抛物型方程和Poisson方程参数控制反问题的求解及其应用

提出用脉冲谱技术(PST)求解抛物型方程参数控制反问题和边界元-优化法求解Poisson方程参数控制反问题;推导了算式,给出了计算程式,并分别用这两种方法反演了非均质矩形土坝的渗透系数和新安江大坝坝基帷幕区补强前后的渗透系数.计算结果表明,用脉冲谱法和边界元-优化法求解参数控制反问题是行之有效的,应用于坝工渗流计算,可基本解决坝体和地基渗透系数的反演问题,其优点是,所需附加信息量少,无需大面积的钻孔取样工作,可节省大量投资.     

马斯京根洪水演算方程参数确定的最小二乘法

本文根据线性回归的最小二乘法原理，提出了一种由实测洪水资料直接确定马斯京根洪水演方程参数Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２的方法。该方法与目前广泛采用的试错法相比，具有计算的参数精度较高，计算过程可以程序化等优点。     

井间电磁波层析成像中的高精度时间域正演计算

为提高井间电磁波层析成像的分辨率, 正演计算中需保持较高的计算精度.本文正演计算中采用时间域伪谱(PSTD) 法模拟井间电磁波的传播.该算法在时间域有限差分(FDTD) 法的基础上采用快速傅立叶变换(FFT) 计算麦克斯韦方程中的空间导数.该算法除了具备时间域有限差分法的优点外, 在计算条件完全相同的情况下, 计算精度明显高于时间域有限差分法.时间域伪谱法的正演计算为井间电磁波高分辨率层析成像奠定了重要基础.      

基于混合遗传算法估计van Genuchten方程参数

van Genuchten(VG)方程是最常用的土壤水分特征曲线方程,其参数取值的精度直接影响到土壤水分运动方程计算的精度.该文建立了VG方程参数的优化模型,构建遗传算法与Levenberg-Marquardt算法相结合的混合遗传算法对其进行求解,并进行了数值试验.结果表明采用混合遗传算法比普通遗传算法不但提高了收敛效率,而且收敛迭代次数也大大减少;采用混合遗传算法估计参数的精度比非线性单纯形法和阻尼最小二乘法要高一些,而且不需要给参数初值.因此,混合遗传算法可以作为估计VG方程参数的一种新方法.     

用B样条函数计算非等距点重磁异常垂向二次导数

位场垂向二次导数是基于拉氏方程求得的。1969年B.K.Bhattacharyya实现了二元三次样条函数计算位场导数的方法。本文采用了非等距结点B样条函数求导的方法,它具有灵活统一的优点。取作为二次微商计算式。由于用曲线插值求导取代曲面插值求导,程序更便于编写。在计算机上分别用三种模型作了试算,效果很好,精度比其它方法(包括上述二元三次样条函数法)提高了一个级次。     

用遗传算法优化估计Van Genuchten方程参数

描述土壤水分特征曲线的Van Genuchten方程是一个非线性复杂方程,采用传统的方法对方程参数进行估计往往因为计算复杂和人为因素的影响,而使估计结果带有较大的误差。遗传算法是当前处理一般非线性数学模型优化的一种新的优秀方法。为此,采用实数编码多子种群遗传算法对方程的参数进行优化估计。算例结果表明用遗传算法优化估计Van Genuchten方程参数具有求解速度快、计算精度和自动化程度高、人为干扰因素小、通用性强等优点。因此,遗传算法可作为计算Van Genuchten方程参数的一种新方法。     

一个用于瞬时单位线参数更新的递归公式的推导及应用

在应用瞬时单位线(IUH)进行流域汇流模拟时,需要先率定其2个参数:线性水库的个数n及调蓄系数K.研究表明,用传统的矩法率定得到的IUH,对地面径流的模拟精度较差,需要对参数进行更新.此前袁作新给出了一个用于参数更新的递归公式.本文推导了一个新的递归公式,并与袁作新公式的应用效果进行了对比.新递归方程的推导原理是针对地面径流过程线的2个特征值:洪峰流量和峰现时间,按模拟值与观测值之间的比来调整参数n和K,以使调整后得到的地面径流尽量接近观测值,调整的目标函数选取确定性系数(DC)和误差的均方值(MSE).将新递归公式和袁作新公式应用于2个案例.结果表明,新递归公式在提高地面径流模拟精度上要优于袁作新公式,对于案例1,新递归公式能提高模拟精度,而袁作新公式则不能;时于案例2,新递归公式提高模拟精度的幅度要高于袁作新公式,DC值提高了1.1%,MSE值降低了14.2%.分析原因认为较大的参数调整幅度可能跨越最优点,而新递归公式对参数的调整幅度小于袁作新公式,从而使其能够找到最优点.应用本文的递归公式时,不宜调整次数过多,否则会降低地面径流模拟精度,对2个案例的最优调整次数均为2次,产生此现象的原因是增加调整次数虽然可以提高时洪峰流量和峰现时间的模拟精度,但不一定能提高对整个地面径流过程的模拟精度.     

