Abstract

The results of the neuronet modeling of the compressional and shear seismic wave velocities from the resistivity data and vice versa are considered. It is shown that, depending on the ratio between the volumes of the available and forecasted data, the forecast accuracy of the compressional and shear seismic velocities varies in the ranges 1-4% and 4-6%, accordingly, while the forecast accuracy of the resistivity logarithm is 15-17%. In all cases the maximal errors correspond to using of only correlated data.

Keywords

Neural networks, modeling, resistivity, seismic velocity, forecast,

Reference

  •  1) Geologicheskoe stroenie SSSR i zakonomernosti razmescheniya poleznyh iskopaemyh. T. 7. Altae-Sayanskiy i Zabaykalo-Verhne-Amurskiy regiony. L.: Nedra, 1988. -300 s.

  •  2) KadurinI.N., Belyavskiy V.V., Egorkin A.V. i dr., 2008. Geofizicheskie issledovaniya seysmorazvedochnymi i elektrorazvedochnymi metodami glubinnogo stroeniya Altae-Sayanskoy skladchatoy oblasti po profilyam obschey protyazhennostyu 3300 km. Organizaciya i provedenie rezhimnyh geofizicheskih nablyudeniy na Tyvinskom poligone: Otchet, Geolfond (№ 492309).

  •  3) Spichak V.V. Primenenie iskusstvennyh neyrose-tey v zadachah geoelektriki // Geoinformatika. 2010. №3. S. 57-67.

  •  4) Spichak V.V. Primenenie iskusstvennyh neyrosetey dlya analiza elektromagnitnyh i drugih geofizicheskih dannyh: V kn. «Kompleksnyy analiz elektromagnitnyh i drugih geofizicheskih dannyh» / pod red. V.V. Spichaka. M.: izd-vo KRASAND, 2011. S. 29-47.

  •  5) Haykin S. Neyronnye seti. 2-e izd., ispr. / Per. s angl. M.: OOO I.D. Vilyams, 2006. - 1104 s.

  •  6) Archie G.E., 1942. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics: Petroleum Technology, 1, 55-67.

  •  7) Bussian A.E., 1983. Electrical conductance in a porous medium: Geophysics, 48, 1258-1268.

  •  8) Carcione J.M., Ursin B., Nordskag J.I., 2007. Cross-property relations between electrical conductivity and the seismic velocity of rocks: Geophysics, 72 (5), E193-E204.

  •  9) Dos Santos B.W.L., Ulrych T.J., De Lima O.A.L., 1988. A new approach for deriving pseudovelocity logs from resistivity logs: Geophysical Prospecting, 36, 83-91.

  •  10) Gallardo L.A., Meju M.A., 2007. Joint two-dimensional cross-gradient imaging of magnetotelluric and seismic traveltime data for structural and lithological classification: Geophys. J. Int., 169, 1261-1272.

  •  11) HaberE., OldenburgD., 1997. Joint inversion: a structural approach: Inverse Problems, 13, 63-77.

  •  12) Hacikoylu P., Dvorkin J., Mavko G., 2006. Resistivity-velocity transforms revisited: The Leading Edge, 25, 10061009.

  •  13) Jones A.G., Evans R.L., Eaton D.W., 2009. Velocity-conductivity relationships for mantle mineral assemblages in Archean cratonic lithosphere based on a review of laboratory data and Hashin-Shtrikman extremal bounds: Lithos, 109 (1-2), 131-143.

  •  14) JonesA.G., FishwickS. EvansR.L., 2010. Southern Africa Lithosphere: comparison of seismic and electrical parameters: Proc. 20th IAGA WG 1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth. Giza, Egypt.

  •  15) Mackie R., Rieven S., Rodi W., 1997. User manual and software for two-dimensional inversion of magnetotelluric data: Earth Resources Lab., MIT, Cambridge.

  •  16) Marquis G., Hyndman R.D., 1992. Geophysical support for aqueous fluids in the deep crust: seismic and electrical relationship: Geophys. J. Intern., 110, 91-105.

  •  17) MejuM., Gallardo L.A., MohamedA.K., 2003. Evidence for correlation of electrical resistivity and seismic velocity in heterogeneous near-surface materials: Geophys. Res. Lett., 30, (7), 26-1-26-4.

  •  18) Rudman A.J., Whaley J.F., Blake R.F., BiggsM.E., 1975. Transformation of resistivity to pseudo-velocity logs: AAPG Bulletin, 59, 1151-1165.

  •  19) Spichak V.V., 2011. Application of ANN based techniques in EM induction studies: «The Earths Magnetic Interior», IAGA Special Sopron Book Series, Springer, 1, 19-30.

  •  20) Wyllie M.R., Gregory A.R., Gardner L.W., 1956. Elastic wave velocities in heterogeneous and porous media: Geophysics, 21, 40-70.

Нейросетевое моделирование сейсмических скоростей и удельного сопротивления пород по геоэлектрическим и сейсмическим данным соответственно

Спичак В.В. Гойдина А.Г.

