欧拉反褶积在重磁位场中应用与发展

介绍了欧拉反褶积方法原理,概述了国内外近几十年地球物理学者对欧拉反褶积方法进行的一系列改进及相关问题研究取得的主要进展和成就,并着重分析了构造指数的选取和欧拉解的稳定性等问题。通过分析指出了构造指数的正确选取、多场源混合叠加干扰和高阶次背景场研究及欧拉解的稳定性仍是今后欧拉反褶积方法研究重点和发展的主要方向,这对解决欧拉反褶积在重磁位场资料解释实用化中具有重要意义。     

位场欧拉反褶积方法适用性分析及其应用

欧拉反褶积是重磁勘探常用的反演方法和资料解释工具。从单一场源出发,推导了叠加场源下的常规欧拉反褶积公式,理论分析出了异常叠加是影响常规欧拉反褶积应用效果的主要因素。为解决这一问题,可采用高阶导数来提高异常分辨率,削弱叠加影响,但高阶导数却易受高频干扰影响。为了深入研究欧拉反褶积方法的应用效果及其适用性,利用垂向导数形式的欧拉反褶积与常规欧拉反褶积进行对比分析。模型试验表明:在无噪声情况,基于垂向一阶导数的欧拉反褶积反演结果具有更高的聚合度和计算精度,可有效压制异常叠加影响;但当原异常含有噪声时,基于垂向导数的欧拉反褶积受噪声影响严重,反演效果不如常规方法,可以采用向上延拓方法来压制噪声干扰以提高高阶导数欧拉反褶积的反演精度。在江西相山实际重力资料处理中,垂向一阶导数的欧拉反褶积比常规欧拉反褶积反演出了更多的地质边界信息,而常规欧拉反褶积在主构造上反演点的连续性更强。因此,在实际资料处理中,建议常规欧拉反褶积和导数形式下的欧拉反褶积同时使用,以提高方法的解释能力。     

基于SVD-TLS算法的非预测欧拉反褶积

针对地下有多个异常源时,单一预测构造指数难于表征多个异常源。采用非预测欧拉反褶积以避免可能错误确定构造指数使得欧拉解过度发散的问题;同时针对欧拉反褶积超定方程组的条件数很大,致使欧拉反褶积解集中良解占优率低等解的非唯一性和解的不稳定性等局限性,采用奇异值分解总体最小二乘法（SVD-TLS算法）,以降低由于奇异值分析不当造成计算欧拉解非唯一性和解的不稳定性的问题,并利用SVD-TLS的截断误差构造阈值函数对解集进行过滤。数值结果表明了算法的有效性和可靠性。      

重力场欧拉反褶积最优化滑动窗口选择

针对欧拉反褶积法中使用单一构造指数难于表征多个异常源,而使用不同尺寸的滑动窗口或通过枚举构造指数易于导致欧拉解集庞大,增加不必要的后续处理解释工作.为此,利用聚类分析划分欧拉反褶积解集,采用截断奇异值分解法解欧拉齐次方程,以评价因欧拉反褶积所构成的大型线性方程组条件数过大而造成欧拉解的非唯一性和不稳定性问题.在此基础上...     

地面磁梯度测量在勘查地下污水管道中的应用

利用在辽宁某地区实测的垂直磁梯度数据,采用欧拉反褶积方法对地下异常情况进行处理和解释。正演研究表明,理论计算获得的磁梯度比实测磁总场的灵敏度高,结合磁梯度数据和欧拉反演方法可以进行较为复杂地形的解释。通过将计算获得的磁梯度异常与实测磁梯度异常对比,后者对地质体的分辨率更高。对地面垂直磁梯度数据进行反演,结果表明:该方法能够准确地确定地下污水管道的边界和埋深。     

东海陆架盆地构造划分的高精度重磁解释技术

本文利用面积广、勘探深度大的重磁数据通过增强型局部相位边界识别方法和优化欧拉反褶积法获得东海陆架盆地的构造特征,为油气勘探提供基础资料。增强型局部相位边界识别法是重磁数据一阶和二阶水平导数的比值函数,能有效地均衡不同深度地质体的边界响应,从而同时显示不同深度构造的边界,提高对较深层构造的分辨率;优化欧拉反褶积法有效地降低了背景异常的干扰,从而可获得更加准确的构造反演结果。理论模型研究表明,增强型局部相位边界识别法可更加准确和清晰地划分边界信息,优化欧拉反褶积法可获得更加准确和收敛的反演结果。综合利用增强型局部相位边界识别和优化欧拉反褶积法对东海陆架断裂构造分布进行划分,获得了分析区域构造背景和评估油气潜力的基础资料。     

