<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Earth Sci.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Earth Science</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Earth Sci.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-6463</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1269597</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/feart.2023.1269597</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Earth Science</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Bayesian fluid prediction by decoupling both pore structure parameter and porosity</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">He et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/feart.2023.1269597">10.3389/feart.2023.1269597</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Run</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2384219/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Enli</given-names>
</name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Wei</given-names>
</name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>Guoliang</given-names>
</name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>Xi</given-names>
</name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>Wanjin</given-names>
</name>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2394159/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Dongyang</given-names>
</name>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>
<institution>Research Institute of Petroleum Exploration and Development-Northwest</institution>, <institution>PetroChina</institution>, <addr-line>Lanzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1717404/overview">Xintong Dong</ext-link>, Jilin University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2396937/overview">Xiangbo Gong</ext-link>, Jilin University, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1544669/overview">Shiqi Dong</ext-link>, Changjiang River Scientific Research Institute (CRSRI), China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Run He, <email>he_run732@126.com</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>15</day>
<month>09</month>
<year>2023</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2023</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1269597</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>30</day>
<month>07</month>
<year>2023</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>29</day>
<month>08</month>
<year>2023</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2023 He, Wang, Wang, Yan, Zheng, Zhao and He.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>He, Wang, Wang, Yan, Zheng, Zhao and He</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Carbonate reservoirs exhibit complex pore structure, which significantly affects the elastic properties and seismic response, as well as the prediction of physical parameters. As one of the main factors impacting fluid prediction, pore structure parameter directly involves in few inversion methods. In order to directly predict pore structure parameter in inversion, a novel quantitative reflection coefficient formula is proposed, that integrate Russell's poroelasticity theory with Sun's petrophysical model. This formula separates fluid bulk modulus from porosity and pore structure parameter, allowing for accurate determination of pore-fluid distribution through Bayesian framework. Both theoretical model analysis and multi-component digital core experiments of carbonates validate the importance of pore structure parameter on fluid identification. The practical application of carbonate reservoirs in Sichuan Basin demonstrates that the proposed fluid factor, eliminating the prediction illusion caused by heterogeneity in porosity and pore structure parameter within strata, provides more precise and reliable predictions compared to the Russell fluid factor. Furthermore, the similarity between the Russell fluid factor obtained directly from the Russell approximation and the Russell fluid factor calculated indirectly from the proposed method confirms the stability and accuracy of the new reflection coefficient formula.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>fluid prediction</kwd>
<kwd>pore structure parameter</kwd>
<kwd>fluid factor</kwd>
<kwd>porosity</kwd>
<kwd>carbonate</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Solid Earth Geophysics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>With the advancement of exploration and development technology, the targets of exploration and development are becoming increasingly intricate. There has been a decline in reserves and grades of both oil and gas, with a growing proportion of low porosity and low permeability. In terms of carbonate reservoirs, predicting reservoirs is much challenging due to their deep burial depth and weak seismic responses. Moreover, they exhibit strong heterogeneity and significant variations in physical properties and thickness over short distances, as well as complex pore types. All these characteristics contribute to heightened difficulty in identifying oil and gas within them. Therefore, one of the current challenges in geophysics lies in effectively identifying fluids within target reservoirs with complex porous media.</p>
<p>The effect of porosity and pore types on the effective elastic properties of reservoirs is very critical in hydrocarbon prediction. A study conducted by <xref ref-type="bibr" rid="B21">Sun et al. (1997</xref>) showed that the variations in the pore aspect ratio can lead to changes in wave velocity exceeding 2000 m/s or more. Currently, significant advancements have been achieved in the research of pore structure parameters. For example, <xref ref-type="bibr" rid="B29">Zimmerman (1986</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B13">Kachanov et al. (1994</xref>) examined the influence of two- and three-dimensional pore shape on elastic properties, respectively. <xref ref-type="bibr" rid="B2">Berryman (1999</xref>) derived approximate analytical expressions for the elastic parameters of dry/saturated fractured rock based on DEM theory. <xref ref-type="bibr" rid="B12">Jiang et al. (2012</xref>) proposed a new petrophysical modeling method using the Gassmann equation and Eshelby&#x2013;Walsh ellipsoidal fracture theory to extract a parameter characterizing variations in the pore structure, thereby demonstrating its profound influence on the elastic properties of the rock. <xref ref-type="bibr" rid="B5">Deng et al. (2015</xref>) provided an analytical expression for the initial minimum aspect ratio of soft pores based on poroelasticity theory and extended the &#x201c;squirt flow&#x201d; model based on the characteristic aspect ratio by adding soft pores iteratively to analyze the influence of complex pore distribution on the squirt flow and its possible velocity dispersion characteristics. <xref ref-type="bibr" rid="B22">Wang et al. (2016</xref>) established a pore-scale numerical simulation method for elastic wave propagation in porous media based on the extraction of the pore structure parameter from digital core images in view of the complex pore structure and significant heterogeneity of carbonate rocks, verified its reliability with natural core data, and quantitatively analyzed the effect of carbonate pore structures on the propagation velocity and the scattering attenuation of elastic waves. <xref ref-type="bibr" rid="B10">He et al. (2012</xref>) proposed a unified expression by consolidating various petrophysical models for porous media, including Pride, Geertsma, and Keys-Xu, aiming to establish a more universal application across different rock types. Subsequently, <xref ref-type="bibr" rid="B11">He et al. (2018</xref>) further emphasized the significance of the pore aspect ratio as a fundamental benchmark due to the ambiguous physical definition and inconsistent quantitative representation of the pore structure parameter. These studies collectively indicate that the current research on the pore structure parameter primarily focuses on small-scale cores and logs but lacks applicability for fluid prediction at the seismic scale.</p>
