多物理场测井数据联合反演研究进展

联合反演方法在综合地球物理数据分析中应用效果明显,并起着越来越重要的应用,其方法同样也可以应用于多物理场测井数据联合反演.文中阐述了测井联合反演的必要性,综述了测井约束反演和测井数据联合反演的国内外研究现状.根据参与联合反演的数据类型和地层模型的不同,将联合反演进行了分类;研究并举例推导了不同类型测井数据的联合反演方法的原理及具体算法,最后指出了多物理场测井数据联合反演的发展方向.     

基于局部相关性约束的三维大地电磁数据和重力数据的联合反演

为解决地球物理反演中多解性的问题,综合多种地球物理信息的联合反演受到了广泛的关注.本文依据不同地球物理响应可能由相同异常体引起,而不同地球物理分布参数之间存在相关性等特点,提出了一种基于局部Pearson相关系数约束的联合反演方法.该方法假设每个局部区域模型参数的分布具有线性相关特性,在拟合不同类型观测数据时,对局部模型参数施加相关性约束,进行联合反演以减少多解性.本文采用交替迭代联合反演流程,改善了同一目标函数下联合反演收敛性和速度问题.基于新的联合反演方法和流程,我们测试了三维大地电磁和重力仿真数据的联合反演.结果表明,本文提出的基于局部相关性约束的联合反演方法,能充分利用大地电磁和重力观测数据信息,有效改善单一地球物理反演收敛性和多解性的问题,反演效果得到明显提升.     

油气田开发中油气藏地球物理研究

油气藏地球物理方法应用至油气田开发中,直接关系着构造、储层和流体表征精度和准确度.为了详细梳理油气田开发中油气藏地球物理研究核心内容和新进展,为该项研究推广应用提供参考.从构造解释、储层预测、流体描述等3方面梳理该研究核心内容.结果认为,构造描述中地球物理研究主要包括井震结合构造精细解释、基于密井网资料构造精细解释,储层预测中地球物理研究主要包括基于地震资料属性提取和反演预测的储层精细刻画和基于测井二次精细解释的有效储层划分.油藏流体地球物理研究主要包括四维地震剩余油表征和水淹层测井精细解释等.指出油气田开发中油气藏地球物理研究未来发展方向主要包括测井解释方法的创新和流程优化、开发地震在构造解释和储层描述等开发实践中的推广应用、地球物理资料与地质和生产动态资料结合验证、大数据和人工智能等与地球物理方法结合提高解释精度降低应用成本、非常规油气开发对地球物理研究新需求等5方面.     

综合地球物理联合反演综述

阐述了综合地球物理研究的必要性，方法学及研究思路，指出联合反演是综合地球物理重要的定量解释工具，通过回顾联合反演的研究现状与进展，指出联合反演的发展方向。     

大地电磁、重力、磁法和地震初至波走时的交叉梯度二维联合反演研究

为了准确的探测和描绘地下复杂的地质结构,同时克服地球物理单一方法反演的多解性和单一参数反演模型的不一致性等问题,近年来基于交叉梯度联合反演的综合地球物理解释已经得到了广泛的关注和应用.本文首先研究了两种地球物理方法的交叉梯度联合反演算法,在此基础上,推导并实现了多种地球物理方法(大地电磁,重力,磁法,地震初至波走时)的多交叉梯度约束的二维联合反演算法;其次,我们设计了结构不一致模型和复杂模型,针对多物性联合反演算法的准确性和有效性进行了模拟试算,并对复杂模型的单独反演结果和联合反演结果进行了交叉梯度值和物性交会图的对比;最后,本文将成熟的卫星资料多光谱综合分析技术应用到联合反演中,将多物性参数反演模型结果图通过RGB(红-绿-蓝)模式进行合成,得到融合的RGB合成图.结果表明:通过对结构不一致模型和复杂模型的联合反演结果和单独反演结果的对比分析,可以得出联合反演得到的结果更接近真实模型,并从得到的交叉梯度值进一步证明了联合反演模型相似度高,也从物性交会图中得到联合反演的物性相关性更好的结论,反向证明了算法的正确性.最终从得到的RGB合成图像,我们可以更直观的分析反演结果,更有利于准确划分地下模型结构.     

