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音频大地电磁约束反演在地层识别中的应用:以哈密盆地为例

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地球科学 2022年第11期47卷 4280-4293页

作者：孙浩刘营王正王振刘荆平陈超王国灿王岸中国地质大学地球物理与空间信息学院地球内部多尺度成像湖北省重点实验室湖北武汉430074 中国地质大学地球科学学院全球大地构造研究中心湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

覆盖区地质填图是新时期地质填图的重要方向.音频大地电磁法(AMT)是覆盖区地质填图的重要地球物理方法之一,可以为地层和基岩面的刻画提供电性参数的约束.然而,常规的AMT反演无法精确刻画电性异常体的边界,且当缺乏其他地质与地球物理... 详细信息

覆盖区地质填图是新时期地质填图的重要方向.音频大地电磁法(AMT)是覆盖区地质填图的重要地球物理方法之一,可以为地层和基岩面的刻画提供电性参数的约束.然而,常规的AMT反演无法精确刻画电性异常体的边界,且当缺乏其他地质与地球物理资料约束时,难以进行地质解译.针对此问题,基于数值模拟结果的可行性,利用哈密烟墩戈壁覆盖区的4条实测AMT剖面探讨了AMT约束反演在地层识别中的应用效果.相位张量分析指示研究区浅部(>1 Hz)电性结构表现为二维特征,深部受三维结构影响;浅部为低阻,深部电阻率逐渐升高.采用不加约束二维反演获得了4条剖面的地下(反演结果上初步划分了渐新统-中新统和侏罗系地层的底界面;进而以这两个界面建立先验模型,并根据物性资料设置电阻率变化范围,进行AMT约束反演,获得了更优化的反演结果以及清晰可靠的渐新统-中新统和侏罗系的底界面.结果显示,研究区渐新统-中新统地层电阻率值略小于10Ω·m,其底界面平均埋深为120 m;侏罗系电阻率值为10~100Ω·m,其底界面最深可达2 km.基岩面(侏罗系底界面)埋深整体上呈现为东南深、西北浅,这指示哈密烟墩地区中生代以来的沉积中心在东南部;此外,侏罗系地层与下伏的古生界地层存在角度不整合.研究表明,哈密烟墩地区新生代以来可能受到了近南北向应力挤压,在研究区中部形成近东西或北东东向的侏罗系隆凹相间的构造地貌格局.而渐新统-中新统地层底部的不整合面可能反映了后期褶皱构造的影响,这种隆凹作用相伴的褶皱构造可能具有同沉积性质.

关键词：音频大地电磁约束反演电性结构地层识别哈密戈壁覆盖区地球物理

基于不同高度异常交叉约束反演的航空磁法探测遗煤火区

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煤炭技术 2023年第6期42卷 133-136页

作者：吴璋张振振李雄伟郭建磊侯彦威煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工西安研究院(集团)有限公司西安710077

煤矿采空区遗煤自燃过程中产生化学作用合成了高磁性的铁磁性矿物,表现为高磁异常。针对采空区遗煤自燃区的分布,利用探测高度越高越能有效突出更大深度自燃区的特点,来揭示不同深度的自燃区特征。建立不同高度航空磁法立体探测技术,采... 详细信息

煤矿采空区遗煤自燃过程中产生化学作用合成了高磁性的铁磁性矿物,表现为高磁异常。针对采空区遗煤自燃区的分布,利用探测高度越高越能有效突出更大深度自燃区的特点,来揭示不同深度的自燃区特征。建立不同高度航空磁法立体探测技术,采用交叉约束,实现不同高度航磁数据联合反演,进而获取自燃区的三维分布结构;结合围岩物性资料,从而确定采空区遗煤自燃区的具体分布范围。该方法可以提升不同深度场源的分辨率,更加准确地揭示深部火区的分布,为采空区遗煤自燃区治理及煤矿安全提供重要保障。

关键词：遗煤自燃火区航空磁法不同高度约束反演

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大地电磁的人工鱼群最优化约束反演

地球物理学报 2015年第7期58卷 2578-2587页

作者：胡祖志何展翔杨文采胡祥云中国地质大学(武汉)地球物理与空间信息学院武汉430074 东方地球物理公司综合物化探处河北涿州072751 大地构造与动力学国家重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

