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基于鲸鱼算法优化AM-BiLSTM模型的储层产气量预测

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Applied Geophysics 2023年第4期20卷 499-506,671页

作者：乔磊辛会翠徐志敏肖昆仪器仪表工程技术研究中心河北石油职业技术大学中国承德067000 计算机与信息工程系河北石油职业技术大学中国承德067000 核资源与环境国家重点实验室东华理工大学中国南昌330013

产气量是评估天然气井生产能力和开发工艺效果的重要指标。准确的预测产气量是保证高效生产的关键。为了准确预测储层产气量,本文提出了一种基于鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)、注意机制(attention mechanism,AM)和... 详细信息

产气量是评估天然气井生产能力和开发工艺效果的重要指标。准确的预测产气量是保证高效生产的关键。为了准确预测储层产气量,本文提出了一种基于鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)、注意机制(attention mechanism,AM)和双向长短时记忆(bi-directional long short-term memory,BiLSTM)相结合的日产气量预测模型。首先,以Volve油田的排采数据为研究对象,分析了产气量与这些排采参数之间的相关性,并利用LightGBM算法进行重要性排序;然后使用有较强非线性处理能力的基于注意力机制的双向长短时记忆神经网络(bi-directional long short-term memory based on attention mechanism,AM-BiLSTM)构建日产气量预测模型;最后通过鲸鱼算法对AM-BiLSTM模型中的相关参数进行优化,并将参数优化后的模型(WOA-AMBiLSTM)应用于Volve油田的A井。实验结果表明,WOA-AMBiLSTM模型的综合预测性能优于传统的反馈神经网络模型(the back-propagation neural network model,BP)和其他提出的深度学习模型(LSTM、BiLSTM和AM-BiLSTM)。WOA-AM-BiLSTM模型预测曲线与实测测井曲线更加接近,具有更好的预测表现,为储层产能预测提供了一种新思路。

关键词：鲸鱼优化算法注意机制双向长短期记忆神经网络产气量预测

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点电源下复杂角域地形影响及校正

吉林大学学报（地球科学版） 2012年第1期42卷 254-261页

作者：汤井田辛会翠王冉中南大学有色金属成矿预测教育部重点实验室/地球科学信息物理学院长沙410083

角域是描绘起伏地形的基本单元,通过角域叠加可以获得复杂纯地形产生的视电阻率异常,进而可以进行地形校正。将简单角域视电阻率畸变进行组合叠加得到复杂角域地形的视电阻率畸变,分析了组合叠加误差,并与ANSYS软件数值模拟结果进行了... 详细信息

角域是描绘起伏地形的基本单元,通过角域叠加可以获得复杂纯地形产生的视电阻率异常,进而可以进行地形校正。将简单角域视电阻率畸变进行组合叠加得到复杂角域地形的视电阻率畸变,分析了组合叠加误差,并与ANSYS软件数值模拟结果进行了对比。结果表明,在地形起伏不大的情况下,可以通过组合叠加获得复杂角域地形的视电阻率异常。最后给出了利用组合叠加法获得纯地形影响后应用比较法进行地形改正的模型算例;与水平地形时的结果对比表明,比较法可以削弱地形影响,突出局部地质体的异常。

关键词：电法勘探地形改正解析解 ANSYS

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瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟研究

瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟研究

作者：辛会翠中南大学

学位级别：硕士

电磁法是一种广泛应用于矿产资源勘查、水文地质和环境地质调查等的地球物理勘探方法,依据响应性质可分为频率域电磁法和时间域电磁法。瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method)属于时间域电磁法,经过60多年的发展,其在理论研究... 详细信息

电磁法是一种广泛应用于矿产资源勘查、水文地质和环境地质调查等的地球物理勘探方法,依据响应性质可分为频率域电磁法和时间域电磁法。瞬变电磁法(Transient Electromagnetic Method)属于时间域电磁法,经过60多年的发展,其在理论研究和应用水平方面均取得了较大进步。但由于多维正反演耗时久、对硬件要求高,因此前人研究不多,野外数据资料的解释仍停留在一维水平。2.5维问题,与三维相比较,大大减少了计算量,与纯二维比较又能更接近野外实际地质情况。因此本文对瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟进行了研究。本文首先基于Dufort-Frankel有限差分技术,建立了瞬变电磁法二维有限差分正演算法,对典型二维模型进行了正演模拟,分析总结了二维响应特征。接下来推导了均匀半空间上空矩形回线源形成的频率域电磁场表达式,采用正余弦变换、GS变换、反傅氏变换实现到时间域的转换;给出了基于拉格朗日插值的求导方法与直接求导方法,分析对比了两种方法的求解精度和试用范围,为2.5维正演源的加载奠定了基础;建立了瞬变电磁法2.5维有限差分正演算法,分析了反傅氏变换中波数的选取方法,给出差分方程的推导过程,推导了波数域中磁场向上延拓的公式及求解方法;最后,用fortran语言实现了瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟,与二维情况比较,虽然耗时增加,但三维源与实际情况更加贴近;将数值模拟结果与解析解进行了对比,证明了程序的正确性,最后分析了典型二维模型的响应特征。图51幅,表1个,参考文献68篇。

