Details

Работа посвящена повышению точности построения скоростной модели геологической среды при ограниченной плотности сейсмических наблюдений путем увеличения эффективной плотности сети сейсмических наблюдений с использованием интерполяции трасс на основе Swin-трансформера. Задачи, которые решались в ходе исследования: 1. Анализ современных методов определения скоростных параметров среды и подходов к интерполяции сейсмических данных. 2. Разработка конечно-разностной численной модели распространения упругих волн в двумерной неоднородной среде. 3. Обучение модели на основе архитектуры Swin-трансформера для задачи интерполяции. 4. Реализация алгоритма оценки параметров среды с использованием радиуса первой зоны Френеля. 5. Исследование влияния увеличения плотности сети наблюдений на точность определения параметров среды. Актуальность работы обусловлена необходимостью повышения точности скоростного анализа сейсмических данных в условиях ограниченной апертуры системы наблюдений и недостаточной плотности трасс. Метод оценки скоростей по радиусу первой зоны Френеля позволяет определять параметры среды на локальных апертурах, не требуя больших удалений источник–приемник. При этом точность определения радиуса зоны Френеля зависит от плотности наблюдений, поэтому применение интерполяции трасс на основе Swin-трансформера позволяет повысить детальность построения скоростной модели. В результате разработана методика оценки скоростных характеристик среды, основанная на анализе радиуса первой зоны Френеля и применении интерполяции сейсмических трасс. Реализован полный вычислительный цикл: от генерации синтетических сейсмограмм до восстановления пропущенных трасс и последующего определения параметров скоростной модели. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования подходов к скоростному анализу сейсмических данных в условиях недостаточной плотности сети наблюдений. В работе использован язык программирования Python.

The work is devoted to improving the accuracy of constructing a velocity model of a geological medium under conditions of limited seismic observation density by increasing the effective density of the seismic observation network through trace interpolation based on the Swin Transformer. The following tasks were addressed in the study: 1. Analysis of modern methods for determining velocity parameters and approaches to seismic data interpolation. 2. Development of a finite-difference numerical model of elastic wave propagation in a two-dimensional heterogeneous medium. 3. Training of a model based on the Swin Transformer architecture for the interpolation task. 4. Implementation of an algorithm for estimating medium parameters using the radius of the first Fresnel zone. 5. Investigation of the influence of increased observation network density on the accuracy of medium parameter estimation. The relevance of the work is determined by the need to improve the accuracy of seismic velocity analysis under conditions of limited observation aperture and insufficient trace density. The method of velocity estimation based on the radius of the first Fresnel zone makes it possible to determine medium parameters using local apertures, without requiring large source–receiver offsets. At the same time, the accuracy of estimating the Fresnel zone radius depends on observation density; therefore, trace interpolation based on the Swin Transformer enables a more detailed construction of the velocity model. As a result, a methodology for estimating the velocity characteristics of the medium was developed, based on the analysis of the first Fresnel zone radius and the application of seismic trace interpolation. A complete computational workflow was implemented: from generating synthetic seismograms to reconstructing missing traces and subsequently determining velocity model parameters. The obtained results can be used to improve approaches to seismic velocity analysis under conditions of insufficient observation network density. The Python programming language was used in the work.