电阻率二维神经网络反演

由于非线性特性地球物理反演一直以来都是一个比较困难的问题. 近十年来,非线性反演方法如人工神经网络、遗传算法在地球物理数据解释中得到越来越多的应用,但目前基本仍限于一维反演问题. 对于二维反问题,反演参数较多,神经网络反演运用较少. 本文利用BP神经网络优化方法,实现了电阻率二维非线性反演. 与传统线性化的迭代反演比较,神经网络反演能够克服传统方法的不足、获得更好的反演结果.     

''''97工程与环境地球物理国际研讨会将在成都市召开

'97工程与环境地球物理国际研讨会（ISEEG'97）由国家科学技术委员会批准召开,由中国地球物理学会、中国地质学会、成都理工学院主办,成都理工学院承办,将于1997年10月28至30日在中国成都市成都理工学院召开.与会同期还将举办技术与设备展览.会议的主题是：（1）浅层地球物理勘探技术（浅层地震,地质雷达,时域和频域电磁方法,电阻率方法,井中及井间地球物理方法,放射性方法等）口）反演理论与解释技术（非线性反演,层析成象,地质统计,三维可视化技术等）（3）工程与环境地球物理应用研究（岩体与主体评价,地质灾害评价,管线勘测、市政工程…     

金属矿产资源探测的地震方法:综述与展望

当前,由于金属价格的不断升高和寻找浅层矿床难度的日益增大,矿产资源的勘探和开采必将向更深层发展.因而,地震方法已经成为用于金属矿探测的一种更重要的工具,以实现对深埋矿藏的构造进行清晰成像,帮助深层矿床的直接定位.本文回顾了硬岩环境下的地震方法,涵盖了岩石物理性质、地震采集处理解释技术等.通过梳理来自中国、澳大利亚,欧洲,加拿大,南非等国家的一系列广泛的研究案例,本文逐一论述了二维反射地震方法、三维地震方法、被动源与主动源联合地震方法、地震与其他地球物理场的联合反演等所涉及的基本原理、技术进展扣取得的探矿成果.在此基础上,本文讨论了当前金属矿地震探测中的得失,展望了未来技术发展和进步的潜在方向,以供勘探地球物理同行参考.特别建议了,必须开发金属矿勘探专用的地震数据处理与解释技术,诸如被动源与主动源的联合成像技术、多地球物理场联合反演技术、矿体的超分辨率反演技术、矿体内部非均质性的分析技术、矿体人工智能解释技术等,力争实现我国金属矿地震探测技术的原始创新.     

一种基于数据融合的地球物理数据联合反演方法

从地球物理反演的基本概念出发，认为地球物理反演是 对实测数据的地球物理属性的理解或解释，多方法的地球物理数据联合反演是一种多传感器 的数据融合. 本文分析了地球物理数据的模糊特性，采用基于语义的模糊化方法，使不同物 理意义和尺度的特征数据及测区的地质和地球物理背景成为一体，结合地球物理专家解释的 方法，利用基于模糊逻辑系统的神经网络实现了融合. 该方法充分利用了各种地球物理探测 数据的全部信息，避免了线性反演的复杂计算；其数据融合的观点,为解决地球物理联合反 演问题提供了新的思路. 通过模拟实验和应用实例验证，该方法是有效的.     

部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演

交叉梯度联合反演方法通过对多种地球物理模型实现结构耦合,在岩石物性关系不确定的情况下,既能提高反演结果的可靠性,又能减少反演的多解性,还能减少不同方法解释结果之间的矛盾.当不同的模型观测数据覆盖范围不一致时,交叉梯度联合反演通常需要取出重叠区域数据进行联合反演,并且建模时还要扩展一些模型范围.本文首先提出并实现了部分区域约束下的交叉梯度多重地球物理数据联合反演算法;接着进行了算法的模型试算;最后,我们将该反演算法用于本溪—集安深部地质调查重磁电综合地质地球物理解释中.结果表明:该算法不但能在重叠区域内很好地恢复结构相似的模型,而且在非重叠区域与重叠区域的边界处仍然可以得到平滑变化的模型;在本溪—集安10号剖面所获得的结构上相似的电阻率、密度及磁化率模型较好地反映了该区的深部地质结构,对于确定深部地质体的性质提供了有力的证据.     

