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陆地可控源电磁法探测效果的频率响应

地球物理学报 2019年第12期62卷 4846-4859页

作者：万伟唐新功黄清华北京大学地球与空间科学学院地球物理学系北京100871 “油气资源与勘探技术”教育部重点实验室(长江大学) 武汉430100 长江大学非常规油气湖北省协同创新中心武汉430100

陆地可控源电磁法的观测资料可依据频段范围近似地划分为近区场、中间区场及远区场,但采用测量相互正交电、磁分量,并计算视电阻率的资料处理方式只适用于远区场数据.为更有效地利用陆地可控源电磁法不同区间场的观测资料,本文结合三维... 详细信息

陆地可控源电磁法的观测资料可依据频段范围近似地划分为近区场、中间区场及远区场,但采用测量相互正交电、磁分量,并计算视电阻率的资料处理方式只适用于远区场数据.为更有效地利用陆地可控源电磁法不同区间场的观测资料,本文结合三维数值模拟技术并采用电场分量直接进行反演的策略,对不同区间电场的响应特征与探测效果进行了分析.数值模拟结果表明:近区电场的异常响应最明显,异常响应不随频率发生显著变化,但纵向分辨能力差;远区电场异常响应随频率发生显著变化,其探测深度取决于频率的高低;中间区场较为复杂,地表电场异常响应的等值线中心并不是位于异常体中心正上方,而是在沿场传播方向上向异常体与围岩的分界面处偏移,并且发现中间区场资料的加入会影响反演结果的准确性.综合合成数据和野外实测资料的反演结果,发现结合近区场和远区场资料而舍弃中间区场资料的反演效果更佳,这为陆地可控源电磁法资料的反演解释提供了一种有效途径.

关键词：陆地可控源电磁法场区频率组合三维正反演

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三维高精度重力方法在深部潜山勘探中的应用

地震地质 2017年第4期39卷 712-720页

作者：唐新功张锐锋万伟陈清礼长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室武汉430100 中国石油华北油田公司勘探部任丘062552 北京大学地球物理系北京100087

深层地震资料由于受到火山岩体或风化壳盖层的影响,质量品质往往不高,难以识别盖层之下的小规模的潜山构造。而重力勘探技术恰能利用潜山构造与上覆地层存在显著密度差异的特点来识别这种特殊的地质储层。文中以华北油田虎8北潜山构造... 详细信息

深层地震资料由于受到火山岩体或风化壳盖层的影响,质量品质往往不高,难以识别盖层之下的小规模的潜山构造。而重力勘探技术恰能利用潜山构造与上覆地层存在显著密度差异的特点来识别这种特殊的地质储层。文中以华北油田虎8北潜山构造区为例,在该地区地层密度模型的基础上进行了三维重力正演。正演结果表明,深部密度异常体在地表形成的低缓重力异常,与区域或局部背景重力异常场叠加在一起,在布格重力异常曲线上无法识别目标体异常。通过利用高阶导数、滑动滤波等处理方法把异常场从区域场中剥离出来,可发现虎8北潜山目标区存在小规模局部剩余重力高。在地震资料的约束下,根据剩余重力异常的幅值及地层密度差进行密度建模,实现了三维密度反演。反演的结果确定了虎8北潜山的存在,并给出了潜山可能的埋深与规模。证明了三维高精度重力方法在确定深部潜山构造上具有较明显的地质效果,这对于探测深部低速层覆盖之下的潜山构造油气藏具有重要的指导意义。

关键词：重力勘探潜山波场分离三维正反演

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海洋瞬变电磁法研究进展

地球物理学进展 2016年第3期31卷 1406-1412页

作者：周建美李貅戚志鹏长安大学地质工程与测绘学院西安710054

随着海洋电磁法的研究逐渐转向浅水域,海洋瞬变电磁法得到了更多的关注.瞬变电磁法相比频域电磁法,对浅水域海底高阻油气藏具有更高的分辨率,并且瞬变电磁法能够有效的分离空气波与海底地层响应.近几年来,海洋瞬变电磁法得到了快速的发... 详细信息