<p>In the past few decades, there has been significant advancement in the fluid identification technology of seismic reservoirs, from a &#x201c;qualitative&#x201d; approach based on seismic amplitude anomaly in the 1980s to a &#x201c;quantitative&#x201d; method relying on the fluid factor in the present stage. With the development of a prestack seismic inversion, the fluid sensitive terms have evolved from assessing the relative variation in elastic parameters to presently recognizing physical parameters with distinct petrophysical significance. <xref ref-type="bibr" rid="B3">Biot (1941</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B8">Gassmann (1951</xref>) both proposed the construction methods of the fluid factor for porous fluid-saturated rocks. <xref ref-type="bibr" rid="B17">Russell et al. (2003</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B16">Russell et al. (2011</xref>) used the Biot&#x2013;Gassmann theory to refine the Aki&#x2013;Richards approximation under saturated fluid conditions and introduced the fluid factor, which can be directly involved in seismic fluid detection. <xref ref-type="bibr" rid="B24">Yin et al., (2014</xref>) derived a seismic reflection coefficient formula that incorporates porosity by combining the Russell approximation with the Nur model. <xref ref-type="bibr" rid="B6">Du et al. (2019</xref>) then extended this formula to PP&#x2013;PS joint inversions, which further improves the fluid prediction in heterogeneous reservoirs but does not consider the pore structure parameter. <xref ref-type="bibr" rid="B31">Zong et al. (2012</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B32">Zong et al. (2015</xref>) established a direct relationship among fluid factors and P- and S-wave moduli based on the petrophysical model of porous elastic media to obtain a new Zoeppritz approximation formula based on the P- and S-wave moduli, which circumvents the issue related to accurately determining density fluid factor calculation and has been successfully applied in an exploration area in eastern China. <xref ref-type="bibr" rid="B19">Sun, et al. (2015</xref>) proposed a novel fracture fluid factor that can simultaneously detect fracture development and fluid properties by combining P-wave anisotropic fracture prediction and Russell fluid factor into the Cartesian coordinate system in order to address the challenge of fluid identification in anisotropy, which achieved promising application in igneous areas. <xref ref-type="bibr" rid="B18">Sun et al. (2016</xref>) employed sequential Gaussian simulation and Metropolis sampling algorithm based on Bayesian&#x2019;s theoretical framework to directly estimate the Russell fluid factor, which enhanced the accuracy of fluid factor identification. Although substantial developments have been made in recent years regarding the algorithms of fluid prediction, the issue of fluid prediction under non-homogeneous conditions still faces challenges such as strong multi-solution and less precise prediction. This can be attributed to the omission of pore structure parameters in the widely used Gassmann fluid equation for bidirectional media containing fluid, making it complicated and challenging to accurately quantify the impact of pore structure. <xref ref-type="bibr" rid="B7">Fan et al. (2019</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B30">Zong et al. (2019</xref>) introduced the squirt flow model into an inversion, along with the relevant parameters of the pore structure, making an initial step toward integrating the pore structure parameter in seismic reservoir prediction. <xref ref-type="bibr" rid="B15">Li et al. (2021</xref>) also proposed a new method combining the pore structure with the Bayesian non-linear simultaneous inversion of physical parameters, further improving the importance and involvement of the pore structure in the reservoir prediction. However, the aforementioned methods including pore structures can only be obtained in an indirect way. In other words, traditional physical parameters are first calculated, and then, specific petrophysical theories are employed to derive the pore structure and other fluid parameters. This approach does not directly incorporate the pore structure parameter as the factor in the inversion process of seismic reflection coefficient. Therefore, it is imperative to further study the inversion method of the pore structure from indirect to direct inversions in order to streamline the procedure, while improving the inversion accuracy.</p>
<p>In order to mitigate the impact of complex pore structure on fluid prediction in carbonate reservoirs, a novel inversion method is proposed that integrates Sun&#x2019;s petrophysical model and Russell&#x2019;s poroelasticity theory to derive a decoupled reflection coefficient formula for fluid bulk modulus <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, porosity <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and pore structure parameter <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A two-layer theoretical geological model is used for forward modeling simulation to verify the accuracy of the newly derived formula and assess the impact of porosity <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the pore structure parameter <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the seismic response. Then, an improved decorrelation method is employed to eliminate correlations between multiple parameters, ensuring stability and robustness during the inversion process. In the practical application in a specific exploration area within the Sichuan Basin, this study first demonstrates through digital core experiments that the pore structure parameter <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has great influence on elastic moduli. Furthermore, the results based on the actual data show that the fluid bulk modulus <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the proposed fluid indicator eliminates the interference of the pore structure (<inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and can provide more accurate and reliable fluid distribution than Russell&#x2019;s fluid factor <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec sec-type="methods" id="s2">
<title>2 Methods</title>
<p>Establishing a direct mathematical relationship between theoretical or empirical petrophysical models and expressions of seismic reflection coefficients is the key to quantitative characterization of fluid prediction involving the pore structure.</p>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Poroelasticity theory</title>
<p>First, one of the widely used quantitative formulas of seismic response for fluid identification is Biot&#x2013;Gassmann theory (<xref ref-type="bibr" rid="B14">Krief et al., 1990</xref>), which elucidates the pore/fluid interaction in homogeneous porous media and defines the functional relationship between seismic velocity and fluid. Its corresponding formula is shown as follows:<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the bulk moduli for the saturated and dry porous rocks, <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the shear moduli for the saturated and dry porous rocks, <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the Biot coefficient, and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the modulus of pressure that drives water into strata without changing its volume. <xref ref-type="bibr" rid="B17">Russell et al. (2003</xref>) derived the Gassmann formula based on the pore-elasticity theory and found that the fluid/porosity term <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> was related to multiple petrophysical parameters, including porosity, which could be quantitatively characterized by saturated elastic parameters:<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the bulk moduli of the fluid and saturated rock frame and <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the porosity. Therefore, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">formula (2)</xref> can be reformulated as follows:<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In addition, by substituting the fluid factor <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> into Aki&#x2013;Richard approximation, Russell proposed a formula for the seismic response that can directly obtain <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by inversion (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Russell et al., 2011</xref>) as follows:<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the incidence angle, <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the density, and <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the velocity ratios of P and S wave in saturated and dry rocks, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Reflection coefficient formula for decoupling porosity and pore structure parameter</title>