基于叠加阻抗理论的弹性参数反演方法

弹性阻抗反演因其兼具叠前与叠后地震反演的优点、能够得到众多对岩性及流体较为敏感的弹性参数,因而在储层预测领域中应用极为广泛。弹性阻抗反演所使用的弹性阻抗方程是单入射角的函数,而在实际应用中由于采集以及处理技术的限制,反演所采用的地震道集为角度部分叠加道集,因而造成了方程与地震道集间的矛盾,导致阻抗体的反演精度降低。叠加阻抗理论将弹性阻抗方程改写为角度叠加范围的函数,更加符合实际道集情况,阻抗体反演精度高。基于叠加阻抗的思想,将常见弹性阻抗方程改写为叠加阻抗的形式,引入到弹性参数反演当中,并论证其可行性,以期更加准确地反演出弹性参数,从而提高储层预测成功率。     

基于主成分分析与K-L变换的双重属性优化方法

利用主成分分析客观赋权原理计算地震属性在预测目标参数时贡献率的大小,通过去除权重系数较小的属性参数,实现了地震属性的敏感性分析,建立储层参数与有效属性之间的匹配关联;在此基础上,利用K-L变换将属性样本空间的高维属性映射为低维属性,去除了属性之间的相关性,有效地解决了属性组合的优化问题,表明了主成分分析和K-L变换相结合的属性双重优化方法克服了单纯使用每种方法时的局限性,充分发挥了各自的优点,有助于属性分析、关联以及组合优化问题的解决,提高了地震储层参数预测的运算速度和精度。     

微地震震源定位方法综述

微地震震源定位方法是微地震监测领域的一项核心技术,而考量微地震技术应用效果好坏的准则在于震源定位方法的精确程度。针对非常规油气开发过程中微地震震源定位方法的应用,本文对微地震震源定位方法进行阐述。其中：几何作图法具有稳健、效率高的优势,但震源位置较深时定位精度较低;线性定位法无需速度模型精度,但对初至拾取的精度有较大影响;非线性定位法对初至拾取较为敏感,对速度模型的精度要求较高,但计算量较小;混合优化定位法在一定程度上提高了定位的精度和效率,但在低信噪比、速度模型精度较低时优势不明显;基于波形偏移的定位方法无需考虑初至拾取的精度,但计算量较大;基于神经网络的定位方法采用训练网络进行训练,定位精度高,误差小。同时,本文还介绍了多方法多参数信息融合技术在油气藏微震震源定位中的应用。     

弹性参数直接反演技术在储层流体识别中的应用

叠前地震反演是目前应用于流体识别的主要技术,但在具体研究区储层地质地震特点的应用过程中,存在岩石物理基础研究薄弱、多解性等问题。为提高流体地震识别精度,以KD地区为例,开展了陆相碎屑岩典型储层的岩石物理基础、叠前地震反演技术研究及应用。利用河道砂岩实验室岩石物理测试数据,分析了岩性、物性及孔隙流体对岩石物理参数的影响;基于弹性阻抗方程,通过弹性参数直接反演获取对储层流体敏感的参数,对KD地区河道砂岩储层进行了流体识别,提高了流体地震识别精度,取得了较好的地质效果。     

多重网格准线性近似技术在三维航空电磁正演模拟中的应用

系数矩阵存储和线性方程组求解是限制三维电磁积分方程方法发展的主要因素。Zhdanov提出准线性（QL）近似技术,建立了复杂散射场与背景场的线性关系,有效地避免了积分方程中大型线性方程组的求解,但是该算法用于多源问题航空电磁正演模拟时精度不高。因此,本文提出一种基于多重网格准线性（MGQL）近似的算法,并利用系数矩阵的Toeplitz性质存储矩阵和快速傅里叶变换,实现了矩阵与向量的快速乘积、降低了计算复杂度,采用多重网格结合了积分方程方法和准线性近似解法的优点,在保证精度的条件下提高计算速度、减少存储量。针对不同类型网格的模拟实验表明,相比于传统积分方程方法,本文算法在保证计算精度的同时,可以将计算速度极大地提高（>10倍）。     

强震作用下土石坝易损性快速精准分析的CIHA方法

强震作用下土石坝极易出现失稳破坏,从而造成人员伤亡和较大的社会经济损失.由于地震的不确定性,强震作用下土石坝失稳分析通常采用失稳概率表示,目前常用方法是地震易损性分析方法,主要有云图法和增量动力分析（incremental dynamic analysis,IDA）两种方法.IDA方法计算结果准确,但计算效率低,云图法计算效率虽高,但计算精度无法得到有效保证.基于上述问题,提出了一种基于云图法和IDA方法的地震易损性快速精准分析方法（CIHA,cloud-IDA hybrid approach）.CIHA方法可兼顾计算效率和计算精度,该方法基于云图法的对数线性回归假设,通过非线性时程分析,并对地震波进行一次放缩来计算相应损伤指标下的地震动强度值,利用地震动强度值得到的均值和方差生成土石坝在各个损伤等级下的易损性曲线.通过对Lower San Fernando土石坝的地震易损性分析,将所提CIHA方法与IDA方法的计算结果进行了对比.结果表明,在计算精度方面,CIHA方法可以获得与IDA方法相近的结果,在计算效率方面,CIHA方法相比IDA方法计算效率有显著提高.      

