基于Swin Transformer的地震相识别模型摘要
地震相识别是油气勘探开发过程中的一项重要技术,但该技术长期存在方法模型训练速度较慢、预测耗时、解释结果人为主观性较强,以及各层特征提取忽略多尺度特征等问题。为此,针对目前地震相识别精度不够且计算成本高的问题,构建了一个基于Swin Transformer的地震相识别模型(Seismic Facies Identification based on Swin Transformer,SFI-ST),首先联合卷积神经网络,利用编码器和解码器不断捕捉地震相细节特征,然后采用两种不同的数据集测试并评估模型的有效性,同时考虑到数据集划分对模型的影响,针对不同划分比例进行性能分析对比,最后对模型进行了消融实验以及抗噪性分析。研究结果表明:(1)编码器使用的Swin Transformer模块具有较好的特征提取能力,基于较小移动窗口进行特征提取的策略保证模型更快地学习高分辨率地震剖面特征,在各移动窗口使用自注意力机制计算特征的方法保证模型在较大视野下更准确地提取局部特征;(2) Swin Transformer使用逐层特征融合的方式,在提升特征提取速度的同时保证模型获取更多尺度的特征;(3)融合Swin Transformer和卷积神经网络模块实现各层特征提取,增强了模型对轮廓、边缘的提取能力。结论认为:(1) SFI-ST模型应用于两工区数据上的平均交并比分别为73.2%和77.6%,相较于其他主流深度学习算法至少分别提升了10.7%和6.0%,SFI-ST模型运行时间分别为0.62 h和2.88 h,相较于其他主流深度学习算法至少减少了15.1%和24.2%;(2) SFI-ST模型一定程度上解决了现有地震相智能识别方法识别速度慢、精度低等问题,为地震相识别提供了新方法,在技术上助力了油气勘探开发进程。
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