重力场欧拉反褶积最优解提取

在传统重力场欧拉反褶积中,单一构造指数难于表征多个异弱常源;而枚举构造指数易于导致欧拉解过度发散、欧拉解解集庞大且其中谬解极多。为此,在采用非预测欧拉反褶积方法,避免枚举构造指数的基础上,采用截断奇异值分解法解欧拉齐次方程,以评价欧拉解的不稳定性,在此基础上,构建估计函数以保留位场总场效应相对较弱的异常源。最后通过数值例子进一步表明了方法的有效性和可靠性。     

航磁梯度数据解释新方法在迁安铁矿勘探中的应用

为更加清晰和准确地利用磁梯度数据获得地质体的分布特征,笔者采用解析信号总水平导数法和梯度欧拉反褶积技术组合实现磁梯度数据的解释,解析信号总水平导数的极值可有效地圈定出矿体的分布范围,梯度欧拉反褶积法可有效地避免背景异常的干扰,从而准确地给出磁性体的位置和深度信息。理论模型证明解析信号水平导数法和梯度欧拉反褶积法的组合可准确地获得磁性体的水平范围和深度。应用于河北迁安地区磁梯度数据的解释,圈定出5个呈条带状分布的较大型铁矿藏,埋深在200~450 m。     

新疆喀默什特地区隐伏断裂高精度磁测解释简

喀默什特南部戈壁覆盖区存在东西向正磁异常带,长约11km,在进行高精度磁法测量后推测为基性或超基性物质反磁化的反映。为了给出正磁异常带合理的解释,沿异常带垂直方向布设1∶10000剖面,通过离散小波分解对剖面磁测数据进行精细化处理,得到不同深度范围内异常的分布。结合欧拉反褶积运算、归一化总梯度处理及空间域解析延拓进一步判断异常特征,发现该异常主要由断裂引起,为塔什纳拉他乌推覆体所引起的断裂在喀默什特南部的延伸段。     

新疆喀默什特地区隐伏断裂高精度磁测解释

喀默什特南部戈壁覆盖区存在东西向正磁异常带,长约11km,在进行高精度磁法测量后推测为基性或超基性物质反磁化的反映。为了给出正磁异常带合理的解释,沿异常带垂直方向布设1：10000剖面,通过离散小波分解对剖面磁测数据进行精细化处理,得到不同深度范围内异常的分布。结合欧拉反褶积运算、归一化总梯度处理及空间域解析延拓进一步判断异常特征,发现该异常主要由断裂引起,为塔什纳拉他乌推覆体所引起的断裂在喀默什特南部的延伸段。     

Tilt-Euler方法在位场数据处理及解释中的应用

通过探讨斜梯度欧拉反褶积(Tilt-Euler)方法及性质,对理论模型和实测重力资料进行分析,结果表明Tilt-Euler在无场源构造指数的条件下能快速推断出场源边界和深度分布,并能自动估算出构造指数,计算简便,实用性强,这对于大面积航空磁测和航空重力资料处理解释具有重要意义。     

储层地质模型建立步骤

本文系统介绍了单砂体模型、单井模型、二维模型和三维模型的建立步骤，是目前较为普及和实用的一种建模过程。文章对每种模型的关键点、参数选取和方法都作了概要的叙述，这一方法和步骤特别是对油田开发早期的模型建立具有很好的实用性。     

人机联作重磁资料解释方法的研究

人机联作模拟反演可以充分利用一些已知的地质地球物理信息,充分发挥人的智能作用,提高地质解释效果。本文利用二度、二度半多边型重磁模型,在IBM微机上初步实现了重磁人机联作解释系统。     

VC++调用Matlab实现三维欧拉反褶积运算

磁性地质界面的反演是地球物理勘探的重要方法之一。这里介绍了在V isual C 6.0调用Matlab engine的详细步骤,实现了以VC为主界面,调用Matlab反演磁性界面的三维欧拉算法,并应用到不同延深的单体模型和多体模型实验中。结果表明,程序的开发周期和工作量大为缩短,复杂分布的磁性体也可用该方法确定水平位置和深度。该程序为开发地球物理分析软件提供了一条高可靠性、低开发周期的有效途径。     

