利用正则化方法计算重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度计算过程中向下延拓的不稳定性,将正则化因子引入到向下延拓中,提出了利用正则化方法计算重力归一化总梯度的方法。在模型试验中,对非均匀球冠模型中不同厚度油气藏进行试验分析,结果表明:选取合适的谐波数和正则化因子,可以较好识别出"两高夹一低"的储油特征,且识别能力强于常规的Fourier变换法,这说明本文方法能够提高重力归一化总梯度计算结果的稳定性和分辨率。在实例应用中,利用此方法不但清晰地显示了已有油气藏的位置,还推测了5个油气构造区。     

PC—1500机计算重力归一化总梯度及绘制G~H断面图程序

归一化总梯度法自提出以来,在重力资料用于直接找油方面,国外取得了一定的效果。近几年,该方法在国内越来越多地应用于重力资料的解释实践中。方法原理是运用位场的向下延拓,计算观测平面下半空间各深度点上的总梯度,并在相应深度上作归一化处理,求得归一化总梯度值G~H(x,z)。然后,通过GH值在不同位置的圈闭来研究场源分布特点,从而达到勘查地质构造的目的。     

利用DCT法计算重力归一化总梯度

利用重力归一化总梯度方法可以寻找场源位置,通过“两高夹一低”的典型场特征可以检测油气构造,传统的方法主要采用的是别列兹金法（即傅立叶级数法）和傅立叶变换法。利用DCT法计算重力归一化总梯度是最新研究方法。从理论上给出了基于DCT的重力异常转换公式,进而研究了无限长水平圆柱体、三度体非含油气球冠以及储油球冠模型G_H场特征。模型实验证实：随着地质体埋深的增大,谐波数会逐渐减小,G_H场奇点极大值向下移动,且呈现线性衰减的特征;储油球冠G_H场等值线表现出明显的“两高夹一低”的储油气藏典型标志;用DCT法计算的G_H场具有优良的稳定性,而且能够增加向下延拓的计算深度。     

基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度

针对重力归一化总梯度常规计算方法中向下延拓计算的不稳定性,提出了基于泰勒级数迭代法进行快速稳定向下延拓的重力归一化总梯度场( GH 场) 计算模式。水平圆柱体模型试验表明: 该方法的GH 场表现为单一高值特征,而且极大值位置与模型体质心位置相吻合。非均匀( 含油气) 球冠模型表明: 在油气含量较低时,Fourier 级数法和Fourier 变换法无法识别出“两高夹一低”的储油特征,而本文方法可以清晰地识别。这充分说明基于泰勒级数迭代的重力归一化总梯度计算方法不仅提高了计算结果的稳定性,而且还提高了异常的分辨率。     

重力归一化总梯度法勘探浅层油气藏浅析

随着仪器采集精度的提高,分析、反演解释技术的长足进步以及油气藏重力勘探的需要,出现了重力归一化总梯度法。结合测井资料,通过重力模型正反演计算,得出高精度重力勘探浅层油气藏是可行的结论。重力归一化总梯度法自提出以来获得了不断的完善发展,并在某气田的实践中被证明是勘探浅层油气藏的有效方法。     

波数域重力归一化总梯度法中的圆滑滤波因子

讨论了波数域重力归一化总梯度法,提出在位场转换的向下延拓和求导过程中分别引入圆滑滤波因子,该方法增强了计算的可靠性和稳定性,扩大了可延拓深度;通过模型实验和数据分析,确定了向下延拓和导数因子中圆滑滤波因子指数参数的取值规律,指出了欲求地质体越浅(深),采用的谐波数越大(小)的地质体质心埋深与谐波数N之间的变化规律;发现了均匀密度三度背斜模型和非均匀密度储油背斜模型与二度模型相似的G^H场等值线特征,为地质体质心埋深计算及储油构造研究提供了思路。     

基于Hartley变换的归一化总梯度法

归一化总梯度法对下半空间的重力总梯度模进行归一化计算,从而利用极值来获得地质体的分布,但现有计算方法存在计算精度较低的问题,并且计算结果不太稳定。本文采用Hartley变换,并引入新的余弦滤波因子,实现重力归一化总梯度,来压制高频干扰;此外,针对计算过程中下延深度越大干扰越严重的弊端,将余弦滤波因子的幂次设计为随深度变化的函数,从而获得更加稳定的计算结果。模型试验和在玲珑金矿区采空区的实际数据结果表明,所提出的重力归一化总梯度法具有计算速度快、精度高、稳定性强等优点。     

