大地电磁测深和电偶源频率电磁测深资料反演

在研究大地电磁响应函数频散关系的基础上,构制了一套滤波系数算法,以用于由一套视电阻率资料估算相应的阻抗相位.理论模型和实际大地电磁观测资料的数字试验表明,该法是行之有效的.由频散关系估算的相位值与观测的相位资料的比较,可用于检验观测资料是否满足频散关系.利用经频散关系校正的阻抗相位值,进行大地电磁阻抗的联合反演则可望获得更为可靠的结果.研究了观测频带相互衔接的电偶源频率电磁测深和大地电磁测深视电阻率的一维联合反演问题.对两个实测点两种电磁法的观测资料进行了联合反演试验,与钻井资料对比表明,所获得的电性分层参数是较为可信的.在补充了由频散关系获取的电偶源频率电磁相位资料后,对于两种电磁法的视电阻率————阻抗相位、阻抗实部视电阻率-阻抗虚部视电阻率进行了拟大地电磁反演,获得了相近的反演结果.      

大地电磁视电阻率和阻抗相位资料的联合解释

本文叙述了大地电磁视电阻率和阻抗相位资料联合解释的原理与计算方法。通过具体算例的分析,表明该方法是正确有效的,而且在缩小多解性方面,要比单纯的视电阻率资料反演法或阻抗相位资料反演法优越     

大地电磁资料的灵敏度研究

本文研究了大地电磁资料对地球电性结构模型参数的灵敏度,它在反演解释中具有重要意义.通过研究均匀半空间中视电导率资料的灵敏度函数与计算分析实际观测资料的Fréchet导数和斜率表明,视电导率资料的灵敏度在地表最大,从地表向下呈指数衰减,频率愈高,电导率愈大,衰减也愈快.视电阻率资料和阻抗相位资料对高频、浅层和低阻层具有更高的灵敏度,几何参数的平均灵敏度高于电性参数的平均灵敏度,通常阻抗相位资料比视电阻率资料更灵敏.同时,根据阻抗实部定义的视电阻率与Kunetz定义的时间域大地电磁响应,反映地层电性差异的灵敏度最高. 文章还指出,在实际的反演解释中,如何正确有效地应用阻抗相位资料,提高分辨能力,仍是急待解决的问题.     

大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(一)——阻抗张量分解与构造维性分析

本文对大地电磁观测阻抗实施一种数学变换--"共轭阻抗变换",发现转换后的观测阻抗和区域阻抗之间存在特定的关系,这种特定关系不受电场局部畸变的影响,而且同样不需要关于地下区域结构维性的假设,在区域结构是三维的情况下也是成立的.对转换后的观测阻抗采用已有的Swift旋转方法即可求得区域主轴方位角,然后采用最优化方法求取区域阻抗相位、振幅以及畸变因子.同时根据转换后的观测阻抗重新定义了不受电场局部畸变影响的构造维性参数.采用合成理论数据验证了新算法的正确性,和Swift、Bahr、GB、相位张量、WAL方法进行了对比分析,并将新方法应用于实测资料的解释,发展了一套消除局部畸变和进行构造维性分析的MT精细资料处理技术.进一步的工作是将新算法推广到多点多频,并采用最优化技术分解,发展一种稳定性好、多测点多频点的阻抗张量分解技术.     

大地电磁全张量响应的一维各向异性反演

目前大地电磁(MT)测深资料反演主要基于各向同性介质,但随着MT实际应用的需要,各向异性研究已逐渐引起关注.我们采用广泛应用的广义逆法对一维MT水平层状各向异性介质模型反演进行了探索性研究,并实现了MT全张量响应(即所有的阻抗张量的视电阻率和相位)的一维各向异性反演.理论模型试验表明,无论理论观测值中是否含有噪声,这种方法都能够较好地恢复真实模型,验证了其正确性和有效性.将此方法用于MT实测资料时,能够同时拟合4对视电阻率和阻抗相位曲线,说明本方法可以用于实测资料的处理解释,具有一定的实用价值.     

