大地电磁测深资料常规反演方法的应用现状及进展

文中介绍了大地电磁测深(MT)资料处理解释中几种常规地球物理反演方法的基本原理及该领域内的最新进展,通过应用实例分析说明在进行资料定量解释的过程中应该多种反演手段相互佐证.可以用BOSTICK反演结果建立初始模型,通过一维、二维反演,在结合地质、物探资料并通过正演模拟计算验证的基础上,建立合理的地质-地球物理模型.利用综合信息建模及反演成像技术结合现代地质理论,能有效地降低解的非唯一性,提高解释结果的可靠程度及综合地质解释结果的合理性.     

大地电磁测深数据的二维反演

本文简要地介绍了两种不同的大地电磁测深数据的二维解释方法(从初始模型的确定至偏导数的求取),并编制了反演程序,对固安——霸县大地电磁测深剖面的资料进行了二维反演解释,取得了良好的效果。     

大地电磁测深三维反演系统及应用

大地电磁测深是基于电磁感应原理,在地表采集正交的电、磁场来研究地壳乃至上地幔电性结构的地球物理方法,后期衍生出采集高频天然场信号的音频大地电磁测深和采集人工源信号的可控源大地电磁法。此类方法在深部构造研究、矿产资源勘查、油气资源探测等多领域得到了广泛应用。近几年来,虽然其野外工作趋近三维勘探水平,但其采集数据的处理和三维反演研究仍然存在不足,限制了地质解释的准确度和效率。针对这些问题,我们开发了大地电磁测深的三维反演软件系统,系统主要分为静位移校正、三维反演的初始模型构建和三维反演3个模块,有效地解决了数据处理中的静位移问题和数据解释中的三维反演问题,并且其中涉及的很多算法改进了现有技术,在计算精度、计算效率和成本节约方面有很大优势,具有良好的应用前景。     

大地电磁测深反演技术有效性对比试验

设计了一个简单的三维模型:三维低阻异常体和高阻异常体位于一维层状介质模型中,以"十"字型和"米"字型观测剖面方式作为模拟方式,开展模型一维、二维、三维反演技术有效性对比试验,其中一维反演计算采用自适应正则化(ARIA)反演,二维反演计算采用非线性共轭梯度(NLCG)反演,三维反演计算采用REBOCC三维反演,将剖面下方不同的反演结果与原始模型进行对比分析,发现:在该模型条件下,一维和二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,REBOCC三维反演更偏向重建原始模型的宏观电性特征;在一维反演结果中,对于深部的电性结构特征,通常TE极化模式的反演结果好于TM极化模式,TE/TM几何平均值反演结果介于前两者之间;在二维反演结果中,通常TM极化模式的反演结果好于TE极化模式,TE/TM联合模式反演结果与TM极化模型相当,甚至更好;模型REBOCC三维反演相比一维、二维反演更易受反演结果多解性影响,REBOCC三维反演结果偏向重建原始模型的宏观电性特征。     

采用生物遗传算法的大地电磁测深资料反演

本文用遗传算法（ＧＡ）进行大地电磁测深（ＭＴ）一维模型的反演。本反演方法无需初值，不用求导数，受噪声影响小，能有效克服反演中出现的局部极值，并能给出一组解     

大地电磁测深资料的超球逼近反演

超球逼近方法是一种全局搜索的二次优化方法。将该优化方法应用到大地电磁测深资料的反演中取得较好的效果。在介绍了超球逼近方法的基本原理后,应用数值结果对该方法的可行性进行了检验。     

大地电磁测深拟二维模拟退火约束反演

大地电磁测深(MT)资料解释的核心是反演问题,其反演方法可分为两大类:局部方法和全局方法。局部方法基于最小方差原理,依赖于目标函数的导数求解,因而其解依赖于初始模型,容易陷入局部极值,难以得到全局最优解。全局方法如模拟退火算法,它是近年发展起来的全局最优化算法。其主要优点是:不用求目标函数的偏导数及解大型矩阵方程组,即能找到一个全局最优解,而且易于加入约束条件,方法易于移植。目前模拟退火算法已开始用于解决非线性地球物理反演问题,但还存在计算效率低的缺陷。以快速模拟退火算法为基础,对大地电磁测深理论数据及实际资料进行快速模拟退火约束多参量的反演,效果较为理想。对H型地电断面的理论曲线反演和根据某盆地预探井实际资料对中生界厚度及基底埋深的反演作了举例说明。     

网格剖分对大地电磁测深反演精度的影响

网格剖分的合适与否,影响着反演结果的精度。用不同模型、不同反演方法,对比验证粗细两种不同的网格对反演精度的影响。研究结果表明,从整体上看两种不同网格剖分方式,粗网格在深部比细网格模拟精度高,但是近地表开始阶段,粗网格与细网格波动幅度都较大,都脱离正常值,粗网格模拟精度不如细网格;粗网格的整体变化幅度比细网格缓和,其中对低阻异常体反演精度较好,但对高阻异常体反演精度较差,与真实值相去甚远。     

大地电磁测深与地震初至波走时交叉梯度反演

在地球物理勘探过程中,观测数据有限且存在误差,导致反演结果存在非唯一解。为了解决非唯一性问题,笔者研究了交叉梯度数学理论,实现了用交叉梯度约束2D 大地电磁和地震初至波走时的联合反演,并建立了2个模型。通过各自模型实验和不同模型间的对比,证明了交叉梯度联合反演比单独反演修复几何形态和物性参数的效果好,且交叉梯度与岩石物性无关;利用得到的交叉梯度图进一步证明了联合反演模型相似度高,也从交叉绘图中得到联合反演的物性关系更好的结论,反向证明了联合反演的正确性。     