关键词：瞬变电磁法有限差分二维正演 2.5维正演中心回线

高密度电法在湖北黄冈某山体滑坡滑动面划分中的应用

同方学位论文库评论

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承德石油高等专科学校学报 2022年第2期24卷 11-14页

作者：赵福平辛会翠湖南省有色地质勘查局二四七队湖南长沙410129 承德石油高等专科学校计算机与信息工程系河北承德067000

解决山体滑坡问题确定滑动面的工程手段一般是钻探直接揭露,但是有时受场地条件、成本预算等因素的限制,存在对滑动面难以全面揭露的问题,为解决该问题,本次勘察工作利用高密度电法对某山体滑波滑动面进行划分。高密度电法是电法勘探的... 详细信息

解决山体滑坡问题确定滑动面的工程手段一般是钻探直接揭露,但是有时受场地条件、成本预算等因素的限制,存在对滑动面难以全面揭露的问题,为解决该问题,本次勘察工作利用高密度电法对某山体滑波滑动面进行划分。高密度电法是电法勘探的一种,利用密集的电极和多次覆盖采集大量有效视电阻率数据,通过数据处理形成二维及拟三维视电阻率测深成果,并推断滑坡体埋深及滑动面位置。通过钻探验证表明,反演模型对滑动面确定以及覆盖层厚度的划分有着较好的应用效果,为高密度电法在地质灾害勘查中的应用提供了参考。

关键词：高密度电法地质灾害滑动面

柴达木盆地大柴旦地区盆地中新生代演化机制电性特征分析

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地质学报 2019年第12期93卷 3282-3298页

作者：徐志敏辛会翠李晋吕扶君中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 承德石油高等专科学校河北承德067000 湖南师范大学智能计算与语言信息处理湖南省重点实验室信息科学与工程学院长沙410081 西北综合勘察设计研究院西安710003

柴达木盆地位于青海省西北部,是在昆仑山、阿尔金山和祁连山控制形成的山间断陷盆地,由于盆地中生代沉积了大范围的侏罗系地层,因此盆地内含有丰富的油气资源,众多学者对柴达木盆地的构造演化做了大量的研究,受限于盆地的山盆耦合模式,... 详细信息

柴达木盆地位于青海省西北部,是在昆仑山、阿尔金山和祁连山控制形成的山间断陷盆地,由于盆地中生代沉积了大范围的侏罗系地层,因此盆地内含有丰富的油气资源,众多学者对柴达木盆地的构造演化做了大量的研究,受限于盆地的山盆耦合模式,地形、地质条件复杂,山前地带大多是地震的空白区,仅在局部获得了地震勘探资料,但资料品质较差。由于缺乏详细资料,关于该区域构造演化的研究没能深入开展,盆地内部构造演化的研究主要在构造背景和构造格架上,对于构造的细节没有得到解析。本文通过音频大地电磁法探测大柴旦地区盆地地质特征,基于三维非线性共轭梯度(3D-NLCG)反演算法,获得研究区三维电性模型,结合区域地质、地球物理资料研究盆地构造演化,结果表明:三维电性模型揭示了柴北缘地区盆地中生代以拉张为主形成一系列断陷盆地,新生代以喜山构造活动为主产生一系列挤压为主的冲断构造,造成早侏罗系-晚白垩系地层的局部缺失等地质活动的盆地演化动力学电性特征。

关键词：柴达木盆地构造演化大地电磁反演三维电性模型电性特征

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瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟

地球物理学进展 2014年第5期29卷 2278-2286页

作者：辛会翠汤井田徐志敏陕西能源职业技术学院地质测量系咸阳712000 中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 西北综合勘察设计研究院西安710003

近年来,国内外学者对瞬变电磁法2.5维有限单元正演模拟进行了大量的研究.在前人研究的基础上给出了矩形回线源瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟算法.从磁场垂直分量满足的扩散方程入手,推导了瞬变电磁法2.5维有限差分正演计算的差分方程... 详细信息

近年来,国内外学者对瞬变电磁法2.5维有限单元正演模拟进行了大量的研究.在前人研究的基础上给出了矩形回线源瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟算法.从磁场垂直分量满足的扩散方程入手,推导了瞬变电磁法2.5维有限差分正演计算的差分方程;通过正余弦变换、Gaver-Stehfest变换、反傅氏变换等数值方法求解了均匀半空间矩形回线源激发的波数域瞬变场,作为初始条件;推导了波数域磁场向上延拓的公式,作为地空边界条件.最终建立了瞬变电磁法2.5维有限差分正演模拟算法.通过与解析解、有限元数值解的对比以及对典型模型的正演模拟,证明了算法的正确性与有效性.