随着海洋电磁法的研究逐渐转向浅水域,海洋瞬变电磁法得到了更多的关注.瞬变电磁法相比频域电磁法,对浅水域海底高阻油气藏具有更高的分辨率,并且瞬变电磁法能够有效的分离空气波与海底地层响应.近几年来,海洋瞬变电磁法得到了快速的发展.本文回顾了海洋瞬变电磁法的历史发展与现状,总结了海洋瞬变电磁法的三维正反演理论的最新进展,并对海洋瞬变电磁法的各种装置类型进行了相关评述.目前海洋瞬变电磁法的问题主要在于数据采集成本高,没有很好的集成到整个勘探流程系统中.未来发展方向包括(1)探索新的装置系统,节约数据采集成本,提高海洋瞬变电磁法的市场竞争力.(2)海洋瞬变电磁法与其他方法的联合解释技术,提高海洋瞬变电磁法数据解释的有效性.(3)海洋瞬变电磁法的三维正反演理论的进一步发展.

关键词：海洋瞬变电磁法三维正反演装置形式综述

陆地可控源电磁法三维勘探的激电效应影响研究

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地球物理学进展 2019年第6期34卷 2328-2335页

可控源电磁法(CSEM)的正演模拟与反演解释中常忽略激电介质的影响.本文基于电磁三维正反演开源平台ModEM,分别开展了陆地CSEM三维正反演以及考虑激电介质的陆地CSEM三维正演研究,并与一维模型解析解对比验证了三维计算的准确性.数值模... 详细信息

可控源电磁法(CSEM)的正演模拟与反演解释中常忽略激电介质的影响.本文基于电磁三维正反演开源平台ModEM,分别开展了陆地CSEM三维正反演以及考虑激电介质的陆地CSEM三维正演研究,并与一维模型解析解对比验证了三维计算的准确性.数值模拟结果显示,模型含激电效应与不含激电效应的电场Ex频率响应差异明显,激电效应会导致电场Ex幅值减小、相位增加,且对Ex的影响程度与激电异常体的频谱特性及观测的收发距均相关.合成数据的陆地CSEM反演结果显示,数据中含激电效应会使得反演出的异常体在深度、规模和电阻率值上都与真实异常体存在较大偏差,忽略观测数据中的激电效应会明显影响观测的准确性.本文研究表明当陆地CSEM三维观测资料中包含激电效应时,有必要考虑其影响.

关键词：可控源电磁法(CSEM) 激电效应频率响应三维正反演

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地空瞬变电磁法研究进展

地球物理学进展 2017年第4期32卷 1735-1741页

作者：张莹莹李貅新疆大学地质与矿业工程学院乌鲁木齐830047 长安大学地质工程与测绘学院西安710054

随着瞬变电磁法的研究逐渐转向高海拔山区等地形地质条件复杂地区进行深部勘探,地空瞬变电磁法得到了更多的关注.地空瞬变电磁法结合了地面瞬变电磁法和航空瞬变电磁法各自的特点,相比地面瞬变电磁法,能有效提高野外工作效率;相比航空... 详细信息

随着瞬变电磁法的研究逐渐转向高海拔山区等地形地质条件复杂地区进行深部勘探,地空瞬变电磁法得到了更多的关注.地空瞬变电磁法结合了地面瞬变电磁法和航空瞬变电磁法各自的特点,相比地面瞬变电磁法,能有效提高野外工作效率;相比航空瞬变电磁法,勘探深度更大、采集信号信噪比更高.近几年来,地空瞬变电磁法得到了较快的发展.本文回顾了地空瞬变电磁法的历史发展与现状,总结了地空瞬变电磁法研究的最新进展,并对地空瞬变电磁法的各种装置类型进行了相关评述和总结,指出目前地空瞬变电磁法的问题主要在于解释水平跟不上,大都仍采用基于地面瞬变电磁的数据解释方法.为了进一步丰富地空瞬变电磁勘查体系,从仪器装备、数据预处理和处理技术、正反演及数据解释等方面对地空瞬变电磁法的发展方向进行了总结.

