混合粒子群算法在地震波阻抗反演中的应用

子之间 的联 系和粒子 的多样性 ，使算法收敛速度更快 ，更容易跳 出局部极值 。针 对模 型对该算法进行 了测试 与
对 比，测试 结果表明 ，该算 法在 反演精度上明显优于传统粒子 群算 法 ；对算 法的抗 噪性进行 了分析 ，在模 型中
加入 １５％噪声 时，虽有一定误差 ，但符 合度依然较好 ，表明本算法具有一定 的抗 噪声 能力 ；最后将算 法用 于实
０ 引 言
随着 油 田储量 的 Ｅｔ渐枯 竭 以及复 杂 的油气 藏 很难 被识 别 ，因而从 地震 资料 中了解 地 下构 造 的基 本 情 况 ，对地 震 资料进 行综 合处 理解 释 就显得 尤 为重 要 。地震 反 演 技术 就 是按 照 一 定 的 已知 的地 质 规律 ，将 地表 观测 到 的地震 数据 进行 反推 ，从 而 推知 地球 内部 的结 构形 态 和物 质成 分 ¨Ｊ。波 阻抗 是重 要 的岩石 物 理参数 ，能较好地提供地层速度的信息 ，可直接与钻井资料对 比进行储层岩性解释和物性分析 ，因而波 阻抗 反演 技术 在油 藏描 述 、储层 参 数估 算 、油气 横 向预 测等 研究 工作 中发挥 着越 来越 重要 的作 用 Ｊ。
ｐｒ ｏｃｅｓｓ ｏｆ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｕｐｄａｔｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ ｓｐｅｅｄ ｉｓ ｆａｓｔｅｒ ａｎｄ ｅａｓｙ ｔｏ ｊｕｍｐ ｏｕｔ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｅｘｔｒｅｍｕｍ．Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ
ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｍｏｄｅｌ ａｎｄ ｉｓ ｃｏｎｔｒａｓｔｅｄ ｗｉｔｈ ｏｒｄｉｎａｒｙ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｌＴＩ ｏｐｔｉｍｉ ｚａｔｉｏｎ．Ｔｈ ｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉ ｚａｔｉｏｎ． Ｆｏｒ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｗｉ ｔｈ １５％ ｎｏｉｓｅ，ａｌｔｈｏｕｇｈ ｈａｓ ｓｏｍ ｅ ｅｌＴＯｒｓ ，ｔｈｅ ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ ｄｅｇｒｅｅ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ｇｏｏｄ．Ｔｈ ｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ａｎｔｉ—ｎｏｉｓｅ ａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄａｔａ ａｎ ｄ ｉｔ ａｌｓｏ ｈａｓ ａ ｇｏｏｄ ｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ｐｒａｃｔｉｃａｂｉｌｉｔｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｅｉｓｍｉｃ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｃｈａｏｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ；ｇｅｎｅｔｉｃ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
际地震资料 ，得到了 良好 的效果 ，表明本算法具有一定 的实用 价值 。
关键词 ：波阻抗 反演 ；粒子群算 法 ；混沌算法 ；遗传算法
中图分类号 ：ＴＰ３９１．９
文献标识码 ：Ａ
Ｈｙｂｒｉｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｓｗａｒｍ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｗ ａｖｅ Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ
混 合 粒 子群 算 法 在 地 震 波 阻抗 反 演 中 的应 用
刘 玉敏 ，高 松 岩
（东北石油 大学 电气信息工程学 院，黑龙江 大 庆 １６３３１８）
摘要 ：为提 高地震 波阻抗 反演的精度 ，提 出了一种 结合 了混沌 和遗传 思想 的混合 粒子群 算法 。算 法在搜 索初
期 ，加入 了混沌 思想 ，使算法具有 了遍历 性。在粒子更新 过程 中 ，又加入 了选择 、交叉 、变异思想 ，增 强 了粒
ＬＩＵ Ｙｕｍｉｎ，ＧＡＯ Ｓｏｎｇｙａｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ １６３３１８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｖｅ ｉｍｐｅｄａｎｃｅ ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ， ａ ｈｙｂｒｉｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｗａｒｍ ｏｐｔｉｍｉ ｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｃｈａｏｔｉｃ ａｎ ｄ ｇｅｎｅｔｉｃ ｉｄｅａｓ．Ｃｈａｏｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｒｃｈ，ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｖｅ ｔｈｅ ｅｒｇｏｄｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｙ． Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｒｏｓｓｏｖｅｒ ａｎｄ ｍｕｔａｔｉｏｎ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｔ ｔｈｅ
第 ３６卷 第 ５期 ２０１８年 ９月
吉 林 大 学 学 报 （信 息 科 学 版 ） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｊｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
文章 编 号 ：１６７１—５８９６（２０１８）０５－０５３１－０８
Ｖｏ１．３６ Ｎｏ．５ Ｓｅｐｔ． ２０１８
地震波阻抗反演是典型的非线性化 问题 ，传统 的地震波阻抗反演常用线性化算法 ，如最快下降法 ， 共轭梯度法 ，牛顿法等 Ｊ。线性优化方法存在 的弊端就是其 目标函数大部分需要可导或可微 ，这就使一
收 稿 日期 ：２０１８－０４－０２ 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目（４１５７２１２７）；国家科 技重大专项基金资助项 目（２Ｏ１６ｚＸ０５０ｏ６Ｊ∞５） 作者简介 ：刘玉敏 （１９７８一 ），女 ，辽宁昌图人 ，东北 石油 大学 副教授 ，硕士生 导师 ，主要 从事 智能优 化算 法的理 论与 应用研 究 ，