AR模型在大地电磁测深资料处理中的应用

大地电磁测深资料数据采集过程中,由于温度、湿度等对仪器的影响或GPS搜星不正常,采集到的数据有时会出现时间序列跳帧或缺失现象.针对这一问题,本文将基于无激励AR(p)模型预测数据的原理引入大地电磁测深数据处理中.根据已知序列确定AR(p)模型阶数以及模型参数,建立正确的预测模型对缺失数据进行预测,并对比经过预测后的数据与实际样本数据的频谱,表明AR(p)预测模型可以解决原始资料的不连续性问题,提高了大地电磁测深野外资料的利用率.     

海岸效应对近海地区大地电磁测深数据畸变作用研究

在近海地区采集的大地电磁测深数据通常受到海岸效应的影响,使得大地电磁测深数据发生畸变,因而很难利用大地电磁测深资料较为可靠地获得地下深部的电性结构.本文通过正演模拟方法,分析和总结海水深度变化和海底地形变化对近海地区大地电磁测深数据的畸变影响.当测区与海岸线的距离小于目标频率的大地电磁场趋肤深度时,高导海洋的存在会严重影响测区内电磁场的分布.由于海岸效应的影响,大地电磁测深视电阻率曲线和相位曲线均会发生不同程度的畸变,在低频部分,这种畸变作用尤为明显.大地电磁测深一维Occam反演方法和二维非线性共轭梯度反演方法,对近海地区浅部地层具有较好的反演效果.随着海水深度的增加和海底地形的复杂变化,两种反演方法均会出现不同程度的假异常,为地质解释工作造成了影响.近渤海地区的实测大地电磁测深数据在低频部分可能受到海岸效应的影响而导致视电阻率曲线的严重畸变.     

南黄海海底大地电磁测深试验研究

针对南黄海盆地深层地震地质条件差,地震波受屏蔽,能量严重衰减,在海洋反射地震资料中很难识别反映中-古生界的反射地震波组,不能满足南黄海盆地前第三系油气资源前景评价的需要等问题,于2006年5月,开展了南黄海海域海底大地电磁测深试验,在盆地内五莲斜坡和胶州凹陷区布设了3个海底大地电磁测深点,取得了可靠的海底观测数据.本文详细阐述了海底大地电磁测深与常规大地电磁测深在数据处理方法上的差别,论述了海洋电磁噪声对海底大地电磁场观测的影响,提出了海底大地电磁场实测资料“水平姿态”校正、“方位”校正和“海洋电磁噪声”校正的方法.通过对试验观测资料的处理和反演,并结合地质、物性资料进行综合分析,结果表明在南黄海盆地海底以下深部还存留有古生代地层,这对于南黄海前第三系含油气前景的评价具有重要意义.试验结果也证明了海底大地电磁测深技术在研究古生代残留盆地方面的问题可以发挥相当好的作用.     

我国大地电磁测深研究新进展

回顾了我国80年代中期以来大地电磁测深工作的进展，包括资料采集、数据处理和反演解释着重介绍了大地电磁测深法在石油、天然气构造普查勘探以及地壳和上地慢探测方面应用的情况．     

地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响

基于电磁理论,导出了层状球体大地条件下长周期大地电磁响应的计算公式,编制了计算机程序,并对相应理论模型进行正演计算。根据计算结果,分析了地球曲率对长周期大地电磁测深法视电阻率和阻抗相位的影响。理论模型的计算结果显示,随着探测周期的增大,地球曲率对长周期大地电磁响应的影响逐渐增大,视电阻率曲线会明显下降,阻抗相位曲线逐渐趋于90°;在一维情况下,对于目前的仪器测量范围可以忽略地球曲率带来的影响,但随着仪器技术的进一步发展,地球曲率对长周期大地电磁测深法的影响不可忽视。     

矿区近场源噪声对大地电磁测深数据的影响及其压制方法

大地电磁测深采集的是天然电磁场,具有振幅微弱、频带宽的特点.在人文活动密集地区,电磁噪声干扰日趋严重,导致大地电磁测深曲线具有明显的近场源效应.本文利用电偶极子理论模型分析了电磁相关噪声对大地电磁测深数据的影响特征,并对湖南衡阳某矿区噪声实验数据进行了讨论,分析了矿区噪声的特点.分别利用远参考方法和基于大地电磁时间序列依赖关系的去噪方法对实验数据进行了处理.研究结果表明:矿区近场源噪声的频率一般大于0.1 Hz,远参考方法可以压制高频部分近场源噪声,但在0.1 Hz附近仍存在跳点;基于大地电磁时间序列依赖关系的去噪方法也可以压制矿区强相关噪声,抑制近场源效应,其效果要好于远参考的处理;两种方法结合可以更好的压制强噪声,基本消除了近场源效应,有效提高了大地电磁测深数据的信噪比.     