<p>Second, in terms of petrophysics, <xref ref-type="bibr" rid="B20">Sun (2000</xref>) proposed a petrophysical model based on Biot theory, introducing the pore structure parameter <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to effectively depict the effect of the pore shape on seismic velocity. Given its inclusion of both the pore structure parameter <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and porosity <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Sun&#x2019;s model exhibits superior applicability for characterizing reservoirs with a complex pore structure compared to conventional petrophysical models:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It is worth noting that the pore structure parameter <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the pore shape, particularly the aspect ratio <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which does not fall within a numerical range from 0 to 1. Through digital core simulation, <xref ref-type="bibr" rid="B27">Zhao et al. (2021a)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">Zhao et al. (2021b)</xref> clarified their non-linear relationship: <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0.08</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>According to the derivation by <xref ref-type="bibr" rid="B9">Han et al. (2004</xref>), it can be concluded that <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x226b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is extremely small (<inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). Additionally, in tight sandstone or carbonate with low porosity, <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> exhibits a significant influence on the seismic response, which greatly contributes to heterogeneity. Therefore, <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">formula (6)</xref> can be simplified as follows:<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It can be found by comparing <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">formula 9</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>that<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The exponential term in <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">formula 10</xref> poses challenges for numerical analysis, and therefore, it can be expanded by the Taylor series as follows:<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The selection of different orders in approximation (12) can be tailored to meet different accuracy requirements. To achieve the decoupling of <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by direct inversion, <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">formula 12</xref> in the first-order approximation is substituted into <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">formula 5</xref> to obtain a novel fluid prediction formula as follows:<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the dry rock matrix term (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Yin et al., 2014</xref>) and <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the structural density term.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Accuracy analysis</title>
<p>For verifying the rationality of the proposed reflection coefficient in <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">formula 13</xref> for decoupling the pore structure parameter <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and porosity <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> simultaneously, a two-layer geological model based on the logging data from carbonate reservoirs is designed to analyze its accuracy. The model parameters are shown in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>. The exact Zoeppritz formula, Aki&#x2013;Richards approximation, and the proposed formula are used to calculate the reflection coefficient, and their comparison is shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>. The reflection coefficient obtained from the new formula exhibits good agreement with that from the exact Zoeppritz formula for incidence angle below 35&#xb0;, while maintaining similar accuracy to the A&#x26;K approximation for incidence angle above 35&#xb0;. Therefore, <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows that there is no loss of computational accuracy in the proposed formula of separating the pore structure despite the increase in input parameters.</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Parameters of the two-layer strata model.</p>
</caption>
<table>
<thead valign="top">
<tr>
<th align="center"/>
<th align="center">
<inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (GPA)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (GPA)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">p</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (m/s)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (m/s)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (kg/m<sup>3</sup>)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (%)</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (&#x2212;)</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">Layer 1</td>
<td align="center">
<bold>42.5</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>13.5</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>4,000</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>2,350</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>2,450</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>6</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>3</bold>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Layer 2</td>
<td align="center">
<bold>18</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>14.5</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>4,175</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>2,420</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>2,460</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>8</bold>
</td>
<td align="center">
<bold>6.5</bold>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<fn>
<p>k<sub>f</sub> is fluid bulk modulus, &#x03BC; is shear modulus, v<sub>p</sub> is P-wave velocity, v<sub>s</sub> is S-wave velocity, &#x03C1; is density, &#x03C6; is porosity, &#x03B3; is pore structure parameter.</p>
</fn>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Accuracy comparison of reflection coefficients among the Zoeppritz formula (&#xd7;), Aki&#x2013;Richard formula (&#x2b;), and proposed formula of decoupling the pore structure (&#x25cb;).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Importance of the pore structure</title>
<p>It should be noted that there are five terms to be solved in the proposed approximation (13), including porosity <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the pore structure parameter <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since these two parameters are not commonly used in a seismic inversion, it is necessary to confirm their considerable influence on the AVO reflection coefficient.</p>