关键词：地空瞬变电磁法三维正反演装置形式综述

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定源瞬变电磁数据的时频转换反演技术研究

矿业安全与环保 2021年第5期48卷 43-49页

作者：张艳龙吴燕清邓刘洋崔少北重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中煤科工集团重庆研究院有限公司重庆400037

目前定源回线瞬变电磁数据处理主要还是通过一维反演进行视电阻率计算。为了实现时域瞬变电磁数据快速三维正反演,提高反演精度,基于时频转换理论,采用正则化技术、有限差分法和NLCG反演算法,研究了理想模型及实测数据频域的三维正反演... 详细信息

目前定源回线瞬变电磁数据处理主要还是通过一维反演进行视电阻率计算。为了实现时域瞬变电磁数据快速三维正反演,提高反演精度,基于时频转换理论,采用正则化技术、有限差分法和NLCG反演算法,研究了理想模型及实测数据频域的三维正反演。解决了时频转换过程中矩阵奇异性求解的问题,成功实现了瞬变电磁响应时域向频域的转换和瞬变电磁响应频域的三维正反演。

关键词：瞬变电磁时频转换正则化技术三维正反演有限差分法网格剖分

近海底磁数据处理解释方法研究及在玉皇热液区的应用

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近海底磁数据处理解释方法研究及在玉皇热液区的应用

作者：周飞吉林大学

学位级别：硕士

洋中脊热液区是20世纪人类重大发现之一,一直以来是人类研究地球内部过程以及海底硫化物矿产资源开发的热点区域。通常热液区会因其特有的物理化学反应而具有与周围洋壳不同的岩性和物性,从而产生磁异常,因此磁法可作为研究热液区的有... 详细信息

洋中脊热液区是20世纪人类重大发现之一,一直以来是人类研究地球内部过程以及海底硫化物矿产资源开发的热点区域。通常热液区会因其特有的物理化学反应而具有与周围洋壳不同的岩性和物性,从而产生磁异常,因此磁法可作为研究热液区的有效手段。相对于传统的船载磁探测,基于AUV平台的近海底磁探测具有分辨率高,针对性强的特点,因此在研究热液区结构构造以及发现潜在热液区方面具有一定的优势。但由于该技术的研究起步较晚,目前针对其磁法数据处理与反演方法的研究还不完善,在实际热液区,尤其是在西南印度洋中国硫化物合同区的应用还较少,对热液区的磁性结构及演化历史还不是很清楚。因此,完善近海底磁数据处理与反演解释方法并在西南印度洋合同区的典型热液区进行实际应用,从而为研究其基底类型、结构构造以及演化历史提供依据是急需解决的问题。本文主要针对我国自主研发的“潜龙二号”4500米级AUV的近底磁数据进行研究。首先在前人基础上引入自适应滤波法以及差值迭代曲化平法,有效的滤除了数据中包含的随即干扰及AUV高度变化引入的误差,提高了数据的精度。此外,采用基于地下长方体剖分方式的三维正演方法以及三维聚焦反演方法对数据进行正反演研究,并且提出地形加权矩阵对AUV复杂观测条件下的海底热液区磁性结构进行精确反演。模型试验和实际数据的应用均验证了上述方法的有效性。建立上述方法体系之后,本文对西南印度洋玉皇热液区的近底磁数据进行了处理与综合解释。在获得三维磁性结构之后,结合以往航次在该区地质采样的岩性分布以及典型样品的磁性测试结果,本文认为已知的玉皇I区为玄武岩基底热液区,其低磁异常来自硫化物的堆积以及玄武岩的热液蚀变;而II区则可能为超基性岩基底热液区并且其高磁异常来自于蛇纹石化过程中产生的磁铁矿。最终得出玉皇热液区为拆离断层控制,玄武岩基底与超基性岩基底热液区共同存在的结论,并由此总结出拆离断层控制的热液系统中两种基底类型热液区分别在拆离断层不同位置共同存在的两种情况。

关键词：洋中脊热液区近海底磁法磁法数据处理三维正反演玉皇热液区

航空瞬变电磁三维时域有限差分正演及反向传播场研究

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航空瞬变电磁三维时域有限差分正演及反向传播场研究

作者：王启森中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

航空瞬变电磁法(ATEM)由于效率高且适合在复杂地形或地表条件恶劣地区开展工作,已在金属矿和油气资源勘查、地下水和地热资源勘探、工程地质勘察、地质普查、地质填图等领域得到了应用。在航空瞬变电磁法正反演研究方面,关于航空瞬变电... 详细信息