多种频率域电磁法在冷水坑矿集区的应用效果对比

江西省冷水坑矿集区具有浅部斑岩型矿体与深部层控叠生型矿体的复杂组合.利用现代地球物理方法对矿集区地下深部结构进行了探测,对圈定地下容矿、示矿地质信息和认识地下深部成矿过程具有重要意义.本文以位于江西省贵溪市境内的冷水坑银铅锌矿田为试验研究区,开展了混场源音频大地电磁测深法(EH4)、音频大地电磁测深法(AMT)以及可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)三种不同频率域的探测试验,研究和总结了频率域方法以及不同仪器电磁法数据采集特点和应用效果,为频率域电磁法勘探提供借鉴和参考.通过对冷水坑矿集区典型勘探线上三种电磁方法的数据处理,绘制了视电阻率和相位单点测深曲线、原始拟断面及二维反演断面图.发现单点曲线形态基本一样.由于AMT在低频段受矿区工业干扰,视电阻率曲线呈45°上升;视电阻率、相位拟断面对地下电性分层结构基本一样,总体可分为三层,且分层结构较清晰;二维反演断面能够较好反映地下高低阻异常响应,但响应效果有所差异且CSAMT法效果较好.因此在干扰严重地区,建议选用人工源发射的可控源音频大地电磁测深法(CSAMT).     

芬兰北部POLAR剖面的地电模型

沿着欧州地学断面(EGT)POLAR剖面进行了大地电磁测深以便建立起地壳的地电(导电性)模型。设置了40个大地电磁测深点(MT),18个音频大地电磁测深点(AMT),10个磁流体动力学测深点(MHD)在主要POLAR剖面上(剖面1),在距主剖面东南40km的平行剖面上(剖面2)设置了十多个大地电磁测深点。     

表层构造横向不均匀性在电磁测深响应中的影响

大地电磁测深结果受表层构造横向不均匀性的影响,其视电阻率曲线会发生畸变。为了分析表层构造横向不均匀性对测深曲线的影响,本文采用有限单元方法对几种野外常见的表层横向不均匀构造进行了模拟计算。研究结果表明,表层构造的横向不均匀性对于测深曲线的影响是严重的     

PRC_MTMV和EMTF在长周期大地电磁数据处理中的应用

长周期大地电磁信号强度弱,频带宽,容易受到多种噪声的干扰,观测数据不满足加性、平稳和最小相位特性.因而,其数据处理仍有较多难点.常规的大地电磁数据处理方法是相似的,其主要差别是在时域或频域压制噪声、提高信噪比的数学方程和算法不同.为了提高数据处理的可靠性,拓宽方法的选择范围,本文介绍了广泛使用的PRC_MTMV和较少使用的EMTF两套软件系统的处理原理、参数配置以及用于处理长周期大地电磁资料的基本流程.利用两套系统对实测数据进行处理,对比发现,PRC_MTMV处理得到的视电阻率和相位曲线总是比EMTF的曲线平滑;EMTF的远参考处理对视电阻率曲线高频部分有较大的改善,说明EMTF能够有效克服磁场干扰;将同一测点长周期和宽频测深曲线拼接,二者的效果是相当的,表明EMTF能够满足需要并用于处理长周期大地电磁数据.     

基于GIS技术的大地电磁测深数据库系统设计与实现

大地电磁(Megnetotelluric,简称MT)测深数据子库是中国岩石圈三维结构数据库所属子库之一。本文阐述了结合GIS技术开发大地电磁测深数据库管理系统的必要性。讨论了新型大地电磁测深数据库及基于GIS平台的数据库管理系统的总体设计思想。在分析原ACCESS大地电磁测深数据库所存在问题的基础上,建立新的MT数据库实体-关系模型,并进一步把原有的MT数据库改造为SQL Server 2000数据库;同时,开发了基于GIS的MT数据库管理系统。本文介绍了基于GIS的MT数据库管理系统所具有的功能。     

用有限元法正演京津唐地区二维构造的大地电磁测深资料

本文阐述在大地电磁测深工作中,用有限单元法,模拟计算京津唐地区二维地质构造的大地电磁响应。 文章前部分,论述了用有限单元法正演二维大地电磁测深曲线的原理及其数学公式推导。文章后部分,根据两条测线实测的大地电磁测深结果并结合其它地球物理探测资料,给出了两个二维剖面模型,并计算了两种极化的视电阻率曲线。两条实测剖面分别是横切唐山地震带的马兰峪—柏各庄剖面及横过北京地区北北东构造走向的文化营—王辛庄剖面     

庐枞矿集区大地电磁法的远参考效果研究

庐枞矿集区大地电磁测深(MT)数据受强烈的工业、通讯、矿山、民用等电磁干扰,致使资料数据离差大、曲线形态畸变、可信度差,本文从大地电磁测深张量阻抗计算表达式出发,分析了噪声对张量阻抗估计产生的影响.选用本区质量较好的MT数据作为"远参考点",应用远参考方法处理庐枞MT数据,研究其对卡尼亚电阻率-相位曲线的改善效果,以及对数据相干度和信噪比的改善效果,并提出磁场信号的相关性是远参考处理的关键因素.     