<p>A two-layer model with the same basic elastic parameters (<inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4000</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2350</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2450</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>kg</mml:mtext>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is built to reveal the effect of the pore structure on the reflection coefficient by varying only <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2A</xref> shows that when <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is fixed at 5 and <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> changes from 1% to 10%, the reflection coefficient exhibits significant changes. Similarly, in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2B</xref>, when <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is fixed at 6% and <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> changes from 2 to 8, corresponding to the transition from micro-fractures to vugular pores in pore types, noticeable variations in the reflection coefficient are observed. The forward simulation results indicate that both <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have a considerable impact on the seismic response, akin to conventional elastic parameters. Upon comparing <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2A</xref> with (b), it is observed that at low values of <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the seismic response of <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> shows similarities with that of <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The consistent variation trend of reflection coefficient in both figures suggests that an increase in the complexity of the pore structure leads to a more pronounced seismic response. Therefore, the influence of <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the variation of seismic reflection should not be neglected, necessitating the consideration of both <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as pivotal factors in fluid prediction.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Contribution of porosity <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and pore structure parameter <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to seismic reflection coefficients. <bold>(A)</bold> Effect of variation in <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on reflection coefficients when <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(B)</bold> Effect of variation in <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on reflection coefficients when <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mo>%</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g002.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Inversion for decoupling the pore structure</title>
<sec id="s5-1">
<title>5.1 Bayesian framework</title>
<p>The solution of the proposed method, as indicated by <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">formula 13</xref>, involves five parameters to be solved for. This places higher demands on the stability and accuracy of the inversion compared to the traditional AVO method, which typically require only three parameters. The proposed formula requires the association of <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (where <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> takes an integer greater than or equal to five) equations, with each equation corresponding to an incidence angle. Assuming that each seismic trace has <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> incidence angles and <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sampling points, let <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x394;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; consequently, <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">formula 13</xref> can be rewritten as follows:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>sec</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes a unit matrix of <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For simplicity of expression, <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">formula 14</xref> can be reformulated as follows:<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The solution of <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">formula 15</xref> provides the five parameters; however, it suffers from severe ill-posedness in practical applications. Therefore, based on the Bayesian framework, the issue of well-posedness can be effectively improved by introducing the prior information of the model parameters into the regularization of inversion. Thus, the posterior probability density distribution of model parameters <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the prior distribution of the model parameters, <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the likelihood function that characterizes the noise distribution of seismic gathers, and <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes a constant that can be ignored if the posterior probability distribution function remains unchanged.</p>
<p>The prestack seismic gathers in actual data contain a certain level of noise. Assuming that the noise is uncorrelated with a mean value of 0, following the likelihood function of the Gaussian distribution, thus, the likelihood function of noise can be expressed as follows:<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">LN</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the covariance and the mean square error of P-wave noise, respectively.</p>
<p>The prior distribution of the model parameters can be either univariate or multivariate. Considering that five involved parameters, which have certain correlation, need to be obtained by the proposed method, the selection of multivariate distribution can effectively mitigate the ill-conditioning issue. While Gaussian distribution only provides consistent weighting coefficients, which may impact the sparsity of inversion results, Cauchy distribution can yield non-consistent weighting coefficients with sparsity effects and greater geological significance. Therefore, the multivariate Cauchy distribution is adopted as the prior distribution for the model parameters, with its specific formula given as follows:<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the correlation matrix, which can be obtained by maximum expectation estimation. <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the matrix of <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and its expression is as follows:<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>D</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>By substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="e17">formulas 17</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">18</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e16">Formula 16</xref>, the posterior probability density of model parameters can be obtained as follows:<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x221d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x220f;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>After the algebraic transformation of <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Formula 20</xref>, the objective function <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> should be as follows:<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determines the sparsity of inversion results, with larger values leading to sparser outcomes. Conversely, if <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is set too small, it may result in a distorted inversion.</p>
</sec>
<sec id="s5-2">
<title>5.2 Decorrelation method</title>
<p>The statistical correlation between elastic parameters is widely recognized as a major factor contributing to the instability of the prestack inversion. The proposed method involves five parameters, out of which three parameters (fluid bulk modulus <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, porosity <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and pore structure parameter <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) are further decomposed by the fluid factor <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, resulting in a closer relationship among them, thus leading to a substantial increase in inversion instability. Evidently, relying solely on the prior probability distribution scheme is insufficient for eliminating the parameter correlations. To address this issue, an improved decorrelation method (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Wang et al., 2017</xref>) is adopted to obtain parameters with the lowest possible correlation, which uses the variance matrix and two linear transformations based on Chen&#x2019;s previous work (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Chen et al., 2007</xref>) to convert relevant data into &#x201c;white data.&#x201d;</p>
