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电导率各向异性的海洋电磁三维有限单元法正演

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地球物理学报 2015年第8期58卷 2839-2850页

作者：蔡红柱熊彬 Michael Zhdanov College of Mines & Earth Sciences University of Utah 桂林理工大学地球科学学院桂林541004

本文提出了一种基于非结构化网格的海洋电磁有限单元正演算法.为了回避场源奇异性,文中选用二次场算法,将背景电阻率设置为水平层状且各向异性,场源在水平层状各向异性介质中所激发的一次场通过汉克尔积分得到.基于Coulomb规范得到二次... 详细信息

本文提出了一种基于非结构化网格的海洋电磁有限单元正演算法.为了回避场源奇异性,文中选用二次场算法,将背景电阻率设置为水平层状且各向异性,场源在水平层状各向异性介质中所激发的一次场通过汉克尔积分得到.基于Coulomb规范得到二次矢量位和标量位所满足的Maxwell方程组,通过Galerkin加权余量法形成大型稀疏有限元方程,采用不完全LU分解(ILU)预条件因子的quasi-minimum residual(QMR)迭代解法对有限元方程进行求解得到二次矢量位和标量位;进而,利用滑动平均方法得到二次矢量位和标量位在空间的导数,由此得到二次电磁场;通过一维模型对算法的可靠性进行验证,与此同时,针对实际复杂海洋电磁模型,比较有限元模拟结果与积分方程模拟结果,进一步验证算法精度.若干计算结果均表明,文中算法具有良好的通用性,适用于井中电磁、航空电磁,环境地球物理等非均匀且各向异性介质中的电磁感应基础研究.

关键词：海洋电磁非结构化网格 Coulomb规范三维正演有限单元法滑动平均

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基于非结构有限元的时间域海洋电磁三维反演

地球物理学报 2020年第8期63卷 3167-3179页

作者：惠哲剑殷长春刘云鹤张博任秀艳王聪吉林大学地球探测科学与技术学院

海洋电磁法是一种有效的钻前储层评价手段,可识别出海底构造是否储油气,从而减少干井率降低勘探成本.近年来,频率域三维海洋电磁反演得到了快速发展,但受到空气波的影响,其在浅海环境中无法取得很好的效果.为解决这一问题,本文研究时间... 详细信息

海洋电磁法是一种有效的钻前储层评价手段,可识别出海底构造是否储油气,从而减少干井率降低勘探成本.近年来,频率域三维海洋电磁反演得到了快速发展,但受到空气波的影响,其在浅海环境中无法取得很好的效果.为解决这一问题,本文研究时间域海洋电磁数据三维正反演.正演模拟和计算中,我们选择基于非结构网格的矢量有限元方法.该算法中空间离散采用非结构四面体网格,可很好地拟合复杂海底地形条件和地下复杂结构;而对于时间离散,我们采用无条件稳定的后推欧拉方法,以确保任意时间步长数值计算的稳定性.反演计算中,灵敏度信息采用伴随正演隐式进行计算;同时,依据时间域反演方法的特点采用L-BFGS方法计算模型修正量.通过利用合成数据反演结果证明了本文提出的三维时间域反演方法可用于复杂海底环境,特别是在浅海环境下的有效性.

关键词：海洋电磁三维反演时间域非结构有限元后推欧拉方法

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海洋电磁勘探技术及新进展

勘探地球物理进展 2008年第1期31卷 2-9页

作者：何展翔余刚中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司河北涿州072751 美国KMS Technologies公司德州休斯敦77057

海洋电磁法勘探能够成为海洋油气勘探技术中必需的步骤,能够突破传统非地震勘探方法只能作为早期构造勘探中无关紧要的方法,其原因在于海洋电磁勘探技术能识别高阻油气藏,从而达到直接找油气(DHI—Direct Hydrocarbon Indicator)的目的... 详细信息

海洋电磁法勘探能够成为海洋油气勘探技术中必需的步骤,能够突破传统非地震勘探方法只能作为早期构造勘探中无关紧要的方法,其原因在于海洋电磁勘探技术能识别高阻油气藏,从而达到直接找油气(DHI—Direct Hydrocarbon Indicator)的目的。通过当前海洋电磁法的调研,对海洋电磁的基本原理、采集技术、处理解释技术以及所面临的挑战和发展前景等几个方面进行了阐述,展现了目前国际海洋电磁勘探技术及新进展。

关键词：海洋电磁仪器资料采集数据处理解释发展前景

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海洋电磁场分布规律模拟研究

海洋电磁场分布规律模拟研究

2020年中国地球科学联合学术年会

作者：沈义斌何展翔南方科技大学前沿与交叉科学研究院南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 南方科技大学深圳市深远海油气勘探技术重点实验室

近年来,在海洋油气勘探中,海洋电磁的勘探方法起到了关键的作用。从上世纪70年代至今,经过前人的不断努力,海洋电磁取得了长足的进步。加利福尼亚大学Berkeley分校和美国加州大学Scripps海洋学院在海洋电磁做了大量研究,推动了海洋电磁... 详细信息

