[發(fā)明專利]一種基于深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的疊前地震波形分類方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810946436.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN109143353B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢峰;魏巍;尹淼;胡光岷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01V1/30
• 分類號(hào): G01V1/30
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

本發(fā)明提供了一種基于深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的疊前地震波形分類方法，屬于地震相分析領(lǐng)域。本發(fā)明根據(jù)深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)(DCGAN)對(duì)疊前地震波形進(jìn)行半監(jiān)督分類，先使用無標(biāo)簽樣本讓網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到疊前地震數(shù)據(jù)的特征，然后用少量有標(biāo)簽網(wǎng)絡(luò)精調(diào)。本發(fā)明能從大量無標(biāo)簽數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)分布特性，具有很好的特征表示能力。相對(duì)于其他半監(jiān)督方法需要使用多個(gè)分類器來增加訓(xùn)練樣本，訓(xùn)練方法更簡單。相對(duì)于其他深度學(xué)習(xí)特征提取方法，無須啟發(fā)式損失函數(shù)，也能很好地表征圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地震相分析領(lǐng)域，特別涉及一種基于深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的疊前地震波形分類方法。

背景技術(shù)

地震相分析的方法就是通過在劃分地震層序的基礎(chǔ)上，利用各種地震參數(shù)之間的差別以及參數(shù)之間的關(guān)系，將地震層序劃分為不同的區(qū)域，然后再進(jìn)行推斷地質(zhì)結(jié)構(gòu)。地震相分析中應(yīng)考慮的參數(shù)有：反射振幅、主反射頻率、反射極性、層速度、反射連續(xù)性、反射結(jié)構(gòu)、反射豐度、地震相單元幾何、與其它單元的關(guān)系。地震數(shù)據(jù)就是地表檢波器接收到的反射信號(hào)，然后，將地震信號(hào)的細(xì)微變化和地下結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行映射，該操作可以通過信號(hào)分類技術(shù)來完成。地震相數(shù)據(jù)的解釋可以是直接的，也可以是間接的。直接解釋的目的是找出引起地震相單元地震特征的地質(zhì)原因。所以，直接解釋可能旨在預(yù)測(cè)巖性、孔隙度、流體含量，相對(duì)年齡，超壓頁巖、類型分層，對(duì)應(yīng)的地震相單元及其地質(zhì)背景地質(zhì)體幾何。間接解釋的目的是得出一些關(guān)于沉積過程和環(huán)境、沉積物搬運(yùn)方向和地質(zhì)演化(海侵、消退、沉降、隆起、侵蝕)方面的結(jié)論。除了提供地震相分類，地震信號(hào)分類還可以通過同時(shí)評(píng)估瞬時(shí)屬性，相似性及聲阻抗的和AVO多屬性分析相結(jié)合來更好地表達(dá)地下信息。地震相分析結(jié)果可在地震相剖面和地震相圖上顯示。根據(jù)該區(qū)現(xiàn)有的地震資料和地質(zhì)條件，地震相圖可能有不同的類型，如顯示不同地震相單元分布的一般地震相圖、砂泥巖比圖、交錯(cuò)層理方向圖和古遷移圖等。

疊前地震波是不同方位地表角檢波器接收到的原始反射信號(hào)，對(duì)于檢波點(diǎn)都可以利用多重維度的數(shù)據(jù)來進(jìn)行描述地下結(jié)構(gòu)信息。疊前地震信號(hào)和疊后信號(hào)是密切相關(guān)的，疊后信號(hào)是通過疊加已經(jīng)用速度模型“校正”或“遷移”的疊前信號(hào)獲得的。速度模型是從地震時(shí)差中獲得的，其中運(yùn)動(dòng)學(xué)可利用的疊前地震事件(通常是初級(jí)反射)的偏移。因此疊后數(shù)據(jù)量較小，數(shù)據(jù)維度也偏小，失去了原始的信息。如今，大數(shù)據(jù)技術(shù)的快速發(fā)展為疊前信號(hào)的處理提供了充分的技術(shù)支持，從而彌補(bǔ)了以往波形分類算法只能處理疊后信息的不足。

在石油勘探的初期，會(huì)產(chǎn)生大量的的疊前地震數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以通過無監(jiān)督聚類技術(shù)來完成地震相分析，從而映射地下結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而預(yù)測(cè)以及選擇測(cè)井的合理位置。而在獲得一定數(shù)量測(cè)井屬性后，可以結(jié)合測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)、巖心等對(duì)地震相校準(zhǔn)。通常使用機(jī)器學(xué)習(xí)中的有監(jiān)督方法，自動(dòng)根據(jù)測(cè)井信息對(duì)儲(chǔ)層數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。但是由于測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)相對(duì)地震數(shù)據(jù)是稀疏的，測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)只能代表局部地質(zhì)信息，在傳統(tǒng)的有監(jiān)督分類方法中，分類結(jié)果往往較差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種基于深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的疊前地震波形分類方法，基于深度學(xué)習(xí)技術(shù)，圍繞地震疊前波形的去噪、特征提取、無監(jiān)督學(xué)習(xí)和半監(jiān)督學(xué)習(xí)等方面進(jìn)行研究，研究出如何使用疊前地震波形更好地生成地震相圖，有效幫助地質(zhì)的解釋工作。

一種基于深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)的疊前地震波形分類方法，包括以下步驟：

步驟1，對(duì)疊前地震數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，進(jìn)行結(jié)構(gòu)導(dǎo)向?yàn)V波后根據(jù)層位提取樣本數(shù)據(jù)，根據(jù)測(cè)井位置選取測(cè)井鄰域數(shù)據(jù)為有標(biāo)簽數(shù)據(jù)，其余數(shù)據(jù)為無標(biāo)簽數(shù)據(jù)；

步驟2，輸入所述無標(biāo)簽數(shù)據(jù)至深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；

步驟3，將所述深度卷積生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)中判別器的最后一層替換為softmax分類器，構(gòu)造分類網(wǎng)絡(luò)模型；

步驟4，輸入所述有標(biāo)簽數(shù)據(jù)至所述分類網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行精調(diào)；

步驟5，輸入地震工區(qū)數(shù)據(jù)至精調(diào)后的分類網(wǎng)絡(luò)模型，得到所有樣本的分類結(jié)果和地震相圖。