<p>The decorrelation method is illustrated using a three-parameter dataset as an example, since it involves five parameters in the proposed inversion, which is not convenient for figuring. As shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3A</xref>, the sequences x, y, and z exhibit significant correlation, and their covariance matrix is expressed as follows:<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mtable columnalign="center">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the variance of <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively, and <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the covariance of the three parameters. The singular value decomposition of the covariance matrix is<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the eigenvector matrix and <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the eigenvalue matrix. Upon applying <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the resulting sequences <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are shown in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3B</xref>. However, despite this transformation, the newly obtained data <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> still have a weak correlation. To achieve further decorrelation, we apply <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:msqrt>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, resulting in <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3C</xref> shows that <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be referred to as &#x201c;white data,&#x201d; where <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x2033;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are almost completely unrelated.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Decorrelation example: <bold>(A)</bold> original data with correlation, <bold>(B)</bold> data with weak correlation, and <bold>(C)</bold> white data.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g003.tif"/>
</fig>
<p>According to the aforementioned method, one of the covariance matrices <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be decomposed as<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The covariance matrix can be extended to two <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> sparse eigenvector matrix <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and eigenvalues matrix <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by considering <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time samples. Therefore, the transformation observed in Eq. <xref ref-type="disp-formula" rid="e21">21</xref> can be represented as follows:<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow>
<mml:mi>ln</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")" separators="|">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a6;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2032;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The reflection coefficients of <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be obtained by using the iterative reweighed least-squares to solve the objective function (25), followed by obtaining the five parameters through the trace integral.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Synthetic data test</title>
<p>The proposed inversion of decoupling porosity <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and pore structure parameter <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> involves a total of five parameters, and thus, it is imperative to verify its feasibility and anti-noise capabilities. A set of well data from carbonates in the actual working area of the Sichuan Basin was selected for testing purposes. First, prior to inversion, the measured data underwent the Backus averaging process (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Backus et al., 1968</xref>) which transformed the data from log scale to seismic scale, followed by time&#x2013;depth conversion to convert it from depth domain to time domain. Second, the reflection coefficients of the well data at various sampling times and angles (5&#xb0;&#x2013;60&#xb0;) are obtained by forward simulation based on the exact Zoeppritz equation, subsequently convolved with a 30&#xa0;Hz Ricker wavelet to generate synthetic seismic data, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4A</xref>. Third, Gaussian random noise with the signal-to-noise ratio (S/N) of 2 was added to the synthetic record, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4B</xref>.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Synthetic seismic gathers without noise <bold>(A)</bold> and with noise of S/N&#x3d;2 <bold>(B)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g004.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5A, B</xref> show the inversion results without and with noise, respectively, displaying the three direct inversion parameters of fluid bulk modulus <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which characterize reservoirs, porosity <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and pore structure parameter <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Additionally, the Russell fluid factor <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated indirectly using <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">formula 10</xref> or (12) following the proposed inversion. In the absence of noise, both the direct and indirect inversions yield consistent results with well curves. However, due to a weaker seismic response than the fluid bulk modulus <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, porosity <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and pore structure parameter <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> exhibit slightly lower resolution. At S/N &#x3d; 2, the direct inversion results (<inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) show a slight decrease in accuracy compared to noise-free conditions, while errors became more apparent in indirect inversion&#x2019;s <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to error accumulation from indirect calculation. Nevertheless, even with added noise during the inversion process, the inversion results still maintain a similar trend as observed in the well data, indicating a good stability of the proposed method for practical applications.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Inversion results from the synthetic data without noise <bold>(A)</bold> and with noise of S/N&#x3d;2 <bold>(B)</bold> (the green line indicates the low-frequency data, the blue line indicates the model data, and the red line indicates the inversion data).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g005.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s7">
<title>7 Actual data application</title>
<p>The well data from an exploration area in the Sichuan Basin is utilized to validate the feasibility and applicability of the proposed prestack inversion technique for decoupling both pore structure parameter <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and porosity <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> simultaneously. The target reservoir comprises dolomitic gas-bearing carbonate with low porosity but an intricate pore structure, which constitutes one of the influential factors affecting fluid prediction.</p>
<sec id="s7-1">
<title>7.1 Digital core analysis</title>