苏北盐阜地区中、古生界地层分布特征

应用钻井、测井及古生物资料,对下扬子苏北盐阜地区中、古生界地层进行研究,同时综合了重、磁、电、二维地震、MT二维剖面等资料,探讨盐阜地区中生界残留地层展布规律。研究结果表明,中生界白垩系浦口组在研究区广泛分布,厚度较大,且分布稳定,而赤山组、葛村组及侏罗系、三叠系局部零星分布;上古生界地层残存在滨海隆起—建湖隆起引水沟凸起一带,下古生界地层残存在淮阴凹陷—盐城凹陷地区。     

重、磁、电联合反演在银额盆地定量解释中的应用

依据大地电磁测深连续二维反演结果初步确定构造与地层,通过综合分析区内物性特征给定地层与岩石的物性参数,建立正演地质一地球物理初始模型,在地质、钻井、地震资料约束下进行重、磁、电联合反演,不断修改地质一地球物理模型和大地电磁测深连续二维反演结果,使重、磁正演数据和实测数据拟合度达到最佳。在银额盆地构造与地层解释中的应用结果表明,重、磁、电联合反演可以有效克服单方法解释的多解性,准确识别地质层位,大大提高定量解释的精度。     

辽宁鞍山-本溪地区深部铁矿发育模式与铁矿远景

鞍山-本溪地区是我国条带状铁矿重要成矿区,现已发现了众多大型、超大型铁矿床.在区域地质、地球物理资料的基础上,采用欧拉反褶积等重磁场处理解释技术,通过综合研究和三维地质建模,提出了3种深部铁矿发育模式,并对研究区进行了铁矿远景预测.预测在火连寨、思山岭、卧龙镇、南芬东、北台等6个地区可能存在逆冲推覆型及向斜覆盖型深部铁矿,在灯塔县西南张台子镇及鞍山西北部存在新生界覆盖型深部铁矿.进一步指出本溪火连寨逆冲断层下盘3 km左右、本溪思山岭逆冲断层下盘2 km左右、灯塔县张台子镇覆盖区下2 km以浅存在含铁建造,铁矿找矿远景广阔.     

综合物探方法勘查在沈阳新城子盆地地热勘查中的应用效果

应用重、磁面积性测量成果推测地质构造位置、性质和基本特征,确定主控地质构造;并依据重力异常圈定盆地总体轮廓,利用局部变化特征划分次级凹陷和凸起,确定次级凸起部位和其边缘断裂带为寻找地热资源的有利部位.利用可控源音频大地电磁法（CSAMT）剖面测量成果,根据断裂带上的垂向地电断面上的视电阻率变化特征,推断断裂性质和深部的岩石破碎程度以及含水情况.根据二维地震测量,进一步确定断裂性质,推断出最佳含水部位,最终确定地热井井位.经钻探验证,成井结果与推断基本一致,打出了较理想的地热井.说明所采用的技术思路正确,应用综合物探勘查方法寻找隐伏的地热资源非常有效.     

CONSEQUENCES OF FLUID LAG IN THREE-DIMENSIONAL HYDRAULIC FRACTURES

Research investigations on three-dimensional (3-D) rectangular hydraulic fracture configurations with varying degrees of fluid lag are reported. This paper demonstrates that a 3-D fracture model coupled with fluid lag (a small region of reduced pressure) at the fracture tip can predict very large excess pressure measurements for hydraulic fracture processes. Predictions of fracture propagation based on critical stress intensity factors are extremely sensitive to the pressure profile at the tip of a propagating fracture. This strong sensitivity to the pressure profile at the tip of a hydraulic fracture is more strongly pronounced in 3-D models versus 2-D models because 3-D fractures are clamped at the top and bottom, and pressures in the 3-D fractures that are far removed from the fracture tip have little effect on the stress intensity factor at the fracture tip. This rationale for the excess pressure mechanism is in marked contrast to the crack tip process damage zone assumptions and attendant high rock fracture toughness value hypotheses advanced in the literature. A comparison with field data is presented to illustrate the proposed fracture fluid pressure sensitivity phenomenon. This paper does not attempt to calculate the length of the fluid lag region in a propagating fracture but instead attempts to show that the pressure profile at the tip of the propagating fracture plays a major role in fracture propagation, and this role is magnified in 3-D models. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., vol. 21, 229–240 (1997).