关键词：瞬变电磁法有限差分 2.5维正演矩形回线源

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庐枞矿集区大地电磁法的远参考效果研究

地球物理学进展 2014年第4期29卷 1822-1830页

作者：徐志敏辛会翠吕扶君中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 西北综合勘察设计研究院西安710003 陕西能源职业技术学院咸阳712000

庐枞矿集区大地电磁测深(MT)数据受强烈的工业、通讯、矿山、民用等电磁干扰,致使资料数据离差大、曲线形态畸变、可信度差,本文从大地电磁测深张量阻抗计算表达式出发,分析了噪声对张量阻抗估计产生的影响.选用本区质量较好的MT数据作... 详细信息

庐枞矿集区大地电磁测深(MT)数据受强烈的工业、通讯、矿山、民用等电磁干扰,致使资料数据离差大、曲线形态畸变、可信度差,本文从大地电磁测深张量阻抗计算表达式出发,分析了噪声对张量阻抗估计产生的影响.选用本区质量较好的MT数据作为"远参考点",应用远参考方法处理庐枞MT数据,研究其对卡尼亚电阻率-相位曲线的改善效果,以及对数据相干度和信噪比的改善效果,并提出磁场信号的相关性是远参考处理的关键因素.

关键词：大地电磁测深远参考法近源干扰卡尼亚电阻率-相位曲线相干度信噪比

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电磁流量计干扰信号识别及处理方法研究

仪表技术 2022年第2期 55-58页

作者：徐志敏辛会翠李晋王磊王大平河北石油职业技术大学河北承德067000 河北省仪器仪表工程技术研究中心河北承德067000 湖南师范大学湖南长沙410000 承德市中威电子有限公司河北承德067000

针对电磁流量计在液体测量时因受气泡干扰而造成测量信号波动剧烈、测量精度降低的问题,提出了基于自适应噪声识别和形态滤波的去噪处理方法。计算3点采样值方差,统计10点采样值方差总和、最大方差与方差总和之比,以及连续采样点间波动... 详细信息

针对电磁流量计在液体测量时因受气泡干扰而造成测量信号波动剧烈、测量精度降低的问题,提出了基于自适应噪声识别和形态滤波的去噪处理方法。计算3点采样值方差,统计10点采样值方差总和、最大方差与方差总和之比,以及连续采样点间波动大于5 mV的个数等参数,作为判别是否存在噪声的依据。通过对方差总和进行等级划分,确定滤波阈值,实现自适应噪声识别。采用形态滤波进行噪声抑制,通过计算10点采样值噪声特征,包括尖峰噪声个数、尖峰噪声宽度,自适应选择不同尺度的结构元素进行形态滤波处理。依据正常流量信号具有的低频信号特征,判别是否存在滤波失效的情况及作进一步处理。实验结果表明,此方法在气泡干扰下可以实现干扰信号的有效识别及流量信号的平稳输出,信号处理效果达到国内领先水平。

关键词：电磁流量计低频励磁噪声识别数学形态学信号处理

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西藏那曲大地电磁数据反演与电性结构分析

地质学报 2018年第2期92卷 215-231页

作者：徐志敏汤井田辛会翠李晋周聪王显莹中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 长沙410083 西北综合勘察设计研究院西安710003 陕西能源职业技术学院陕西咸阳712000 湖南师范大学物理与信息科学学院长沙410081

西藏地处青藏高原,地质构造复杂,新构造活动强烈。西藏境内蕴藏丰富的地热资源,已发现的地热资源储量居全国之首。青藏高原受南北向强烈挤压,构造活动频繁,随着地质应力的变化,产生了一系列构造带,西藏那曲观测区处于西藏北部的班公错... 详细信息

西藏地处青藏高原,地质构造复杂,新构造活动强烈。西藏境内蕴藏丰富的地热资源,已发现的地热资源储量居全国之首。青藏高原受南北向强烈挤压,构造活动频繁,随着地质应力的变化,产生了一系列构造带,西藏那曲观测区处于西藏北部的班公错—怒江深大断裂的次级构造带上,主要受控于一组近东西向的断裂和南北向断裂所构成的断裂带,据资料显示,观测区内新构造运动极为活跃,主要表现为深大断裂至今仍有继承性活动,为研究观测区深部电性结构,分析地热在观测区的空间分布特征及形成机理,共部署了3条大地电磁剖面。通过数据维性分析,揭示了观测区浅部主要呈现1D/2D构造,深部2D/3D构造明显,因此进行大地电磁数据2D和3D反演,同时获得观测区3km以浅2D和3D电性模型,十分必要,本文采用连续介质反演方法进行大地电磁法2D反演,采用REBOCC 3D反演代码进行3D反演,综合观测区水文地质调查结果,分析观测区2D和3D电性结构特征。研究结果表明,观测区2D地电结构横向电性梯度带为断层反映,纵向分层明显,高阻层间存在低阻层表明观测区深部地层构造复杂,观测区3D地电结构局部高阻体代表侵入岩活动范围,低阻区域反映了观测区地热的空间分布特征,观测区地热形成于次一级断裂,地热活动受断裂构造控制,由地表河流下渗形成。

关键词：西藏地热大地电磁二维反演三维反演电性结构