<p>Before fluid detection, component analysis and simulation of different pore shapes were conducted on a total of seven cores from three wells in various formations to construct multi-component digital core models for evaluating the influence of the pore structure in this working area. <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6A</xref> shows a gray-scale slice obtained through a CT scan depicting the actual core. Based on the analysis of the actual core, the multi-component digital core was constructed, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6B</xref>. The digital core comprised two dominant minerals: dolomite (light-colored) and quartz (dark-colored), and the dark-colored component also containing 7% kaolinite. As numerous previous studies have demonstrated the effect of porosity <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on elastic parameters, such as those by <xref ref-type="bibr" rid="B9">Han et al. (2004</xref>) and <xref ref-type="bibr" rid="B24">Yin et al. (2014</xref>), the effect of the pore structure parameter <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on elastic parameters within different components in the digital cores is solely focused on being discussed. The relationship between pore structure parameter <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and saturated bulk modulus <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or shear modulus <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the digital core is shown in <xref ref-type="fig" rid="F7">Figures 7A, B</xref>. The <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of each mineral component is greatly affected by <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with the <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of dolomite experiencing a change of over 40% and quartz approximately 32%, in particular. However, the effect of <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is negligible and can be disregarded, as all three mineral components vary by less than 10% when <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. However, in the simulation of filling oil or gas, the measured fluid bulk modulus <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> remains constant regardless of variations in the three mineral components or changes in the pore structure parameter <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, if fluid identification does not take the impact of the pore structure parameter <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> into account, its prediction results will exhibit significant multi-solution possibilities and uncertainties.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Core analysis. <bold>(A)</bold> Gray-scale slice of core using a CT scan; <bold>(B)</bold> digital core image (he light-colored component is dolomite, and the dark-colored component is 93% quartz and 7% kaolinite).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Impact of the pore structure parameter <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on bulk modulus <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(A)</bold> and shear modulus <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(B)</bold> of different mineral components.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g007.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s7-2">
<title>7.2 Fluid prediction</title>
<p>Reservoir analysis is initially performed on the well data, using the same well in the anti-noise experiment, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>. Among the three logged carbonate gas-bearing reservoirs (highlighted by red and blue boxes in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>), Russell fluid factor <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> exhibited conspicuous manifestation solely within the second reservoir, and fluid bulk modulus <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> demonstrated consistent characteristics in all the three reservoirs. According to Eqs <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">10</xref>, Russell fluid factor <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> serves as an integrated indicator of fluid within the saturated porous rock, whereas fluid bulk modulus <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> acts as a fluid indicator independent of porosity <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and pore structure parameter <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, by analyzing the curves of <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it becomes discernible as to which factor affects the prediction outcomes: The red-boxed reservoir is primarily influenced by <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whereas the blue-boxed one is affected by <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Notably, the third reservoir represents a thinly interbedded formation controlled by both <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, thereby indicating its highly heterogeneous nature.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Factor analysis of affecting reservoir identification (reservoirs in the red boxes are controlled by porosity <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and those in blues ones are controlled by the pore structure parameter <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g008.tif"/>
</fig>
<p>Second, both the proposed inversion and Russell&#x2019;s <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inversion are calculated for fluid prediction. Additionally, <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indirectly obtained from the results of the proposed inversion by <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">formula 10</xref> is also obtained for comparison, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref>. The outcomes of fluid bulk modulus <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref>), porosity <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9B</xref>), and pore structure parameter <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9C</xref>) closely match the data from the test well. Moreover, the profile of direct <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9E</xref>) coincides with that of indirect <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9D</xref>), indicating the stability and reliability of the proposed inversion. The result of <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref>), which is decoupled from <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, exhibits a more pronounced distribution pattern in reservoirs compared to that of <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Notably, between them, there exists a significant disparity in fluid prediction for the third reservoir&#x2014;the thin interbedded gas-bearing formation. By magnifying the red box near the well in <xref ref-type="fig" rid="F9">Figures 9A, E</xref>,as shown in <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref>, it can be observed that <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10A</xref>) displays better consistency with verified gas production tests within the thin interbedded gas reservoirs than <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> does (<xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10B</xref>), which shows that after eliminating the influence of <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> through inversion, the prediction of <inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> accurately reflects reservoir distribution.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Inversion profile of fluid bulk modulus <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(A)</bold>, porosity <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(B)</bold>, pore structure parameter <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(C)</bold>, and Russell fluid factor <inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indirectly <bold>(D)</bold> and directly <bold>(E)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g009.tif"/>
</fig>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Magnified partial profiles of fluid bulk modulus <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(A)</bold> from <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9A</xref> and Russell fluid factor <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(B)</bold> from <xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9E</xref>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="feart-11-1269597-g010.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s8">
<title>8 Conclusion</title>
