وارون‌سازی هم‌زمان و توأمان خواص پتروفیزیکی سنگ مخزن با استفاده از الگوریتم ژنتیک جزیره‌ای موازی

برای وارون‌سازی خواص پتروفیزیکی، به مدل فیزیک سنگی جهت پیوند زدن خواص پتروفیزیکی زمین به خواص لرزه‌شناسی آن نیاز است. در این پژوهش، از مدل BISQ (Biot Squirt flow) برای وارون‌سازی خواص پتروفیزیکی سنگ مخزن استفاده شده است. مدل BISQ به‌طور هم‌زمان هر دو سازوکار بایوت (Biot) و جریان فواره‌ای را دربرمی‌گیرد. جریان فواره‌ای از مهم‌ترین مدل‌های انتشار امواج در محیط‌های متخلخل حاوی سیال است. مدل بایوت، تضعیف موج لرزه‌ای را به حرکت کلی یا موازی سیال نسبت به جهت انتشار موج ارتباط می‌دهد، درحالی‌که مدل جریان فواره‌ای، آن را به حرکت محلی سیال پیوند می‌دهد. علاوه‌بر مدل فیزیک سنگی، واررون‌سازی خواص پتروفیزیکی نیازمند یک روش ریاضی است که مسئله بهینه‎‌سازی حاصل از اختلاف بین داده مشاهده‌ای و داده محاسبه شده از مدل پیشرو را به حداقل برساند. در این تحقیق، الگوریتم ژنتیک جزیره‌ای موازی (Parallel Niche Genetic Algorithm, PNGA) به‌دلیل غیرخطی بودن مدل BISQ و نیز قدرت این روش به‌عنوان یک الگوریتم تکاملی (Evolutionary Algorithm) در مواجهه با مسائل پیچیده، بزرگ‌مقیاس و چندسطحی (multi objective) انتخاب شده است. در PNGA هر هسته به‌عنوان یک محیط مجزا عمل می‌کند که در آن، گونه‌ها تکامل می‌یابند. پایه این روش براساس دو اصل تکامل سریع و سکون بنا شده است. این روش از همگرایی پیش از موعد (premature convergence) جلوگیری می‌کند و قدرت الگوریتم در فرار از نقاط بهینه محلی را افزایش می‌دهد. در تحقیق حاضر، روش ذکر شده بر داده‌های مصنوعی و واقعی اعمال شد. نتایج وارون‌سازی، همبستگی مناسبی با مقادیر مفروض (در داده مصنوعی) و نگاره‌ها (در داده واقعی) نشان داد.