用平面波延拓方程进行地震数据的叠前速度反演

本文讨论地震勘探数据的叠前速度反演方法及其在海洋地震勘探数据上的反演试验.反演主要的计算步骤是:1.采用Fourier-Hankel变换把球面波分解为平面谐波;2.用平面谐波的延拓方程将上行波与下行波同时向下延拓,并计算每一层底部的反射系数和下一层的波阻抗;3.用最小二乘法从波阻抗中确定该层的声波速度.重复第2步与第3步,直到某一预定深度时结束.通过反演试验,对地震振幅比例的改变,子波变形,以及第1层速度和密度的误差对反演方法的稳定性及其精度的影响进行了分析.还通过实际海洋地震勘探数据的反演试验,对这一方法在地震勘探中的应用前景作了论述.     

Joint inversion of high-frequency surface waves with fundamental and higher modes

Joint inversion of multimode surface waves for estimating the shear (S)-wave velocity has received much attention in recent years. In this paper, we first analyze sensitivity of phase velocities of multimodes of surface waves for a six-layer earth model, and then we invert surface-wave dispersion curves of the theoretical model and a real-world example. Sensitivity analysis shows that fundamental mode data are more sensitive to the S-wave velocities of shallow layers and are concentrated on a very narrow frequency band, while higher mode data are more sensitive to the parameters of relatively deeper layers and are distributed over a wider frequency band. These properties provide a foundation of using a multimode joint inversion to define S-wave velocities. Inversion results of both synthetic data and a real-world example demonstrate that joint inversion with the damped least-square method and the singular-value decomposition technique to invert high-frequency surface waves with fundamental and higher mode data simultaneously can effectively reduce the ambiguity and improve the accuracy of S-wave velocities.     

重力与地震资料的模拟退火约束联合反演

联合反演是综合地球物理研究的重要定量解释手段.本文在总结和分析重力与地震资料联合反演的研究现状基础上,利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,实现了重力和地震资料的约束同步联合反演.针对性地设计了密度和速度界面不完全一致的模型,理论模型的试验说明了方法的效果和适用性.结合最近完成的广东徐闻地区实际资料的处理和解释,表明该方法可准确确定复杂构造物性界面的密度和速度结构,在该地区的油气勘探中发挥了作用.在先验信息约束下,该联合反演方法要明显优于单独的重力反演.     

Gravity Anomalies of 2.5-D Multiple Prismatic Structures with Variable Density: A Marquardt Inversion

We present an inversion technique based on the Marquardt algorithm to estimate the depth of a 2.5-D sedimentary basin in addition to the regional gravity anomaly that is associated with the residual gravity anomaly, wherein the density contrast varies parabolically with depth. Forward modeling is carried out through a derived analytical gravity expression of a 2.5-D vertical prism. Inversion of a theoretical gravity anomaly with and without a regional gravity anomaly illustrates the procedure that it is found to be insensitive to the regional gravity effect. Furthermore, the algorithm is exemplified with the gravity anomalies of the derived density-depth model of the Godavari subbasin, India with a parabolic density profile resulting in a more consistent geological model rather than a constant density profile. The main advantage of this method is that it works well even when the profile of interpretation does not bisect the strike length of the sedimentary basin.     