基于模型参数化的地震波走时与射线路径计算

模型的建立与描述是地震资料分析与处理的基础,合理的模型参数化方式对于地震正反演的各个方面都有很好的效果,其中射线追踪在正演模拟、层析成像及偏移等研究领域中都占有很重要的地位。本文针对地震波走时与射线路径计算,设计了一种将离散模型连续化的最小二乘模型参数化方法,分别对速度模型和走时模型进行模型参数化,然后进行梯度速度模型验算及误差分析。计算结果表明,该模型参数化方法使走时计算精度从10^-2提高到10^-3,使射线路径的计算精度提高了14.33%。最后通过经典Marmousi模型和Sigsbee 2A模型实例验证,充分证明了该模型参数化方法的有效性及普遍适用性。     

利用常规测井资料基于岩石物理和多矿物分析反演横波速度

测井横波速度是测井地震联合反演的重要标定参数.为克服大量老井缺少横波速度资料和现有横波速度估算方法的不足, 基于孔隙介质岩石物理理论, 通过常规测井资料求取多矿物组分, 利用VRH模型求得地层的等效弹性模量; 最后利用纵波速度作为约束条件, 根据Biot-Gassmann方程得到地层横波速度.计算结果与实测结果对比表明, 平均相对误差限在5%左右, 与Xu-White模型相比, 该方法物理意义更为明确, 使用更简便, 计算精度提高一倍左右.      

变速直射线空校法

速度是地震勘探解释中的重要参数,它直接影响解释的精度。在地层岩性横向变化剧烈、构造复杂地区,利用变速直射线空校法将地震勘探获取的法向时间改为垂直时间、再利用钻探的垂直深度,查清速度分布规律,编制平均速度分布图,用以进行时深转换,来解决复杂地区的地震勘探精度问题。     

基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演

提出一种基于谱反演方法的叠后地震数据纵波阻抗反演算法,用于提高地震反演精度。谱反演在地震高分辨率和反射系数反演中应用广泛,其基于反射系数的奇偶分解,能降低薄层之间的调谐效应,使反演数据体的分辨率得以提高,而由反射系数计算纵波阻抗的过程不适定,分步进行纵波阻抗反演会引入较大的累积误差。本研究提出基于谱反演方法的叠后纵波阻抗反演算法,引入TV正则化约束目标方程,通过迭代求解,可直接得到相对阻抗,然后同预先建立的低频模型进行频率域融合得到绝对阻抗。模型和实际数据说明,相比基于稀疏脉冲反褶积的阻抗反演,本文提出的方法反演分辨率较高,更有利于后续储层预测等研究的开展。     

RTK技术在煤田地震勘探中的应用

RTK测量有着实时、快捷、全天候等优点,在测量各领域得到广泛应用。本文通过RTK技术在煤田地震勘探方面的实践运用,对其作业方法、作业组织及成果精度作了初步研究。RTK测量的实质是将WGS84坐标系上的高精度三维成果以一定的转换参数,通过实时数据链进行计算转换,最终得到国家或工程独立坐标系的成果,本文亦对其转换参数的求取作了初步探讨。     

用共轭点法解释折射时距曲线及其计算程序

本文详细介绍了用共轭点法解释折射时距曲线的方法和优点,并在微机上实现了构制折射剖面自动化。作者采用优选法求取共轭点的计算方法,既提高了计算速度,又保证了计算精度。     

对比抛物Radon正变换几种矩阵求解方法

抛物Radon变换法(Parabolic Radon Transform)在地震资料处理中有广泛的应用。PRT可对不同频率的地震数据解耦处理,这一特点使得抛物Radon变换的计算效率比双曲Radon变换有数量级上的提高。在频率域求解时,需要对每一个频率成份求解同样大小的线性方程组。求解抛物Radon正变换的计算方法主要有Levinson递推法、共轭梯度法、Cholesky分解法和直接矩阵求逆法。最小平方抛物Radon正变换所形成的矩阵具有Toeplitz结构,可采用Levinson递推法进行计算。高分辨率抛物Radon正变换所形成矩阵的Toeplitz结构被破坏,一般采用共轭梯度法或Cholesky分解法进行求解。这里详细推导了复Toeplitz矩阵的Levinson递推算法,并分别对求解方程的四种方法进行了讨论,最后给出抛物Radon正变换求解的数值算例,并对所给出的四种方程求解方法的计算效率及计算精度进行了对比。