Convolutional neural networks for automated microseismic detection in downhole distributed acoustic sensing data and comparison to a surface geophone array     

Gary Binder  Ali Tura 《Geophysical Prospecting》2020,68(9):2770-2782

Distributed acoustic sensing is a growing technology that enables affordable downhole recording of strain wavefields from microseismic events with spatial sampling down to ∼1 m. Exploiting this high spatial information density motivates different detection approaches than typically used for downhole geophones. A new machine learning method using convolutional neural networks is described that operates on the full strain wavefield. The method is tested using data recorded in a horizontal observation well during hydraulic fracturing in the Eagle Ford Shale, Texas, and the results are compared to a surface geophone array that simultaneously recorded microseismic activity. The neural network was trained using synthetic microseismic events injected into real ambient noise, and it was applied to detect events in the remaining data. There were 535 detections found and no false positives. In general, the signal-to-noise ratio of events recorded by distributed acoustic sensing was lower than the surface array and 368 of 933 surface array events were found. Despite this, 167 new events were found in distributed acoustic sensing data that had no detected counterpart in the surface array. These differences can be attributed to the different detection threshold that depends on both magnitude and distance to the optical fibre. As distributed acoustic sensing data quality continues to improve, neural networks offer many advantages for automated, real-time microseismic event detection, including low computational cost, minimal data pre-processing, low false trigger rates and continuous performance improvement as more training data are acquired.  相似文献   

倾斜地层中的井孔声场研究   总被引：9，自引：2，他引：7       下载免费PDF全文

林伟军  王秀明  张海澜 《地球物理学报》2006,49(1):284-294

研究声波在倾斜充液井孔中的传播对于声波测井数据处理和解释具有重要意义.应用三维交错网格有限差分方法模拟了处于倾斜各向同性分层地层中的井孔声场.首先,针对均匀地层中单极子声源在裸眼井中激发的声场,将有限差分的结果和实轴积分法的结果进行对比验证.然后,采用单极子和偶极子两种声源,针对地层分界面和井轴间的不同倾角,计算了相应的声场分布和井轴上的接收波形.数值计算的结果表明,当声源处于倾斜分界面以下,即处于快速（下方）地层,接收器处于倾斜分界面以上（慢速）地层时,随着地层倾斜角度的加大,测得的慢度值从接近上方慢速地层值逐渐减小直至接近下方快速地层的值.任何源距情况下测得的首波慢度均小于上方地层实际的纵波慢度.并且,慢度与源距的关系曲线随源距的加大逐渐平缓.用偶极子声源激发得到的横波慢度与纵波结果相同,并表现得比纵波对倾角的改变更敏感.上述结论在本文中用声场快照和利用合成接收波列的慢度计算得以清楚显示,并且用射线声学理论验证.  相似文献   

贴井壁声波测井仪的有限差分模拟研究   总被引：15，自引：5，他引：10       下载免费PDF全文

何峰江  陶果  王锡莉 《地球物理学报》2006,49(3):923-928

贴井壁声波测井仪在石油勘探开发中具有广泛的应用.它能够避开泥浆的影响而直接检测井壁附近的地层性质.但目前对此进行的数值模拟研究还仅局限于比较简单的模型.有限差分法可以模拟比较复杂的井眼模型,然而贴井壁声源的频率较高（80kHz左右）,使有限差分法计算量过大.本文应用局部加密交错网格有限差分方法解决了这类数值模拟中计算精度和计算量之间的矛盾.用这种算法模拟了井中有仪器时贴井壁声源激发的声场,并将其与无仪器时的声场作了比较.对模拟结果的验证和分析显示,该有限差分方法能够正确模拟贴井壁声源激发的声场.通过考察井中仪器本体对贴井壁声源激发声场的影响发现,测井仪器本体能够对直达波进行衰减而对环绕井壁传播的面波影响不大.  相似文献   

多源星载辐射计SST数据对比分析          下载免费PDF全文

李宇恒  孙伟富  曹凯翔  孟俊敏  张杰 《海洋科学进展》2021,39(1):45-61

基于2018年4种红外辐射计(MODIS-Aqua,MODIS-Terra,VIIRS和AVHRR)的SST数据和3种微波辐射计(GMI,WindSat和AMSR2)的SST数据,分析了7种星载辐射计SST数据的全球覆盖情况,利用Argo数据对7种辐射计SST数据进行了真实性检验,并开展了微波产品、红外产品和Argo的...  相似文献   