近年来,在海洋油气勘探中,海洋电磁的勘探方法起到了关键的作用。从上世纪70年代至今,经过前人的不断努力,海洋电磁取得了长足的进步。加利福尼亚大学Berkeley分校和美国加州大学Scripps海洋学院在海洋电磁做了大量研究,推动了海洋电磁探测技术的进步(Constable S,2010)。而海洋可控源电磁法,(Marine Controlled-Source Electromagnetic Method, MCSEM)作为一种新兴地球物理勘探方法,能够有效识别海底高阻油气藏(周文强,2018),提高钻井成功率。

关键词：海洋电磁地壳厚度收发距振幅变化电磁场分布

来源： cnki会议评论

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基于深度学习海洋电磁快速成像方法研究

基于深度学习海洋电磁快速成像方法研究

中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议—全域地球物理探测与智能感知学术研讨会

作者：梁昊殷长春高若云薛舒杨陶梦丽黄贤阳马鑫鹏那旭吉林大学地球探测科学与技术学院

海洋电磁是勘探海底资源的一种重要方法。它具有成本低、环境破坏程度低等优点。由该方法得到的地下电阻率信息是油气解释推断的标志性参数之一,可直接指示油气和天然气水合物的存在及赋存状态。海洋可控源电磁反演受计算速度限制,需要... 详细信息

海洋电磁是勘探海底资源的一种重要方法。它具有成本低、环境破坏程度低等优点。由该方法得到的地下电阻率信息是油气解释推断的标志性参数之一,可直接指示油气和天然气水合物的存在及赋存状态。海洋可控源电磁反演受计算速度限制,需要消耗大量的计算资源,难以实现实时成像。深度学习在海量数据处理上有独到优势。因此,本文结合深度学习理论提出一种海洋电磁快速成像方法。理论数据实验结果表明,相比于传统反演,该方法在满足一定成像精度的同时具有快速高效等特点,可以迅速找到海底异常区域的位置,为实现对目标靶区的精细探测提供数据支撑。

关键词：海洋电磁深度学习快速成像

来源： cnki会议评论

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大规模海洋电磁正演的迭代求解方法研究

大规模海洋电磁正演的迭代求解方法研究

2020年中国地球科学联合学术年会

作者：邱长凯殷长春刘云鹤任秀艳陈辉颜廷杰中国地质调查局发展研究中心吉林大学东华理工大学

大规模三维海洋电磁反演是获得复杂三维电性结构的有效手段。相比于直接求解方法,迭代求解内存消耗很少,是实现三维反演的关键。然而,有限元离散麦克斯韦方程形成的线性代数方程组条件数大,不易迭代求解。为了解决这个问题,本文研究三... 详细信息

大规模三维海洋电磁反演是获得复杂三维电性结构的有效手段。相比于直接求解方法,迭代求解内存消耗很少,是实现三维反演的关键。然而,有限元离散麦克斯韦方程形成的线性代数方程组条件数大,不易迭代求解。为了解决这个问题,本文研究三维频率域和时间域海洋电磁的高效、稳定的迭代求解算法。对于频率域正演,将复线性代数方程组转换为等效的实形式,引入最优的块对角预条件子,预条件后线性代数方程组条件数小于根号二,此时广义最小残差求解器可以很快收敛。对于时间域正演,首先使用无条件稳定的向后欧拉方法离散电场扩散方程,在每一时间步长得到关于电场和时间的方程。完成空间和时间离散后,使用Hiptmair-Xu分解构建附属空间预条件子,使用共轭梯度求解器求解实系数麦克斯韦方程。最后,通过模拟不同的海洋电磁模型验证迭代求解算法的有效性。本文提出的方法和直接求解器有着相当的精度和鲁棒性,但是却需要更少的内存,这一最大优势表明其更适合三维海洋电磁的正反演模拟。

关键词：海洋电磁频率域时间域线性代数方程组求解方法

来源： cnki会议评论

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海洋矿产调查中的海空联合电磁勘探模式研究

矿业研究与开发 2014年第3期34卷 106-111页

作者：张双狮王绪本王堃鹏祝忠明王卫华成都理工大学地球物理学院四川成都610059 中国人民武装警察部队学院河北廊坊市065000

快速高效的勘探方法对海洋地质和矿产资源保护意义重大,结合航空电磁和海洋电磁两种方法的优势以及海洋磁测的特点,提出海空联合电磁勘探模式,水中固定或拖拽大电流水平电偶极子激发源,空中采用无人或有人操纵飞行器承载磁传感器接收三... 详细信息

快速高效的勘探方法对海洋地质和矿产资源保护意义重大,结合航空电磁和海洋电磁两种方法的优势以及海洋磁测的特点,提出海空联合电磁勘探模式,水中固定或拖拽大电流水平电偶极子激发源,空中采用无人或有人操纵飞行器承载磁传感器接收三分量磁场。采用海洋电磁一维频率域数值模拟程序,对空中三分量磁场与测线布置、发射频率、海水深度、储层埋深、储层厚度、储层电阻率及飞行器飞行高度等几个重要因素之间的关系进行了研究。结果显示,海空联合电磁勘探模式对浅海金属矿产等低阻异常的发现有明显效果,磁异常归一化幅度变化为-10%~80%,为海洋矿产资源的高效大面积调查提供了一条有效的途径。

