Разработка, тестирование и доработка прототипа программного модуля для анализа времён прихода первых (прямых, преломленных и рефрагированных) волн с применением методов искусственного интеллекта в геологоразведке (заключительный)

НИОКР, 94 с., 26 рис., 3 табл., 5 прил., 1 ч., 41 ист. Ключевые слова: искусственный интеллект, машинное зрение, геофизика, сейсморазведка, пикировка первый вступлений, инженерные изыскания, программный модуль Целью работы на настоящем этапе НИОКР являлось: разработать, выполнить тестирование и доработку прототипа программного модуля (ППМ) для анализа времен прихода первых (прямых, преломленных и рефрагированных) волн с применением методов искусственного интеллекта в геологоразведке. Выполнение НИОКР направлен на решение научно-технической проблемы автоматического определения времен первых вступлений сейсмических волн при проведении геологоразведочных и инженерно-геофизических сейсморазведочных работ. В результате выполнения данного этапа НИОКР разработана прототип программного модуля (ППМ) в виде программы "ПРОТОТИП ПРОГРАММНОГО МОДУЛЯ ДЛЯ АНАЛИЗА ВРЕМЁН ПРИХОДА ПЕРВЫХ (ПРЯМЫХ, ПРЕЛОМЛЕННЫХ И РЕФРАГИРОВАННЫХ) ВОЛН С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕТОДОВ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ГЕОЛОГОРАЗВЕДКЕ", который удовлетворяет всем требованиям технического задания в полном объеме. Разработанный прототип программного модуля позволяет осуществлять автоматическую пикировку сейсмограмм со средней абсолютной ошибкой до 5 мс, невязкой системы годографов по взаимному времени не более чем на 3 мс. Время обработки одного ансамбля порядка 0.5 с (на видеокарте) и 4с (на процессоре). Также, разработанный ППМ обладает необходимым функционалом для удобного встраивания его в процесс обработки сейсмографических данных, включая возможность загрузки данных в 2-ух форматах и выгрузки данных в 3-х форматах. Разработанный ППМ рекомендовано использовать при проведении инженерной сейсморазведки, как начальный этап обработки сейсмографических данных. Основными конкурентными преимуществами разработанного прототипа программного модуля являются: 1. Использование методов искусственного интеллекта для анализа времен прихода волн первых вступлений, что обеспечивает высокую точность и скорость обработки данных. 2. Удобство встраивания в существующие процессы обработки сейсмографических данных. 3. Доступная цена по сравнению с мировыми аналогами, разработанными для нефтяной сейсморазведки. Применение разработанного ППМ позволит существенно сократить время обработки сейсмографических данных. Например, среднее время определения линии первых вступлений на сейсмограмме, содержащей 96 каналов при длине записи до 2-ух секунд инженером-геофизиком составляет порядка 6 минут. Разработанный модуль способен произвести разметку одной сейсмограммы в рамках нескольких секунд. Таким образом, с учетом необходимости отладки параметров визуализации и подбора порогов, возможно сократить процесс разметки одной сейсмограммы до минуты, что может позволить ускорить общее время обработки сигнала в 6 раз. Следует также отметить, что реализация ключевого функционала была осуществлена с использованием нейронной сети, разработанной на базе сверточной архитектуры U-Net с 2D конволюционными слоями. Расширение обучающей выборки, применение автоматических алгоритмов выбора порога предсказания и также расширение пространства гиперпараметров могут являться дальнейшим путями развития использующегося подхода. В рамках текущего НИОКР был отправлен на регистрацию РИД в виде программы для ЭВМ и разработана вся необходимая документация. Таким образом, все поставленные цели и задачи НИОКР были выполнены в полном объеме, а разработанный прототип программного модуля удовлетворяет всем требованиям технического задания.