山西阳高～河北容城剖面大地电磁资料的初步解释──阻抗张量分解技术及其应用

介绍了阻抗张量分解技术及其在阳高～容城剖面的大地电磁资料解释中的应用。在某些测点局部电流畸变的影响较严重，用张量分解技术对资料分析后表明，沿剖面的区域异常总体上具二维性质，分解技术处理后的视电阻率和相位资料与地质构造有较好的对应性。事实表明，阻抗张量分解技术是对大地电磁资料进行分析解释的有力工具     

山西阳高～河北容城剖面大地电磁资料的初步解释——阻抗张量分解技术及…

介绍了阻抗张量分解技术及其在阳高￣容城剖面的大地电磁资料解释中的应用，在某些测点局部电流畸变的影响较严重，用张量分解技术对资料分析后表明，沿剖面的区域异常总体上具有二维性质，分解技术处理后的视电阻率和相位资料与地质构造有较好的对应性，事实表明，阻抗张量分解技术是对电磁资料进行分析解释的有力工具。     

大地电磁测深资料的联合反演研究

本文从大地电磁扬的色散关系出发,阐述了进行大地电磁资料一维联合反演的物理意义。论证了对于以色散关系相联系的一对大地电磁响应函数,特别是阻抗实部和虚部视电阻率进行联合反演的必要性和可能的应用前景。对比研究了大地电磁阻抗各单参量及其联合反演的效果。结果表明,在加快反演迭代速度,限定反演解的非唯一性、保证反演迭代的稳定进行等方面,联合反演比单参量反演具有明显的优越性;在大多数情况下,阻抗实部视电阻率和阻抗虚部视电阻率联合反演的效果要比通常所采用的常规视电阻率和阻抗相位的联合反演效果好。实际大地电磁资料的试验表明,各种不同平均阻抗的利用和综合反演解释将有助于获得更为可靠的结果。     

电磁场定点连续观测在地震预测研究中的应用

文中利用"十.五"期间静海地震台布设的秒采样大地电磁网(N-MT)仪器系统和FHDZ-M15地磁组合系统的同步观测数据,实现了固定台站大地电磁测深(MT)观测。采用Robust技术对静海地震台2008年1—6月记录的天然电磁场观测数据进行了MT处理,得到了张量阻抗资料。经过对周期为6～600s范围的18个相同周期的视电阻率及阻抗相位随时间的变化进行分析,其中有多个周期的视电阻率及阻抗相位的时序曲线在2008年3月11日卢龙ML4.2地震前出现异常变化。研究使用的资料周期对应深度为5～50km,属华北地震震源深度范围,其结果反映了震源区地层地震前后震源深度的电性变化。MT方法比现行的地电观测方法具有更直接反映震源区地层的电性变化和更深的勘探深度的优势     

广义S变换及其在大地电磁测深数据处理中的应用

广义S变换是一种优于短时窗傅立叶变换和小波变换的时频分析方法,利用广义S变换能够准确定位大地电磁资料中存在的噪声,通过定义时频窗对噪声进行滤除,从而明显提高阻抗视电阻率与相位的估算质量.本文基于S变换和大地电磁测深资料处理的基本原理,研究了基于广义S变换的大地电磁测深资料的处理流程和方法.对理论模拟信号及实测大地电磁场时间序列数据的处理,证实了方法的有效性.     

THE DISPERSION RELATION, OF EARTH''S ELECTROMAGNETIC RESPONSE FUNCTIONS AND THE JOINT INVERSION OF DATA

On the basis of the dispersion relations of MT field, the necessity and applied prospects of the joint inversions using a pair of MT response functions which are correlative with the dispersion relations, are infered. A filter coefficient algorithm is made, with which the corresponding impedance phase data can be estimated using a set of apparent resistivities. The tests for the observed MT data show that when comparing the impedance phase estimated using the dispersion relation with the ob served phase, it can be checked whether the dispersion relation between observed apparent resistivity and phase data is satisfied or not, and that the use of the phase data corrected using the dispersion relation in the joint inversion is advantageous to obtain more confident results. It is shown that joint inversions are more advantageous than single parameter inversions, and that in the most case the joint inversion using the apparent resistivities of impedance real and imaginary parts is more advantageous than the jointinversion using the normal apparent resistivity and impedance phase. The existence of the dipersion relations between the ratio apparent resistivity and corresponding impedance phase of the orthogonal electric and magnetic field horizontal Components in the frequency EM sounding with horizontal electric dipole(FEMS) are discussed, the better effect of the joint inversion using the pair of EM response functions is obtained. The problems on the one-dimensional joint inversion for the MT and FEMS apparent resistivities, for which the observed frequency bands partly overlape each other, are studied. It is shown that this joint inversion is applicable and effective:the joint inversions of the practical data for two kinds of EM methods at two sites give the results well corresponding to the drilling data. The simulated MT inversions for the data of two kinds of EM methods are made, and more confident results also are obtained.     