西方大地电磁测深法理论发展现状

文章回顾总结了近几年来西方大地电磁测深法在数据处理、正反演等方面所取得的理论研究成果,指出在目前的大地电磁测深法研究中,资料的噪音分析、数据的正反演尤其是多维大地电磁测深法数据正反演研究是最为活跃的研究领域。     

水中大地电磁法测深

水中大地电磁法就是采用远参考的方法在水面进行大地电磁法。本文结合作者的实际工作经验,介绍了在湖泊、沼泽等水域开展水中大地电磁测深法(MT法)的工作方法和取得高质量测深资料的措施,总结了方法实施工作中的一些经验和体会,为在大面积水域开展MT工作提供了依据。     

大地电磁测深数据处理技术与反演方法改进及其应用实例

介绍了大地电磁测深法在"松辽外围中新生代盆地群油气地质远景调查"中,其数据处理与反演的基本方法与运用原则,提出了"浅部选择Occam反演,深部选用NLCG反演"和"交叉测线剖面阻抗旋转处理"及"多折线剖面等距离Li旋转算法处理"的改进方法技术组合,从整体上提高了MT资料处理与反演成果的质量。应用实例的反演结果真实有效,为后期的综合解释提供了可靠性资料。     

大地电磁测深应用于地热勘探

根据某小区的实际地质情况,使用V5-2000大地电磁测深仪,应用大地电磁法（MT）,对该小区进行了勘探。勘测中使用的频率范围为0.0005493～320Hz,分为两个频段;布极方式为“十、T、L”型,电极距一般为50～150m,利用井旁测深点反演电性分层结果与测区内测线的反演电性分层结果进行对比验证。通过对勘测结果进行解释,掌握了该小区内基底埋深及断裂构造发育情况,分析该区可能有含水的砂岩体存在,并推断地热水赋存深度为2600m。     

大地电磁测深曲线平滑尺度

在大地电磁测深中由于噪声干扰常使得观测的信号发生畸变,严重地影响了信号的分析,因此如何有效地对噪声干扰进行滤波及怎样选择滤波时间尺度是当前数据处理中的难点。利用各向异性扩散(Anisotropic Diffusion,AD)及扩散平衡(Diffusion Balance,DB)方法在噪声压制与信号特征的保护及形态特征的恢复上达到了合理的平衡。模拟与实测数据显示:利用AD与DB可使平滑后的信号与原始信号达到高精度的逼近,信噪比从14.19 dB提高到69.25 dB;扩散平衡时间与噪声强度密切相关,噪声强度越高达到扩散平衡的时间越长;有效地压制了实测信号中的“飞点”干扰,恢复了信号的基本形态。     

大地电磁测深数据子库

"大地电磁测深数据子库研制"是国土资源部"深部地球物理探测数据共享与对比研究"项目的课题之一.在此介绍课题的研究概况,详细讨论大地电磁测深数据库的需求分析、开发平台的选取、系统结构和功能设计等问题.     

大地电磁测深相位数据的研究和应用

MT资料处理方法近年来得到了较快发展;各种二维反演、偏移成像技术也有了新的进步。在大地电磁测深资料处理中,长期以来使用视电阻率和相位作为解释参数,但是视电阻率和相位均存在一定的局限性。该文从理论上研究了相位微分的性质,通过模型说明了相位微分的算法:先将获得的相位数据求导,得到相位微分曲线,用比较法得到曲线的极值点,通过极值点对应的周期确定主要导电层的深度和电阻率。利用相位微分能在较小的周期内得到较大的勘探深度。使用该方法对一维和二维模型进行的实验是可行的,对实际资料进行的处理结果也是令人满意的, 从而说明该方法是有效的。     

利用一维正则化反演进行大地电磁测深数据拟二维反演解释

大地电磁测深的反演问题是不适定的,其反演结果不稳定,且具有非唯一性。通过在目标函数中采用正则化方法,可以使得不适定反演问题具有稳定的反演结果,并改善解的稳定性和非唯一性问题。为了提高野外大地电磁测深数据的处理效率和初步解释的精度,提出了大地电磁测深数据的一维正则化反演进行拟二维反演解释方法。这里所述的大地电磁测深一维反演解释,与以往的解释方法不同,其思路首先用Bostick反演的深度来控制层参数,使反演计算的模型参数仅存在电阻率;最后采用阻尼高斯-牛顿算法进行反演计算,并将Bostick反演结果作为反演计算的初始模型。通过模型试算,结果表明其处理速度快、解释直观,对野外大地电磁测深数据进行初步反演解释是可行的。     

大地电磁测深资料的噪声干扰

在概述大地电磁场场源的基础上,阐明了影响大地电磁测深资料的噪声分为场源噪声、地质噪声和人文噪声,它们分别来自不同的源。研究了各种噪声对大地电磁测深资料的影响特点,并对几种常见的噪声干扰信号进行了频谱分析。结果表明地质噪声一般影响全频域,近场干扰主要影响高频的有限频率,但近处雷电影响高频的较宽频带,而负荷系统的不稳定则主要影响低频。最后提出了消除或降低各种噪声干扰的可能办法或建议。     

基于简单模型的大地电磁测深法薄层识别与约束反演

薄层识别一直是大地电磁测深法(MT)数据反演解释的重点和难点.约束反演能有效提高大地电磁测深对薄层的识别能力,这里采用在井资料约束上覆地层与围岩的电性条件下,进行MT约束反演.通过约束浅部地层,提高对深部地层的反演识别能力,达到对目标层的准确识别与精确探测.通过模型设计与计算,讨论了地电参数约束类型、约束数量、以及测量...