<p>The pore structure parameter <inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, like porosity <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is one of the dominant factors affecting fluid prediction in heterogeneous reservoirs. By combining Russell&#x2019;s poroelasticity theory and Sun&#x2019;s petrophysical model, a new reflection coefficient formula is proposed, which decouples fluid bulk modulus <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from porosity <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and pore structure parameter <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, thus eliminating the interference of the pore-related factors on reservoir prediction. Theoretical experiments demonstrate that the proposed inversion retains comparable computational accuracy to the conventional A&#x26;K approximation and has good anti-noise ability under the condition of five involved parameters. Both theoretical model and digital core analyses reveal that the pore structure parameter <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can have a significant impact on the prediction of heterogeneous reservoirs with low porosity. In the example from the Sichuan Basin, compared with Russell fluid factor <inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, fluid bulk modulus <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from the proposed inversion method provides more accurate and distinct reservoir distribution in carbonate gas-bearing strata. However, there are still two prerequisites for the application of the proposed inversion. First, as a less commonly used parameter, the pore structure parameter <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> needs to be obtained from sufficient logging data in the working area under generally industrial process. The method used to obtain the pore structure parameter <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in this paper is the empirical method proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B26">Zhang et al. (2018a)</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B25">Zhang et al. (2018b)</xref>, which is still inadequate in terms of efficiency and verifiability. Second, in order to ensure the robustness of the proposed inversion method with five parameters, high-quality seismic data are also indispensable.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s9">
<title>Data availability statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary Material; further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s10">
<title>Author contributions</title>
<p>RH: methodology and writing-original draft. EW: conceptualization and project administration. WW: methodology and visualization. GY: data curation and formal analysis. XZ: validation and writing-review and editing. WZ: investigation and formal analysis. DH: conceptualization and investigation.</p>
</sec>
<sec id="s11">
<title>Funding</title>
<p>This work was funded by the Key Technology Research Project of CNPC, grant number 2021ZG03, and the Science and Technology Project of Petrochina, grant number 2022DJ8004.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s12">
<title>Conflict of interest</title>
<p>Authors RH, EW, WW, GY, XZ, WZ, and DH were employed by PetroChina.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s13">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Backus</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gilbert</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1968</year>). <article-title>The resolving power of gross Earth data</article-title>. <source>Geophys. J. Int.</source> <volume>16</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>169</fpage>&#x2013;<lpage>205</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-246x.1968.tb00216.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berryman</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). <article-title>Origin of Gassmann&#x2019;s equations</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>64</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>1627</fpage>&#x2013;<lpage>1629</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/1.1444667</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biot</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1941</year>). <article-title>General theory of three-dimensional consolidation</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>12</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>155</fpage>&#x2013;<lpage>164</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1712886</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X. Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Three-parameter AVO waveform inversion based on Bayesian theorem</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>50</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>1251</fpage>&#x2013;<lpage>1260</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11442-007-0020-2</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>The influence of pore structure in reservoir sandstone on dispersion properties of elastic waves</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>58</volume> (<issue>9</issue>), <fpage>3389</fpage>&#x2013;<lpage>3400</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.6038/cjg20150931</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yong</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Matrix-fluid decoupling-based joint PP-PS wave seismic inversion for fluid identification</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>84</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>R477</fpage>&#x2013;<lpage>R487</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/geo2017-0376.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fan</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Prediction method of pore structure parameters of tight sandstone</article-title>. <source>Seg. Tech. Program Expand. Abstr.</source> <volume>89</volume>, <fpage>3678</fpage>&#x2013;<lpage>3682</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/segam2019-3199837.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gassmann</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1951</year>). <article-title>&#xdc;ber die elastizitat poroser medien: vierteljahrschrift der naturforschenden</article-title>. <source>Gesellshaft</source> <volume>96</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>23</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Han</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Batzle</surname>
<given-names>M. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Gassmann&#x2019;s equation and fluid&#x2010;saturation effects on seismic velocities</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>69</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>398</fpage>&#x2013;<lpage>405</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/1.1707059</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiong</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Rock skeleton models and seismic porosity inversion</article-title>. <source>Appl. Geophys.</source> <volume>9</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>349</fpage>&#x2013;<lpage>358</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11770-012-0345-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Quantitative comparison of the influence of porosity and pore structure on reservoir characteristics</article-title>. <source>Geophys. Prospect. Petroleum</source> <volume>57</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>179</fpage>&#x2013;<lpage>185</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>The constructing of pore structure factor in carbonate rocks and the inversion of reservoir parameters</article-title>. <source>Appl. Geophys.</source> <volume>9</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>223</fpage>&#x2013;<lpage>232</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11770-012-0333-5</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kachanov</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tsukrov</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shafiro</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1994</year>). <article-title>Effective moduli of solids with cavities of various shapes</article-title>. <source>Appl. Mech. Rev.</source> <volume>47</volume> (<issue>1S</issue>), <fpage>S151</fpage>&#x2013;<lpage>S174</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3122810</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krief</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Garat</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stellingwerff</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ventre</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1990</year>). <article-title>A petrophysical interpretation using the velocities of P and S waves</article-title>. <source>Log. Anal.</source> <volume>31</volume>, <fpage>355</fpage>&#x2013;<lpage>369</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Nonlinear simultaneous inversion of pore structure and physical parameters based on elastic impedance</article-title>. <source>Sci. China Earth Sci.</source> <volume>64</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>977</fpage>&#x2013;<lpage>991</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11430-020-9773-8</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Russell</surname>