大地电磁的反演问题是非线性,如果采用线性反演方法容易陷入局部极小,使得反演结果非唯一性严重.本文将人工鱼群算法引入到地球物理反演之中,提出了非线性的大地电磁人工鱼群最优化反演.该方法不需要进行偏导数的求取,可以对反演的范围... 详细信息

大地电磁的反演问题是非线性,如果采用线性反演方法容易陷入局部极小,使得反演结果非唯一性严重.本文将人工鱼群算法引入到地球物理反演之中,提出了非线性的大地电磁人工鱼群最优化反演.该方法不需要进行偏导数的求取,可以对反演的范围进行约束,以减小反演结果的非唯一性.同时我们对搜索步长进行了改进,给出适用于大地电磁反演的人工鱼群参数.大量的理论数据试算表明,人工鱼群反演算法能够较好地寻找到全局最优解.实测数据的处理结果表明,该方法可以用来处理实际资料,并且能够取得很好的应用效果.

关键词：大地电磁人工鱼群约束反演非线性

基于VTI各向异性介质的频率域海洋可控源电磁三维约束反演

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地球物理学报 2017年第5期60卷 1946-1954页

作者：赵宁王绪本秦策余年周军徐玉聪河南理工大学物理与电子信息学院河南焦作454000 中国石油东方地球物理公司河北涿州072751 成都理工大学"地球勘探与信息技术"教育部重点实验室成都610059

近年来,海洋可控源电磁法(MCSEM)被引入油气勘探领域以降低勘探风险.在海洋环境中,受沉积因素所造成的电阻率各向异性的影响,地电模型往往会非常复杂.为更好地反映地下电性结构,本文实现了基于VTI各向异性介质的频率域海洋可控源电磁三... 详细信息

近年来,海洋可控源电磁法(MCSEM)被引入油气勘探领域以降低勘探风险.在海洋环境中,受沉积因素所造成的电阻率各向异性的影响,地电模型往往会非常复杂.为更好地反映地下电性结构,本文实现了基于VTI各向异性介质的频率域海洋可控源电磁三维反演.其中,正演采用基于Yee氏交错网格的三维有限差分算法,所形成的离散线性系统通过大规模并行矩阵直接求解器(MUMPS)进行求解.反演采用基于不等式约束的有限内存BFGS(L-BFGS)算法.最后,利用VTI各向异性介质合成数据,分别进行了电阻率各向异性覆盖层和电阻率各向异性高阻层的三维反演,结果表明:(1)基于并行直接法的MCSEM非常适用于海洋电磁所特有的多场源问题;(2)针对各向异性覆盖层模型进行三维各向异性约束反演,提高了解的可靠性;(3)针对电阻率各向异性高阻层,Inline和broadside数据覆盖的反演结果对异常体位置有很好的反映.

关键词：各向异性海洋可控源电磁并行直接法有限内存拟牛顿法约束反演

二维波动方程约束反演的大范围收敛广义脉冲谱方法

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地球物理学报 2003年第2期46卷 265-270页

作者：冯国峰韩波刘家琦哈尔滨工业大学理学院数学系哈尔滨150001

针对二维波动方程 ,将大范围收敛的同伦方法引入算子参数识别反演的过程 ,并结合求解不适定问题的Tikhonov正则化方法 ,设计了二维波动方程反演的大范围收敛广义脉冲谱方法 ,并利用测井资料进行了约束反演 .大量的数值模拟结果以及抗噪... 详细信息

针对二维波动方程 ,将大范围收敛的同伦方法引入算子参数识别反演的过程 ,并结合求解不适定问题的Tikhonov正则化方法 ,设计了二维波动方程反演的大范围收敛广义脉冲谱方法 ,并利用测井资料进行了约束反演 .大量的数值模拟结果以及抗噪实验均表明了方法的有效性 .

关键词：二维波动方程反演约束反演广义脉冲谱方法测井资料

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正则参数控制下的波阻抗约束反演

地球物理学报 2003年第6期46卷 827-834页

作者：张宏兵杨长春中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

通过势函数方式将波阻抗反演的病态问题转为良态问题 ,并且给出了边界保护势函数所具备的条件 .在反演过程中 ,通过改变正则参数数值以及合理地选择正则参数的初值 ,改善反演结果 ,提高反演收敛速度 .同时 ,在具体反演中使用快速模拟退... 详细信息

通过势函数方式将波阻抗反演的病态问题转为良态问题 ,并且给出了边界保护势函数所具备的条件 .在反演过程中 ,通过改变正则参数数值以及合理地选择正则参数的初值 ,改善反演结果 ,提高反演收敛速度 .同时 ,在具体反演中使用快速模拟退火算法 ,可以克服目标函数局部极值的限制 ,从而获得全局最优解 .通过理论模型试算和实际资料处理 ,说明本文方法具有精度高、实用性强的特点 .