航空瞬变电磁法(ATEM)由于效率高且适合在复杂地形或地表条件恶劣地区开展工作,已在金属矿和油气资源勘查、地下水和地热资源勘探、工程地质勘察、地质普查、地质填图等领域得到了应用。在航空瞬变电磁法正反演研究方面,关于航空瞬变电磁一维正反演的研究较多,而二、三维正反演的研究相对较少。三维模型更符合实际工作中的地下介质分布情况。当前对于实测数据的处理与解释还缺乏实用化的航空瞬变电磁三维正反演技术,而航空瞬变电磁三维反演研究中反向传播场的求解是航空瞬变电磁反演的核心部分,对于反向传播场的研究有利于促进航空瞬变电磁三维反演方法的发展,因此本文研究的主要内容是航空瞬变电磁三维正演和反向传播场。航空瞬变电磁三维正演采用时域有限差分法,该方法直接在时间域中开展航空瞬变电磁三维正演模拟,可以避免将频率域响应转换为时间域响应的缺点(需要耗费大量时间计算几十个频率的响应以保证精度,尤其是多源情况下),同时采用显式时域有限差分格式,避免求解隐式时域有限差分格式所需的大型线性方程组,提高计算效率。采用时域交错采样有限差分法对研究区域离散化,用有限节点代替连续空间,以差分代替微分,将麦克斯韦微分方程组离散,推导得到离散的显式时间分步迭代方程。发射源采用矩形回线源,发射波形为梯形波。为了避免场源的奇异性,把源响应问题转化为了初值问题,采用毕奥-萨伐尔定律计算出t=0时刻空中矩形回线源在地下均匀半空间产生的响应的解析解,作为初始条件代替方程组中的源。为了计算空中的磁场值,传统的思路是把空气也包含在待求解区域中进行离散化求解,但需要很小的迭代时间步长才能保证计算精度(空气的电导率值接近于零),导致计算时间急剧增加。为了避免这个问题,本文提出先迭代计算出地表的磁场值,再采用磁场向上延拓的新方法延拓得到空中的磁场值。采用Fortran语言编写代码,实现航空瞬变电磁三维时域有限差分正演。建立均匀半空间模型,与地表解析解结果以及国外成熟的Aarhus Inv程序计算结果对比,验证了所实现的航空瞬变电磁三维正演算法的正确性。由于在航空瞬变电磁的三维反演中需要求解大型雅可比矩阵,本文采用电磁偏移成像方法求解雅可比矩阵的方法,避免了大型时域雅可比矩阵的计算和存储。电磁偏移成像的方法需要计算反向传播场,本文采用Fortran语言编程,实现了反向传播场的计算。

关键词：航空瞬变电磁三维正反演时域有限差分反向传播场

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江苏页岩气资源调查地球物理方法技术集成

地质学刊 2019年第3期43卷 349-358页

作者：何委徽崔健刘和花程烨江苏省有色金属华东地质勘查局江苏南京210007 江苏华东八一四地球物理勘查有限公司江苏南京210007 江苏省页岩气勘探有限公司江苏南京210007

为了提高综合地球物理方法在页岩气勘探中的应用效果,基于江苏页岩气资源调查与评价工作资料,在页岩气资源早期调查评价阶段进行地球物理方法技术集成,目标是建立一套能够适应江苏以往资料积累状况和复杂构造条件下的有效勘探技术组合,... 详细信息

为了提高综合地球物理方法在页岩气勘探中的应用效果,基于江苏页岩气资源调查与评价工作资料,在页岩气资源早期调查评价阶段进行地球物理方法技术集成,目标是建立一套能够适应江苏以往资料积累状况和复杂构造条件下的有效勘探技术组合,以达到识别不同时期的海相、海陆过渡相、陆相页岩层位的目的。结果表明,通过勘探网络的优化、勘探手段的优选和物性参数的分析,以及先进勘探手段和处理方法的引入,对江苏下扬子区4套页岩地层分别提出了有效的技术组合,大幅降低了调查成本,进一步提高了解释精度和识别能力。

关键词：页岩气地球物理技术集成广域电磁法时频电磁法三维正反演联合反演下扬子区江苏段