基于Yolox算法的碳酸盐岩储层溶洞“串珠状”异常反射智能检测

识别碳酸盐岩溶洞的传统方法主要基于地震反射特征分析,对数据的要求较高,普适性不强,效率低下且存在主观因素。利用卷积神经网络(CNN)的特征提取能力识别地质构造方法的研究对象主要是盐丘、断层、地层等大尺度目标,但对于识别溶洞等小尺度构造容易出现误判。由于不同尺度的溶洞在地震剖面上呈不同的反射特征,溶洞与“串珠状”间存在一定的映射关系。因此,可首先在地震剖面上识别相对大尺度的“串珠状”,然后基于“串珠状”与溶洞的映射关系识别溶洞。为此,提出了基于Yolox的“串珠状”目标检测模型网络结构,主要包括特征提取、特征加强、解耦头三个部分。输入地震剖面后,经特征提取得到不同尺度的有效特征,然后输入特征加强网络完成多尺度的特征融合,最后由解耦头获得检测框的信息,经解码后得到“串珠状”异常反射边界的位置并输出检测框。合成地震数据测试及实际地震数据测试结果表明:(1)传统方法以振幅为基础,当“串珠状”处于强同相轴及其附近时难以识别,且高值部分无法反映“串珠状”实际范围;(2)U-Net模型识别结果反映了“串珠状”的位置,但不能获得边界坐标,易将两个很近的“串珠状”误判为一个,识别准确率不高,存在错拾或漏拾;(3)Yolox模型识别结果的检测框反映了“串珠状”的位置和实际大小,同时可得到“串珠状”的具体坐标。因此,Yolox模型识别效果优于传统方法和U-Net模型。

碳酸盐岩溶洞横向尺度变化的地震响应正演模拟

为了模拟碳酸盐岩储层中不同横向尺度溶洞的地震响应特征,设计了具有不同横向尺度但高度和充填物相同的溶洞地质模型,分别采用数值模拟技术和物理模拟技术进行了正演模拟,分析研究了由溶洞宽度变化引起的地震响应变化的特征。研究结果表明,溶洞宽度的变化会引起溶洞反射特征"串珠"中"珠"的数目发生改变,溶洞顶、底位置与溶洞绕射波的相位有对应关系,在偏移剖面中"串珠"尺度与实际溶洞尺度之间存在较大差异。对比同一模型的数值模拟和物理模拟正演结果发现,所得的不同横向尺度溶洞的地震响应特征总的趋势是一致的,但在细节上有所差异,这表明两种正演方法具有互补性,为研究溶洞的"串珠状"地震波反射特征提供了更好的手段。