

地震数据Bregman整形迭代插值方法          下载免费PDF全文

刘洋  张鹏  刘财  张雅晨 《地球物理学报》2018,61(4):1400-1412

人工地震方法由于受到野外观测系统和经济因素等的限制,采集的数据在空间方向总是不规则分布.但是,许多地震数据处理技术的应用（如：多次波衰减,偏移和时移地震）都基于空间规则分布条件下的地震数据体.因此,数据插值技术是地震数据处理流程中关键环节之一.失败的插值方法往往会引入虚假信息,给后续处理环节带来严重的影响.迭代插值方法是目前广泛应用的地震数据重建思路,但是常规的迭代插值方法往往很难保证插值精度,并且迭代收敛速度较慢,尤其存在随机噪声的情况下,插值地震道与原始地震道之间存在较大的信噪比差异.因此开发快速的、有效的迭代数据插值方法具有重要的工业价值.本文将地震数据插值归纳为数学基追踪问题,在压缩感知理论框架下,提出新的非线性Bregman整形迭代算法来求解约束最小化问题,同时在迭代过程中提出两种匹配的迭代控制准则,通过有效的稀疏变换对缺失数据进行重建.通过理论模型和实际数据测试本文方法,并且与常规迭代插值算法进行比较,结果表明Bregman整形迭代插值方法能够更加有效地恢复含有随机噪声的缺失地震信息.  相似文献   

图像边缘检测方法在地震剖面同相轴自动检测中的应用研究   总被引：6，自引：2，他引：4       下载免费PDF全文

李红星  刘财  陶春辉 《地球物理学进展》2007,22(5):1607-1610

为了提高地震剖面的信噪比和分辨率,使同相轴容易识别和追踪,便于地震资料解释,应用图像边缘检测方法检测地震剖面的同相轴.通过对比各种边缘检测方法对地震剖面的边缘检测效果,确定使用Canny算子对地震剖面进行边缘检测.但边缘检测的结果是灰度突变区域的包络线,并不能直接作为同相轴检测结果.根据地层反射同相轴灰度值较大这一特性,提取强灰度包络线的中轴作为同相轴的检测追踪结果,得到了正确的同相轴检测结果.并经过消除检测结果中的斑点边缘后,使同相轴显示更加清晰.  相似文献   

瑞雷波测试技术在岩土工程中的应用研究   总被引：2，自引：2，他引：0       下载免费PDF全文

白朝旭  刘洋  王典  冯晅  刘财  王世煜 《地球物理学进展》2007,22(6):1959-1965

本次研究利用瑞雷波测试技术对北京地区岩土工程目标体进行了研究.针对评估地基承载力方面的问题提出利用瑞雷波测试成果评价地基承载力及均匀性可以采用三种方法:直接应用瑞雷波波速评估地基的强度、在时域曲线判读群速度评价地基土的均匀性、应用瑞雷波测试综合信息评价地基强度.通过不同地区的工程实例分析,总结出一些特征及关系,对地基强度进行量化评估提供了一个合理、可靠、简便的途径.  相似文献   

黏弹各向异性介质中波的反射与透射问题分析   总被引：6，自引：1，他引：5       下载免费PDF全文

刘财  郭智奇  杨宝俊  王晓欢  冯晅 《地球物理学报》2007,50(4):1216-1224

黏弹各向异性介质中传播不均匀波,其反射、透射模式不仅与介质分界面两侧速度对比有关,还与品质因子Q的对比有关. 用伪谱技术模拟黏弹各向异性介质分界面上波的反射、透射,并与弹性各向异性介质、黏弹各向同性介质和弹性各向同性介质的模拟结果做比较. 计算平面波的反射、透射系数,分析介质的黏弹性和各向异性对反射、透射系数的影响. 数值模拟了一个三层介质模型中的波场,分析两个分界面上产生的反射波的特征. 黏弹各向异性介质中,qS波比qP波衰减程度大.  相似文献