<given-names>B. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gray</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hampson</surname>
<given-names>D. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Linearized AVO and poroelasticity</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>76</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>C19</fpage>&#x2013;<lpage>C29</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/1.3555082</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Russell</surname>
<given-names>B. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hedlin</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hilterman</surname>
<given-names>F. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lines</surname>
<given-names>L. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Fluid&#x2010;property discrimination with AVO: A biot-gassmann perspective</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>68</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>29</fpage>&#x2013;<lpage>39</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/1.1543192</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>A direct estimation method for the Russell fluid factor based on stochastic seismic inversion</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>59</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>1143</fpage>&#x2013;<lpage>1150</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.6038/cjg20160334</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>A new factor of fluid-filled fractures and its application</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>58</volume> (<issue>7</issue>), <fpage>2536</fpage>&#x2013;<lpage>2545</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.6038/cjg20150728</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Core-log-seismic integration in hemipelagic marine sediments on the eastern flank of the Juan de Fuca Ridge</article-title>. <source>Proc. Ocean Drill. Program, Sci. Results</source> <volume>168</volume>, <fpage>21</fpage>&#x2013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2973/odp.proc.sr.168.009.2000</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldberg</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Effects of aspect ratio on wave velocities in fractured rocks</article-title>. <source>Seg. Tech. Program Expand. Abstr.</source> <volume>67</volume>, <fpage>925</fpage>&#x2013;<lpage>928</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/1.1886170</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bian</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Duan</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Hilbert-Huang transform combined with smoothed pseudo Wigner-Ville time-frequency distribution to identify reservoir fluid properties</article-title>. <source>Geophys. Prospect. Petroleum</source> <volume>55</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>851</fpage>&#x2013;<lpage>860</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3969/j.issn.1000-1441.2016.06.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>A meta-analysis of adenosine A2A receptor antagonists on levodopa-induced dyskinesia <italic>in vivo</italic>
</article-title>. <source>Seg. Tech. Program Expand. Abstr.</source> <volume>87</volume>, <fpage>702</fpage>&#x2013;<lpage>706</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3389/fneur.2017.00702</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Bayesian inversion for effective pore-fluid bulk modulus based on fluid-matrix decoupled amplitude variation with offset approximation</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>79</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>R221</fpage>&#x2013;<lpage>R232</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/geo2013-0372.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tian</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2018b</year>). <article-title>Two-parameter prestack seismic inversion of porosity and pore-structure parameter of fractured carbonate reservoirs: part 2 - applications</article-title>. <source>Interpretation</source> <volume>6</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>SM9</fpage>&#x2013;<lpage>SM17</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/int-2018-0019.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018a</year>). <article-title>Two-parameter prestack seismic inversion of porosity and pore structure parameter of fractured carbonate reservoirs: part 1 &#x2014; methods</article-title>. <source>Interpretation</source> <volume>6</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>SM8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/int-2017-0219.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2021a</year>). <article-title>Digital rock physics-based studies on effect of pore types on elastic properties of carbonate reservoir Part 1: imaging processing and elastic modelling</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>64</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>656</fpage>&#x2013;<lpage>669</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.6038/cjg2021O0228</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pan</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2021b</year>). <article-title>Digital rock physics-based studies on effect of pore types on elastic properties of carbonate reservoir Part 2: pore structure factor characterization and inversion of reservoir</article-title>. <source>Chin. J. Geophys.</source> <volume>64</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>670</fpage>&#x2013;<lpage>671</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.23736/S0026-4806.20.06558-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zimmerman</surname>
<given-names>R. W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1986</year>). <article-title>Compressibility of two-dimensional cavities of various shapes</article-title>. <source>J. Appl. Mech.</source> <volume>53</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>500</fpage>&#x2013;<lpage>504</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3171802</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zong</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Amplitude variation with angle inversion for fluid discrimination with the consideration of squirt flow</article-title>. <source>Seg. Tech. Program Expand. Abstr.</source> <volume>89</volume>, <fpage>734</fpage>&#x2013;<lpage>738</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/segam2019-3216431.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zong</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>AVO inversion and poroelasticity with P- and S-wave moduli</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>77</volume> (<issue>6</issue>), <fpage>N17</fpage>&#x2013;<lpage>N24</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/geo2011-0214.1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zong</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Elastic inverse scattering for fluid variation with time-lapse seismic data</article-title>. <source>GEOPHYSICS</source> <volume>80</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>WA61</fpage>&#x2013;<lpage>WA67</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1190/geo2014-0183.1</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>