[發(fā)明專利]一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010182709.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111539506A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建建;周軍;余衛(wèi)東;陳江浩;樊琦;雷曉陽;陳歆;于文茂;劉家雄;楊居朋;王偉;范曉文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;E21B47/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

1.一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，所述的縱波時差實時提取方法針對于使用數(shù)字聲波儀器進行聲波時差測井，利用螢火蟲算法實時提取縱波時差值；

具體步驟如下：

1)建立目標函數(shù)模型，同時給定縱波首波到達的時間范圍和縱波時差范圍；

2)初始化參數(shù)；

3)隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數(shù)值作為各自最大螢光亮度；

4)計算群體中螢火蟲的相對亮度和吸引度，根據(jù)相對亮度決定螢火蟲的移動方向；

5)更新螢火蟲的空間位置，同時重新計算螢火蟲的相對亮度；

6)判斷是否達到搜索精度或最大迭代次數(shù)，若滿足，則停止迭代，否則轉(zhuǎn)入步驟3；

7)輸出最優(yōu)個體值，即縱波時差值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，所述的步驟(1)中建立目標函數(shù)模型具體為：選用波形相似法來定義相關(guān)函數(shù)，計算公式如下：

式中，ρ為相關(guān)系數(shù)，X_m(t)是N個接受換能器陣列中的第m個接受換能器，d為換能器間隔，s為慢度變量，T_w為時間窗，以縱波首波到達的時間范圍和縱波時差范圍為約束條件，以相關(guān)系數(shù)ρ為目標函數(shù)解，建立縱波時差求取模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，所述的步驟(2)中初始化參數(shù)包括以下內(nèi)容：設(shè)置FA算法中螢火蟲數(shù)量n、最大吸引度β₀、光強吸收系數(shù)γ、步長因子α、最大迭代次數(shù)MG。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，步驟(3)所述的隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數(shù)值作為各自最大螢光亮度具體為：根據(jù)時間和時差的范圍，隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數(shù)值作為各自最大螢光亮度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，所述的步驟(4)中計算群體中螢火蟲的相對亮度和吸引度，根據(jù)相對亮度決定螢火蟲的移動方向具體為：

螢火蟲的相對熒光亮度為：

其中：I₀為螢火蟲的最大螢光亮度，γ為光強吸收系數(shù)，r_ij為螢火蟲i與j之間的空間距離；

螢火蟲之間的距離使用歐式距離，用下式表示：

D為求解問題的空間維度；

螢火蟲的吸引度函數(shù)為：

其中：β₀為最大吸引度，γ為光強吸收系數(shù)，r_ij為螢火蟲i與j之間的空間距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，所述的步驟(5)中更新螢火蟲的空間位置，同時重新計算螢火蟲的相對亮度具體為：對處在最佳位置的螢火蟲進行隨機擾動，假設(shè)第i只螢火蟲被第j只螢火蟲吸引，則位置更新計算公式為：

x_i＝x_i+β×(x_j-x_i)+α×(rand-1/2) (5)

其中，x_i、x_j為螢火蟲i和j所處的空間位置；α為步長因子，是[0,1]上的常數(shù)；rand為[0,1]上服從均勻分布的隨機因子。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法，其特征在于，步驟(6)所述的判斷是否滿足限制條件或達到最大迭代次數(shù)，若滿足，則停止迭代，否則轉(zhuǎn)入步驟3，具體為：判斷相關(guān)系數(shù)是否大于0.999或達到最大迭代次數(shù)MG，若滿足，則停止迭代，否則轉(zhuǎn)入步驟3。