几何平均重力归一化总梯度在山东招远金矿采空区的应用

传统方法对重力异常的总梯度作归一化计算时,通常是对总梯度的模作算术平均。笔者对归一化函数的分母分别作了几何平均、调和平均、修匀平均和中值平均,计算归一化函数。通过模型试验对比这四种不同的统计平均,其中几何平均重力归一化总梯度在进行反演计算时,抗噪能力更强,反演结果更加集中、准确。将该方法应用于山东招远金矿采空区,改进后的方法可以更加准确地确定采空区的水平位置和中心埋深。     

利用重力归一化总梯度及相位法研究断裂构造

用波数域的位场转换和快速傅立叶变换理论研究重力归一化总梯度和归一化相位;在波数域向下延拓和导数计算的滤波算子中,分别引入圆滑滤波因子,抑制了向下延拓计算中对噪声干扰的放大作用,增加了计算的稳定性;利用改进的方法,计算并阐述了4种断裂构造GH场等值线和相位曲线的变化特征;别列兹金重力归一化总梯度法中极大值理论在研究断裂构造中具有局限性,对于无限延伸断裂构造,应根据GH场等值线的走向、形状的特点,结合归一化相位曲线的转折点确定断裂空间位置.     

含油气球冠模型三维重力归一化总梯度场特征

重力归一化总梯度的三维计算中,将圆滑滤波因子分别引入向下延拓和导数换算响应因子中,推导了其计算公式及数值实现过程,同时给出了具体的计算步骤;对含油气球冠模型的三维归一化总梯度场特征进行了分析与研究。研究结果表明,对于含油气球冠模型来说,不同于均匀球冠模型在各个深度的切平面等值线图中表现出单峰异常的特征,其三维归一化总梯度场的特征表现为:无论在过中心剖面的等值线图还是在某个深度的切片图中,只有当截止频率取值适当时才可以表现出"两高夹一低"的典型储油气藏标志特征,若取值不当,其表现出来的特征与均匀球冠模型相似。此外,归一化总梯度场等值线图中出现"两高夹一低"的位置,往往是含油气球冠所在位置和深度。     

高精度重力资料在胜利油区油气藏探测中的应用

摘要：应用改进的重力归一化总梯度法（ＧＨ法）对胜利油田ＤＢ区的高精度重力测量资料进行了处理。计算了ＧＨ值在地下的三维分布。某一深度ＧＨ平面等值线图中的闭合极小值（ＧＨ低）反映了低密度体的存在及其水平位置,而不同深度等值线图中ＧＨ低的数目的变化可以近似表示低密度体集中的深度范围。ＧＨ平面等值线图还可以为选择ＧＨ铅垂断面图的方向提供依据。ＧＨ铅垂断面等值线图中的闭合极小值更清楚地显示出低密度体的形态及其近似深度。计算出的ＧＨ值的三维分布与钻井资料的比较表明,ＧＨ的闭合极小值与已知油气藏在位置上有较明显的相关关系。     

异构并行算法快速构建全球扰动重力梯度全张量图

扰动重力梯度是扰动重力位的二阶导数,相对于其他重力场元素能更多地反映变化的不规则地球产生的高频信息。在使用高阶次球谐系数模型获取大范围高分辨率的扰动重力梯度数据时,存在重复运算多、计算效率低下、耗时较长的问题。针对该问题,推导了简化计算公式,将中间变量提取出来作为全局参数和局部参数单独进行计算、存储,从而有效减少重复运算;并在简化公式的基础上,提出了扰动重力梯度张量快速异构并行算法,利用CUDA（compute unified device architecture）实现了梯度全张量在GPU端的并行计算。根据Txx、Tyy、Tzz三个分量满足Laplace条件验证了算法可靠性,并与传统串行算法进行了计算效率对比,实验结果表明,相较于串行算法,所提算法可减少90%以上计算耗时,可将计算效率提高60倍以上。最后利用该算法基于2 190阶EIGEN6C4模型快速构建了5′×5′分辨率的全球扰动重力梯度全张量图,计算结果显示了扰动重力梯度同地形、地球质量分布变化的相关性及其在全球范围内的数值特征。     

基于重力及重力梯度数据的位场偏移成像

为了验证位场偏移快速成像方法的有效性以及对比基于重力和重力梯度数据的偏移成像的效果,笔者利用MATLAB编写了重力及重力梯度数据位场偏移成像的算法,并进行了模型正演计算,发现基于梯度数据的偏移成像的横向分辨率、抗噪性和抗背景场能力好于重力数据的偏移成像,并且能够较好的确定模型的中心埋深。将此方法应用于葫芦岛市黑鱼沟的某铅锌矿洞的深度计算中,验证了该方法的有效性。