船载ADCP测量误差的因素分析和校正方法     

刁新源  于非  葛人峰  郭景松  张志欣 《海洋科学进展》2006,24(4):552-560

系统归纳和分析了引起船载ADCP测量误差的主要因素和校正方法。结合实际经验对ADCP资料后处理中的难点问题提出了解决方案,并且取得了良好的结果。  相似文献   

雷州半岛东部近海浮标大型固着生物污损特点   总被引：1，自引：0，他引：1  

韩帅帅  曹文浩  严涛  谢恩义  林岳光  程志强  林明晴 《海洋与湖沼》2018,49(4):851-857

对布设在雷州半岛东部距岸约30—42km、浸海时间约24个月的3个近海浮标进行了大型固着污损生物分析研究。结果表明,污损浮标的大型固着生物共35种,优势种以侧花海葵(Anthopleura spp.)、变化短齿蛤(Brachidontes variabilis)、网纹藤壶(Balanus reticulatus)为主,其次为翡翠贻贝(Perna viridis)、刺巨藤壶(Megabalanus volcano)和钟巨藤壶(M.tintinnabulum tintinnabulum)。3个近海浮标均被固着生物严重污损,生物附着量变化范围为3994.20—8641.72g/m2,浮标各部位组间差异不显著。物种多样性指数介于1.49—2.99,丰富度指数1.34—2.68,均匀度指数0.38—0.64。在离岸距离约42km的1号浮标,固着生物种类组成已表现出外海性特点,有少量有柄蔓足类出现,而离岸距离分别约35km和30km的4号浮标和7号浮标,污损浮标的大型固着生物仍为沿岸性种类。离岸距离、采样季节、采样深度、光照强度、海流状况和水域的开阔与封闭程度可能是影响固着生物群落组成的因素。  相似文献   

Acoustic Ray Tracing Comparisons in the Context of Geodetic Precise off-shore Positioning Experiments     

Pierre Sakic  Valérie Ballu  Wayne C. Crawford  Guy Wöppelmann 《Marine Geodesy》2018,41(4):315-330

The GNSS-Acoustics (GNSS-A) method couples acoustics with GNSS to allow the precise localization of a seafloor reference in a global frame. This method can extend on-shore GNSS networks and allows the monitoring of hazardous oceanic tectonic phenomena. The goal of this study is to test the influence of both acoustics ray tracing techniques and spatial heterogeneities of acoustic wave speed on positioning accuracy. We test three different ray tracing methods: the eikonal method (3D sound speed field), the Snell-Descartes method (2D sound speed profile), and an equivalent sound speed method. We also compare the processing execution time. The eikonal method is compatible with the Snell-Descartes method (by up to 10 ppm in term of propagation time difference) but takes approximately a thousand times longer to run. We used the 3D eikonal ray tracing to characterize the influence of a lateral sound speed gradient on acoustic ray propagation and positioning accuracy. For a deep water (? 3,000 m) situation, frequent in subduction zones such as the Lesser Antilles, not accounting for lateral sound speed gradients can induce an error of up to 5 cm in the horizontal positioning of a seafloor transponder, even when the GNSS-A measurements are made over the barycenter of a seafloor transponder array.  相似文献   

空气中声波在井下地震计记录强度的特征分析     

周勇  储日升  田晓峰  刘巧霞 《大地测量与地球动力学》2018,38(6):655-660

基于理论地震图，分别探讨台站埋深、S波速度以及衰减结构对井下地震计噪声强度的影响，发现当台站深度小于参考深度即S波速度与声波速度相等的深度时，声波转换波/P波振幅比随深度变化较小；而当台站深度大于参考深度时，声波转换波/P波振幅比随深度指数下降。利用2015年天津爆炸事件在井下地震计记录的波形，分析井下地震计噪声强度的变化特征，其结果与基于理论地震图的结果一致。  相似文献   

GNSS声呐水下定位浮标阵列解析优化     

齐珂  曲国庆  薛树强  徐天河  苏晓庆  刘以旭  万军 《海洋学报(英文版)》2019,38(7):137-143

GNSS/声纳定位精度主要取决于GNSS浮标阵列构型和测距精度。优化水面GNSS浮标阵列对提高定位精度和可靠性有重要意义。本文提出了基于高度角约束条件的GNSS浮标阵列优化搜索算法。基于GNSS浮标位于海平面和高度角约束条件，本文提出了优化PDOP算法。我们以5个浮标为例对该算法进行了验证，并且获得了完整解。最后，为了在PDOP最小的解中搜索到最优构型，我们提出了一个用来获取最小GDOP解的搜索算法。算法表明：在区域范围内，区域中心点处GDOP最小与区域PDOP均值最小是等价的。我们用中国南海实测数据阐明了5枚浮标情况下定位图形与定位精度的关系。  相似文献   

基于Sobol法的海底反向散射模型参数敏感度分析     

高荪培  邹博 《海洋通报》2019,38(3)

为了对海底声学参数反演中的估计精度做出预估,合理解释反演结果,本文基于Jackson海底声散射模型,利用Sobol算法,对该模型中的耗散系数、速度比等7个参数进行定量的敏感度分析。Sobol算法可以给出参数的一阶敏感度和参数间相互作用的敏感度,适用于分析散射强度的影响因子。仿真结果表明,所选择的声波频率对于参数的敏感度影响不大,模型各参数交互作用较为强烈,速度比的全局敏感度最大,而耗散系数敏感度很小。将参数划分为地声属性参数、粗糙度参数和非均匀性参数,地声属性参数敏感度最大。模型参数敏感度分析结果对于反演有一定的指导作用。  相似文献