Аннотация

В статье приводятся результаты нейросетевого моделирования продольных и поперечных сейсмических скоростей по значениям удельного сопротивления пород и, наоборот, моделирования последнего по значениям сейсмических скоростей. Показано, что, в зависимости от соотношения объемов имеющихся и прогнозируемых данных, точность прогноза скоростей продольных сейсмических волн изменяется в диапазоне 1-4%, точность прогноза скоростей поперечных сейсмических волн составляет 4-6%, а точность обратного прогноза - логарифма удельного сопротивления по скоростям продольных и поперечных сейсмических волн - составляет 15-17%. Во всех случаях наибольшие ошибки прогноза получаются при использовании только максимально коррелирующих данных.

Ключевые слова

Нейросети, моделирование, удельное сопротивление, сейсмические скорости, прогноз,

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Спичак В.В. Гойдина А.Г. Нейросетевое моделирование сейсмических скоростей и удельного сопротивления пород по геоэлектрическим и сейсмическим данным соответственно // Геофизика. 2013. № 3. С. 34-44.

Список литературы

  •  1) Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 7. Алтае-Саянский и Забайкало-Верхне-Амурский регионы. Л.: Недра, 1988. -300 с.

  •  2) КадуринИ.Н., Белявский В.В., Егоркин А.В. и др., 2008. Геофизические исследования сейсморазведочными и электроразведочными методами глубинного строения Алтае-Саянской складчатой области по профилям общей протяженностью 3300 км. Организация и проведение режимных геофизических наблюдений на Тывинском полигоне: Отчет, Геолфонд (№ 492309).

  •  3) Спичак В.В. Применение искусственных нейросе-тей в задачах геоэлектрики // Геоинформатика. 2010. №3. С. 57-67.

  •  4) Спичак В.В. Применение искусственных нейросетей для анализа электромагнитных и других геофизических данных: В кн. «Комплексный анализ электромагнитных и других геофизических данных» / под ред. В.В. Спичака. М.: изд-во КРАСАНД, 2011. С. 29-47.

  •  5) Хайкин С. Нейронные сети. 2-е изд., испр. / Пер. с англ. М.: ООО И.Д. Вильямс, 2006. - 1104 с.

  •  6) Archie G.E., 1942. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics: Petroleum Technology, 1, 55-67.

  •  7) Bussian A.E., 1983. Electrical conductance in a porous medium: Geophysics, 48, 1258-1268.

  •  8) Carcione J.M., Ursin B., Nordskag J.I., 2007. Cross-property relations between electrical conductivity and the seismic velocity of rocks: Geophysics, 72 (5), E193-E204.

  •  9) Dos Santos B.W.L., Ulrych T.J., De Lima O.A.L., 1988. A new approach for deriving pseudovelocity logs from resistivity logs: Geophysical Prospecting, 36, 83-91.

  •  10) Gallardo L.A., Meju M.A., 2007. Joint two-dimensional cross-gradient imaging of magnetotelluric and seismic traveltime data for structural and lithological classification: Geophys. J. Int., 169, 1261-1272.

  •  11) HaberE., OldenburgD., 1997. Joint inversion: a structural approach: Inverse Problems, 13, 63-77.

  •  12) Hacikoylu P., Dvorkin J., Mavko G., 2006. Resistivity-velocity transforms revisited: The Leading Edge, 25, 10061009.

  •  13) Jones A.G., Evans R.L., Eaton D.W., 2009. Velocity-conductivity relationships for mantle mineral assemblages in Archean cratonic lithosphere based on a review of laboratory data and Hashin-Shtrikman extremal bounds: Lithos, 109 (1-2), 131-143.

  •  14) JonesA.G., FishwickS. EvansR.L., 2010. Southern Africa Lithosphere: comparison of seismic and electrical parameters: Proc. 20th IAGA WG 1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth. Giza, Egypt.

  •  15) Mackie R., Rieven S., Rodi W., 1997. User manual and software for two-dimensional inversion of magnetotelluric data: Earth Resources Lab., MIT, Cambridge.

  •  16) Marquis G., Hyndman R.D., 1992. Geophysical support for aqueous fluids in the deep crust: seismic and electrical relationship: Geophys. J. Intern., 110, 91-105.

  •  17) MejuM., Gallardo L.A., MohamedA.K., 2003. Evidence for correlation of electrical resistivity and seismic velocity in heterogeneous near-surface materials: Geophys. Res. Lett., 30, (7), 26-1-26-4.

  •  18) Rudman A.J., Whaley J.F., Blake R.F., BiggsM.E., 1975. Transformation of resistivity to pseudo-velocity logs: AAPG Bulletin, 59, 1151-1165.

  •  19) Spichak V.V., 2011. Application of ANN based techniques in EM induction studies: «The Earth's Magnetic Interior», IAGA Special Sopron Book Series, Springer, 1, 19-30.

  •  20) Wyllie M.R., Gregory A.R., Gardner L.W., 1956. Elastic wave velocities in heterogeneous and porous media: Geophysics, 21, 40-70.