Minimizing Interpretation Ambiguities Through Joint Inversion of Surface Electrical Data

Joint inversion is an extension of standard least-squares inversion techniques. With this approach, it is possible to construct a model that is simultaneously consistent with surface observations made using more than one geophysical method. Specifically, discussion focuses on applications to the Schlumberger and audiomagnetotelluric sounding methods, although the technique is not limited to these.
The authors have found that the non-uniqueness problems that often plague the interpretation of electrical sounding data can be substantially reduced if the model is required to be consistent with more than one set of surface measurements. If geological ground truth is available to further constrain the model, the chances of arriving at the true physical property distribution of the subsurface are far better than if a single data set is interpreted.
To demonstrate the power of joint inversion, the authors present a study using synthetic data obtained from a three-layer resistivity model. Finally, two case histories are presented to demonstrate that a much better representation of the true earth can be obtained with joint inversion than with standard interpretation methods.     

2.5维井间电磁反演在中国东部孤岛油田的应用

In this study, we present a practical technique of transforming cross-hole EM data into the inter-well resistivity distribution. The a priori information constraint is incorporated into an iterative regularized inversion procedure and a variable roughness is added into the inversion process. Finite element approximation based on a two and a half-dimensional （2.5D） model has been developed for the forward problem and the ＂pseudo-forward＂ problem needed for constructing the sensitivity matrix and synthetic data set. The regularized least-squares inversion scheme, constrained with the a priori information obtained from well logs, was adopted to reconstruct the inter-well resistivity profile from two synthetic electromagnetic data sets and field data acquired in the Gudao Oil Field, East China. The partial derivatives of the sensitivity matrix were computed by the adjoint equation based on the reciprocity principle. Inversion results of the synthetic and field data examples suggest that our method is robust and stable in the presence of random noise in the field data and can be used for cross-hole EM field data interpretation.     

A Robust Two-Step Inversion of Complex Magnetotelluric Apparent Resistivity Data

Though two-dimensional inversion is now a standard procedure, interpretation of magnetotelluric (MT) data under the assumption of isotropic and one-dimensional structures is a valuable procedure for a first step interpretation of exploratory and solid earth geophysics investigation data. Because its interpretation requires an efficient inverse modelling, we propose and evaluate an inversion procedure, which consists of two steps. Both steps employ jointly the modulus and the phase of the apparent resistivity function. The first one consists of the use of the asymptotic Bostick-Niblett approach. The second employs the result of the inversion obtained in the first step as a starting model to initialize the linearized inversion performed using a multiple re-weighted least-squares approach. We applied the analysis both to synthetic data and to field data from the Parana Basin in Brazil. The results show that the inversion procedure presents a faster convergence without loss of accuracy, increases the resolving power of the MT technique, and may improve its capability to delineate conductors up to a depth of one hundred kilometers. Therefore a reasonable interpretation of the data employing one-dimensional model can be achieved even in the presence of relatively noisy data, and under conditions that slightly violate the premise of lateral homogeneity.     

基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法

基于L2范数的常规全波形反演目标函数是一个强非线性泛函,在反演过程中容易陷入局部极小值.本文提出归一化能量谱目标函数来缓解全波形反演过程中的强非线性问题,同时能够有效地缓解噪声和震源子波不准等因素的影响.能量谱目标函数是通过匹配观测数据与模拟数据随频率分布的能量信息来实现最小二乘反演的,其忽略了地震数据波形与相位变化的细节特征,这在反演的过程中能够有效缓解波形匹配错位等问题.数值测试结果表明,基于归一化能量谱目标函数在构建初始速度模型、抗噪性和缓解震源子波依赖等方面都优于归一化全波形反演目标函数.金属矿模型测试结果表明,即使地震数据缺失低频分量,基于归一化能量谱目标函数的全波形反演方法在像金属矿这样的强散射介质反演问题上同样具有一定的优势.     

PP-PS协同反演技术预测大庆深层火山岩含气储层

徐深气田深层火山岩含气储层含气检测尚缺乏有效的方法,传统的纵波反演由于反演过程中仅仅使用单个模型的波,反演结果存在多解性.PP、PS联合反演方法较好地解决了多解性难题,反演结果比较稳定,可信度较高.通过在大庆深层火山岩探区采集2D3C多波资料,并进行处理技术攻关,综合利用测井、VSP等资料,利用PP、PS联合反演技术进...