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神经网络是一种重要的机器学习算法,在地球物理学等领域的应用得到了迅速发展,这主要得益于其在数据建模、信号处理和图像识别等方面的强大能力.然而,神经网络的数学基础和物理解释仍然十分不足,模型内部复杂性使得难以解释其决策过程,限制了神经网络的进一步发展.利用数学和物理方法解释神经网络的行为仍然是一个具有挑战性的任务.本文目标是从声波偏微分方程和有限差分方法出发设计一个声波神经网络结构,该方法将一阶声波方程转化为基于有限差分的离散化声波方程,声波方程有限差分格式与神经网络传播函数具有近似的数学表达形式,可以构建一种基于声波传播物理模型的神经网络.声波神经网络的主要特点是：（1）具有压力-速度耦合结构和层间跳跃连接的神经网络;（2）主变量-伴随变量双流网络结构改善了训练中的梯度消失问题.从声波偏微分方程和有限差分算法出发建立的声波神经网络具有良好数学基础和清晰的物理解释,为在数学和物理方法框架内提高网络性能提供了可行性.数值计算结果表明,声波神经网络在CIFAR-10和CIFAR-100数据集的图像分类任务中性能有明显提升,优于传统残差神经网络.偏微分方程神经网络建模方法可以应用于许多其他类型... 相似文献
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非均质气藏中,天然气一般呈"斑块状"分布于含水岩石内部,这种非均匀分布特征会导致地震波显著的频散与衰减现象.为发展适用于碳酸盐岩储层中流体检测的岩石物理模型,本文基于Biot-Rayleigh波动方程,实现了对非饱和岩石的多尺度理论建模,预测了不同尺度下波响应与岩性、流体间的定量联系.将此项建模技术应用于阿姆河右岸的灰岩气藏,给出了多尺度的岩石物理学图板.通过与实验数据、测井精细解释结果及地震数据的对比分析,本文论证了图板的正确性与可适用性.结合叠后波阻抗反演与叠前弹性参数反演,基于地震资料进行了储层含气饱和度与孔隙度的反演,反演结果与各井实际的产气情况吻合. 相似文献
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在地震定量解释中常需使用多种地球物理数据(地质、地面地震、井间地震、VSP、测井与实验室岩芯测试等数据)进行储层预测和烃类检测,然而由于各种资料间存在着记录方式、观测频率的差异及储层非均质性的影响,在联合应用中存在着多尺度问题,该问题是地震勘探中仍未解决的重大难题之一.本文详细阐述了多尺度问题的内涵及该问题在地震勘探中的表现,并重点论述国内外主要研究进展,特别在实验室跨尺度测量技术、数字岩芯技术与其他地球物理技术联合应用解决该问题的进展,并分析讨论了目前地震勘探中多尺度问题研究中存在的不足、研究方向及建议. 相似文献
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基于Kelvin-Voigt黏弹性骨架的含非饱和流体孔隙介质BISQ模型(英文) 总被引：4，自引：1，他引：3
本文综合考虑了在波传播过程中孔隙介质的三种重要力学机制——"Biot流动机制一squirt流动机制-固体骨架黏弹性机制",借鉴等效介质思想,将含水饱和度引入波动力学控制方程,并考虑了不同波频率下孔隙流体分布模式对其等效体积模量的影响,给出了能处理含粘滞性非饱和流体孔隙介质中波传播问题的黏弹性Biot/squirt(BISQ)模型。推导了时间-空间域的波动力学方程组,由一组平面谐波解假设,给出频率-波数域黏弹性BISQ模型的相速度和衰减系数表达式。基于数值算例分析了含水饱和度、渗透率与频率对纵波速度和衰减的影响,并结合致密砂岩和碳酸盐岩的实测数据,对非饱和情况下的储层纵波速度进行了外推,碳酸盐岩储层中纵波速度对含气饱和度的敏感性明显低于砂岩储层。 相似文献
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隐伏活断层地震勘探正演模拟方法 总被引：1，自引：1，他引：0
浅层高分辨率地震勘探是城市活断层探测手段中最有效、最可靠的方法之一,但是由于隐伏活断层勘探时存在着勘探深度浅、地层的属性差异小以及环境噪声大等因素,导致地震勘探数据信噪比低、反射信号弱等问题,严重影响地震数据的采集、处理和解释。采用一阶应力-速度方程的高阶交错网格有限差分方法, 结合完全匹配层(PML)的边界处理方法和通量校正(FCT)法消除频散的技术手段,对活断层模型地震勘探进行正演模拟,清晰直观地表现了断层处的细微差别,有助于地震勘探中对信号的分析与理解。结果表明,这些处理手段结合波动方程有限差分算法,能够有效实现薄层、弱反射的隐伏活断层模型的波场正演模拟,可有效识别隐伏活断层的断层倾角、断距、规模、跨越范围、断层深度以及断裂带影响范围,为分析这些参数对地震记录的影响提供有力帮助,同时结合实测地震数据的处理、解释,为防灾减灾提供具体有力的判据。 相似文献
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应用波动方程有限差分方法人工合成地震记录进行城市隐伏断层的地震勘探.采用适当的差分算法、震源子波以及有效地边界条件和频散消除方法来提高正演模拟的精度和分辨率.结果表明地震数值模拟可以用来分析地层厚度、断层倾角、断层深度以及断裂带宽度等参数对地震记录的影响;通过实际试验数据和正演模拟的合成单炮地震记录的对比,可以快速判断断层的大致位置和断裂带的大致范围以及目标地层的大致深度.该方法能有效辅助实际野外工作中的数据采集参数的估计,提高勘探效率和精度. 相似文献
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实际地震勘探中,储层物性参数的差异是导致地震波响应特征发生变化的根本原因,而建立储层物性参数与地震响应特征之间的联系,需要跨越微观孔隙尺度、介观测井尺度以及宏观地震尺度等三个不同尺度空间.本文基于已知井的岩石物理实验数据和测井数据,利用复杂多孔隙介质理论将微观尺度孔隙岩石粗化到介观测井尺度,利用Backus平均理论将介观测井尺度的模型进一步粗化到宏观地震尺度,最终,得到地震尺度裂缝-多孔隙介质模型.其数值计算结果与测井数据和地震数据的对比表明：基于两级尺度粗化算法的裂缝多孔隙介质模型在给定参数下是有效的,且基于该模型的地震响应特征分析方法能够对储层的地震响应特征随物性参数的变化进行分析. 相似文献
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基于等效介质理论分析川中低孔砂岩的骨架结构分析(英文) 总被引：2，自引：2，他引：0
川中广安地区的致密含气砂岩储层具有分布广,丰度低的特点。采自该地区的砂岩样本孔隙度普遍偏低,孔隙连通性差。本文采用Mori-Tanaka模型分析致密砂岩样本的波速观测数据,基于理论与实验分析,给出了该地区砂岩骨架的物理模型。通过经验关系获取基质模量,将实验数据与Mori-Tanaka模型在不同孔隙形态时的预测值进行对比,结果显示实验数据与低纵横比的软孔模型比较接近。综合考虑基质模量和孔隙形态变化的影响,分析表明在矿物成分变化不大的情况下,样本的等效孔隙纵横比随孔隙度增加有上升的趋势。 相似文献
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