关键词：正则参数控制波阻抗反演约束反演势函数快速模拟退火算法

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大地电磁并行模拟退火约束反演及应用

石油地球物理勘探 2010年第4期45卷 597-601页

作者：胡祖志陈英何展翔王永涛孙卫斌王文第东方地球物理公司综合物化探事业部河北涿州072751 青海油田公司研究院甘肃敦煌736202

模拟退火方法广泛应用于地球物理数据处理,但基于串行算法存在着效率较低的缺陷。本文对非常快速模拟退火法中的退火方案进行改进,给出并实现了一种并行大地电磁非常快速模拟退火约束反演方法。改进方案的核心在于,计算的退火温度在迭... 详细信息

模拟退火方法广泛应用于地球物理数据处理,但基于串行算法存在着效率较低的缺陷。本文对非常快速模拟退火法中的退火方案进行改进,给出并实现了一种并行大地电磁非常快速模拟退火约束反演方法。改进方案的核心在于,计算的退火温度在迭代开始时下降较快,之后温度下降速率比较缓慢,从而减小在多次迭代后因温度过低使反演结果陷入局部极小的可能性。理论数据测试表明,改进的退火方案明显优于传统方法,可以提高模拟退火反演的计算效率。将此法应用于匈牙利的地热勘探资料处理、解释中,取得了较好的地质效果。

关键词：非常快速模拟退火退火方案约束反演大地电磁并行

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曲线重构技术在测井约束反演中的应用

石油勘探与开发 2005年第3期32卷 70-72页

作者：张学芳董月昌慎国强李东波张春中国海洋大学中国石化胜利油田物探研究院

曲线重构是提高储集层与围岩速度差异不明显地区测井约束地震反演效果的有效技术。在胜利油田埕岛地区新近系测井约束反演处理和储集层综合描述中,经过曲线重构,由于更多的地质信息参与反演处理过程,提高了应用反演结果进行储集层描述... 详细信息

曲线重构是提高储集层与围岩速度差异不明显地区测井约束地震反演效果的有效技术。在胜利油田埕岛地区新近系测井约束反演处理和储集层综合描述中,经过曲线重构,由于更多的地质信息参与反演处理过程,提高了应用反演结果进行储集层描述的可靠性。利用该反演结果,结合地质认识和实际的钻井、测井资料,共综合描述主要含油层系的砂体6个、预测砂体2个。反演工区内的钻井及试油资料证实了其埋深、厚度及分布范围,说明曲线重构技术在反演处理中起了有效的作用。

关键词：约束反演曲线重构标准化泥岩基线校正

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基于参考模型的三维电阻率约束反演方法研究

岩土工程学报 2016年第9期38卷 1685-1694页

作者：王传武李术才刘斌聂利超张凤凯宋杰郭谦任玉晓山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061

三维电阻率探测存在反演多解性问题,易造成地质解译困难甚至判断错误。针对该问题,提出将多种地球物理探测手段获得的已知信息构建为参考模型约束施加到电阻率反演方程中的解决思路。以地质钻探获得介质电阻率信息,以地质雷达法获得异... 详细信息

三维电阻率探测存在反演多解性问题,易造成地质解译困难甚至判断错误。针对该问题,提出将多种地球物理探测手段获得的已知信息构建为参考模型约束施加到电阻率反演方程中的解决思路。以地质钻探获得介质电阻率信息,以地质雷达法获得异常体界面信息,将得到的已知信息映射到三维电阻率反演得到参考模型,在电阻率反演中施加参考模型约束,形成了基于参考模型的三维电阻率约束反演方法,其中携带有已知先验信息的参考模型约束,具有定向引导电阻率反演方向的作用,理论上有助于压制反演多解性。开展相应的数值试验和工程应用,结果表明上述电阻率反演方法实现了对异常体形态、规模、电阻率值等的较好反映,是实现多元地球物理探测信息融合、压制多解性的一条可行途径。

关键词：三维电阻率探测约束反演参考模型地质钻探地质雷达信息融合