瞬变电磁测深早期数据的修正

通过时间-频率转换关系,TEM数据可以转换成平面波场测深数据,从而可以对TEM资料进行拟平面波场处理解释.在对瞬变电磁视电阻率数据向平面波场测深视电阻率数据转换时,发现由于瞬变电磁使用晚期计算公式及装置问题,使测深曲线早期数据发生畸变.文中建立了视电阻率曲线进入晚期所满足的关系式,从理论上给出不同情况下瞬变电磁测深视电阻率曲线进入晚期的临界点.以瞬变电磁、大地电磁、CSAMT为例,对大量的模型进行正演计算,对计算结果进行对比分析,建立不同地表电性结构、不同时间延迟情况下,瞬变电磁早期数据误差的校正量板.     

不同参数条件下远参考大地电磁处理效果对比分析

研究了在不同噪声强度、不同参考道、噪声仅存在基站或参考站时,远参考处理对测深曲线的影响.通过对标准时间序列进行仿真模拟,发现基站含不同信噪比的非相关噪声,远参考大地电磁对测深曲线提升效果不一:高信噪比(SNR=10.58 d B)条件下,远参考大地电磁能够较完美的恢复测深曲线,低信噪比(SNR=0.2 d B)条件下,远参考大地电磁对测深曲线质量提升效果有限;相同噪声仅存在于基站或者参考站对资料处理效果有区别:噪声仅存在于参考站的处理效果比仅存在于基站的效果要好;参考站无噪声情况下,电道或者磁道作为参考道对处理结果影响不大;基站与参考站之间的磁场相关性、基站磁场噪声与参考站磁场的非相关性与远参考处理效果关系密切.通过对实际资料的计算也有上述结论.     

三维电磁阵列剖面法的基本原理及应用

本文论述了三维电磁阵列剖面法的基本原理，并从理论上论述了大地电磁测深中的静态效应是由电磁响应中与频率无关的静态项引起的，基于这一原理，本文提出了三维ＥＭＡＰ野外采集方式和数据处理方程。三维ＥＭＡＰ法不仅能消除ＭＴ中的静态效应，而且由于采集信息量大大增加，较常规ＭＴ有更好的地质效果，文中给出的实例证明了这一点。     

基于ε-SVR算法的大地电磁测深资料去噪

消除噪声干扰对大地电磁测深资料的影响是大地电磁(MT)工作中的首要问题.基于结构风险最小化原则的支持向量机能够解决小样本情况下非线性函数拟合的通用性和推广性问题,是求复杂的非线性拟合函数的一种有效技术.本文首先介绍了ε-SVR(ε不敏感损失函数—支持向量机回归)的原理及SVR相关参数的选择,在此基础上,利用该算法对大地电磁测深实测资料进行回归处理,并与当前常用的去噪方法(Robust变换结合人工筛选)进行对比,结果表明ε-SVR算法可以较好地消除MT测深曲线所受噪声影响,提高工作效率.同时给原始数据加入10%噪声,并利用该算法对加噪后的数据进行回归处理,加噪前后拟合结果的绝对误差的均方差为9.454,相对误差的均方差为1.61%,证明该模型具有良好的泛化能力和稳健性.     

电阻率随位置线性变化时的三维大地电磁模拟

采用积分方程法实现了对三维体电磁散射的数值模拟研究.在分析电张量格林函数的基础上,针对大地电磁情形，进行了数值模拟研究.分析了异常体的横向走向长度对电磁响应的影响,特别对电阻率作线性变化的异常体进行了数值分析,并得到了相应测深曲线.对三维电磁测深进行了分析,考察了地层参数的影响,得到了一些重要结果.     

由实测资料看天然电磁场的平面波特性

在大地电磁测深资料处理中发现 ,同时观测的多个测点的磁道信号在一定距离范围内互换 ,电磁测深曲线形态变化微小。通过实际资料处理结果研究了天然电磁场平面波的某些量化特性 ,其结果显示 ,在一定范围内的天然磁场信号满足平面波的特性。该研究结果为大地电磁测深勘探中合理布设磁场探测器 ,提供了实际依据     

电导率分层连续变化的水平层的大地电磁正演

用有限单元法进行电导率分层连续变化水平层的大地电磁正演计算，与解析法的计算结果进行对比，两者非常符合．算例表明，地表浅部岩层电导率的不均匀性对大地电磁测深曲线的高频段有较大影响．