SOLUTION OF THE VSP ONE-DIMENSIONAL INVERSE PROBLEM*

The acoustical impedance distribution of the substratum, or equivalently, the reflection coefficient sequence, is determined from VSP data. This nonlinear inverse problem is solved by a least-squares method. As the wavelet is unknown, the impedance distribution and the Neumann boundary condition (which characterizes the excitation of the medium) are simultaneously identified. The inversion method is applied to synthetic and field VSP's; the result is satisfactory, even when strong noise corrupts the data, provided that a suitable constraint on the impedance distribution is introduced in order to ensure the stability of the inverse problem. The reliability of the inversion result in the case of field VSP, is confirmed. Some ways in which this result may be used are illustrated (calibration of the seismic surface data, multiple identification, prediction ahead of the bit).     

二维MT快速曲线对比反演方法的可行性研究

最近开发了一种针对二维大地电磁野外数据进行处理解释的新反演方法。该方法以加入阻抗相位信息的一维大地电磁连续介质曲线对比法为基础 ,把一维反演得到的电阻率和相位的数据集作为二维反演的初始模型 ,使用二维有限单元法做正演模拟。在程序的后继迭代中 ,深度方向上用一维反演修改模型的电阻率和深度值 ,沿测线方向由二维有限元作修改 ,反演结束可得到一个接近真实电性分布的电阻率数据集 ,并绘制成电阻率断面图。对模型的反演实验结果显示 ,该反演方法能够较真实地反映地下电性分布 ,而且避免了偏导数矩阵的计算 ,其原理简单 ,计算速度快 ,表明该反演方案是可行的     

A NEW APPROACH TO THE INVERSION OF SEISMIC DATA*

A new inversion method for seismic reflection data is based on impedance concepts and uses transformations to reduce the essentially non-linear problem to a linear eigenvalue formulation without approximation. A set of reflection data has been inverted using this method. The characteristic impedances of the layers so determined are compared with log data from a reference borehole.     

宁洱地震区深部电性结构及发震构造初析

在2007年6月3日宁洱6.4级地震区进行了宽频带(1000～1/4096Hz)大地电磁观测,采用了远参考道技术和Robust技术对观测数据进行了处理,分析了视电阻率和相位曲线、二维偏离度及区域电性结构方向,采用非线性共扼梯度(NLCG)二维反演技术对实测资料进行了反演,得到了与实测曲线拟合程度较高的反演模型。从二维解释结果可以看出:横向上,以12号测点为界,明显地划分为2个不同的电性分区,推测存在具一定延伸的断裂构造。纵向上,30km深度以上大致可分为4个电性层:1)中、新生代盆地沉积层(Mz—Cz),厚约1km。2)古生代沉积层(Pz),厚约5km。3)壳内高导层(HCL)。4)中、下地壳(MLC)。其中壳内高导层埋深在12号点左右存在较大的差异,推测在12—13号点下高导层顶部存在壳内的滑脱构造。宁洱地震震源深度为5km,文中所推测的滑脱构造位于这一层位上。认为该滑脱构造为本次地震的发震构造     

基于三维正演的音频大地电磁阻抗相位不变量校正技术

复杂地形、地质条件的大地电磁数据解释容易出现假象,采用三维正演技术模拟地形和地表不均匀体的背景响应,对实测数据阻抗相位不变量进行校正,实现更准确的定性分析;对三维异常体模型的合成数据进行一维、二维多参数反演试算,以确定地形剧变区选择反演技术的最佳方案.合成数据的试反演结果显示一维反演水平切片假异常较多,二维反演能压制测向假异常,但不能压制走向的假异常,水平切片多出现测向条带.使用本文提出的阻抗相位不变量校正法扣除地形、地表背景响应,结合一维、二维反演,能使实际资料解释成果更加可靠.     

电阻率成像反演中的模拟退火方法

电阻率成像反演是一种典型的多参数、非线性反演问题。模拟退火方法将组合优化问题与统计力学中的热平衡问题相类比,开辟了求解组合优化问题的新途径。本文通过数字模拟及对野外资料的处理,证明快速模拟退火方法在二维电阻率成像反演中具有较好的应用前景。     

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.