[發明專利]一種基于螢火蟲算法的縱波時差實時提取方法

在審

• 申請號: 202010182709.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111539506A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 劉建建;周軍;余衛東;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）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；

3)隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數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，若滿足，則停止迭代，否則轉入步驟3；

7)輸出最優個體值，即縱波時差值。

2.根據權利要求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)中建立目標函數模型具體為：選用波形相似法來定義相關函數，計算公式如下：

式中，ρ為相關系數，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，以相關系數ρ為目標函數解，建立縱波時差求取模型。

3.根據權利要求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)中初始化參數包括以下內容：設置FA算法中螢火蟲數量n、最大吸引度β₀、光強吸收系數γ、步長因子α、最大迭代次數MG。

4.根據權利要求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，計算目標函數值作為各自最大螢光亮度具體為：根據時間和時差的范圍，隨機初始化螢火蟲的位置，計算目標函數值作為各自最大螢光亮度。

5.根據權利要求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，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為：

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

6.根據權利要求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；rand為[0,1]上服從均勻分布的隨機因子。

7.根據權利要求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，若滿足，則停止迭代，否則轉入步驟3，具體為：判斷相關系數是否大于0.999或達到最大迭代次數MG，若滿足，則停止迭代，否則轉入步驟3。