关键词：航空电磁海洋电磁海空电磁矿产资源磁异常

海洋油气勘探中电磁法频率域2.5维正演研究

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科学技术与工程 2017年第11期17卷 152-156页

作者：祝忠明张双狮王堃鹏王绪本成都理工大学地球物理学院成都610059 中国人民武装警察部队学院廊坊065000 中国地质大学地球物理与信息技术学院北京100083

以南海某海盆为背景,根据地震资料圈定靶区,用2.5维频率域正演程序进行数值模拟,用距海底150 m的水平电偶极子源激发0.01~1 Hz的低频电磁波,海底沉积层的异常区域填充海水、油和气等不同电阻率介质,采用沉底式观测装置观察其沿偶极方向... 详细信息

以南海某海盆为背景,根据地震资料圈定靶区,用2.5维频率域正演程序进行数值模拟,用距海底150 m的水平电偶极子源激发0.01~1 Hz的低频电磁波,海底沉积层的异常区域填充海水、油和气等不同电阻率介质,采用沉底式观测装置观察其沿偶极方向的电场响应。结果表明,海洋2.5维频率域电磁法可以较为清晰地区分海底油气和水等高阻异常,将不同发射频率的电场响应等值线图叠放在一起,可以确定在一定电阻率假设下,分辨率最好的发射频率。与三维电磁法和一维电磁法相比较,2.5维正演在有效性和效率方面都有较大的优势,可为以后实际海洋油气勘探工程实践提供技术指导和设计参考。

关键词：油气勘探电偶极源海洋电磁频率域 2. 5 维正演

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海洋可控源电磁勘探的数据处理与解释

海洋可控源电磁勘探的数据处理与解释

作者：马海舲成都理工大学

学位级别：硕士

近年来，海洋电磁法勘探在海洋油气勘探技术中起到了重要的作用。从20世纪70年代到今天，海洋电磁技术经历了一段曲折的发展过程。美国加州大学Scripps海洋学院和加利福尼亚大学Berkeley分校的在海洋电磁科研方面的共同研究，使得海洋... 详细信息

近年来，海洋电磁法勘探在海洋油气勘探技术中起到了重要的作用。从20世纪70年代到今天，海洋电磁技术经历了一段曲折的发展过程。美国加州大学Scripps海洋学院和加利福尼亚大学Berkeley分校的在海洋电磁科研方面的共同研究，使得海洋电磁探测技术取得了标志性的进步并将其推向了实际应用阶段。目前，海洋电磁探测的方法主要采用海底大地电磁探测法（MT）和海洋可控源电磁探测法（CSEM）。由于海洋电磁法勘探技术不仅能够获得海底构造的准确性还能提高钻探的成功率，大大降低海洋勘探的风险，这主要表现在海洋可控源电磁探测法中，该探测法在探测海底是否有油气层的同时，还能确定圈闭是否还有油气层以及含有油气的边界，这也是优于地震勘探技术的一点，鉴于这一优点，在每年的EAGE及SEG的年会上，关于海洋可控源电磁探测的主题成了大家关注的热点。将海洋可控源电磁探测技术融合在海洋油气勘探技术中成为油气勘探一个必不可少的流程。本文主要依托国家项目，在海洋可控源电磁探测基本原理的基础上对探测到的信号进行处理和解释。主要完成了以下工作： ⑴调研了大量与海洋可控源电磁探测相关的文献资料，介绍了海洋可控源电磁探测的基本原理，分别描述了浅海拖拽施工方式和深海固定施工方式这两种海洋可控源电磁探测的工作方式;⑵分别通过对发射机和接收机设备的介绍，来分析海洋可控源电磁信号的采集工作;⑶通过电磁场的基本理论知识，根据麦克斯韦方程组和边界条件，推导了频率域的麦克斯韦方程和水平电偶极子源的电磁场强度;⑷分别列举了几种常用的海洋可控源电磁信号发射波形，对本课题使用的方波信号进行了分析;⑸对海洋可控源电磁探测的接收信号进行了分析，主要通过传播路径对接收信号进行了研究，结合海水特性对探测过程中遇到的噪声进行了分析;⑹在数据处理方面，根据椭圆极化推导了公式，用Matlab软件编程，使用小波变换模极大值的方法对信号进行除噪，找出了“空气波”压制的方法，并对其中几种方法进行公式推导，研究了谱分析、归一化、几何结构以及全3D方位校正等处理方法，并得到了相关的数据和图形;⑺分析了海洋可控源电磁探测中常使用的数据解释方法，即电磁场振幅随偏移距曲线，通过一维正演得到MVO曲线图，该曲线可观的清晰的表示出海底高阻油气层的信息;并建立了单层高阻油气层模型，通过Matlab软件结合该模型进行编程，得出高阻油气层厚度与MVO最大值的关系;⑻通过所调研的实际例子，以此真真正正的了解海洋可控源电磁探测技术。

关键词：海洋电磁海洋可控源电磁探测麦克斯韦方程噪声 “空气波”