固定翼电磁数据双分量联合电导率深度成像

传统固定翼航空电磁探测采用总场dB/dt进行电导率深度成像,不仅损失多分量测量信息,dB/dt与电导率的非唯一性也影响数据的成像精度。笔者提出了一种基于磁场双分量(B_x, B_z)查表的联合电导率深度成像算法,根据固定翼电磁响应的正演计算,建立按时间道划分的B_x-B_z-电导率-飞行高度数据表,利用磁场双分量联合查表与插值算法确定视电导率,避免了由于电磁数据二值性引起的视导率不确定性问题;根据扩散深度公式得到视深度,并计算成像深度,从而得到双分量联合电导率深度成像结果。基于一维大地模型正演数据与准二维大地模型正演加噪数据,分别采用磁场双分量联合查表法、总场查表法和单分量查表法对仿真数据进行电导率深度成像,结果表明磁场双分量联合查表法优于单分量与总场查表法,较单分量电导率深成像精度提高了7%。     

基于CDI和拟二维反演的时间域航空电磁数据级联解释方法

时间域航空电磁法(ATEM)是一种具有大面积探测,探测速度快、相对成本较低、受地形地貌影响较小等优点的地球物理方法。由于航空电磁数据量巨大,三维反演成本太大,目前主要使用一维反演或者拟二维反演方法来进行解释。对于航空电磁探测而言,大面积探测区域和复杂地形条件使得研究人员很难获取到勘探区域的地质信息,因此反演时选取初始模型变得很困难。而电导率-深度成像(CDI)无需建立初始模型,即可快速获得地下介质的大致电性分布情况。因此CDI结果可以用来作为反演的初始模型,应对缺少地质信息的区域。本次研究中,提出CDI与拟二维反演的级联解释方法。首先使用CDI方法来近似估计地下介质的电导率和深度;其次在此基础上建立反演的初始模型;最后采用横向约束反演(LCI)方法对ATEM数据进行反演。通过对理论数据和实测数据的实验得出,CDI与拟二维反演的级联解释方法能够在获得较好的反演结果的同时减少计算时间。     

瞬变电磁电阻率成像法探测岩体渗漏通道的研究及应用

本文利用等效代换的方法建立计算瞬变电磁响应的概念及方法,通过视电阻率和视深度的计算,进行实测剖面的二维电阻率成像,并利用该成像技术探测某水库岩体集中渗漏通道,获得良好的效果。     

基于多元线性回归的HTEM三维异常体电导率-深度识别

针对时域航空电磁飞行测量数据量大、电导率-深度成像计算时间长,以及三维反演困难等问题,笔者采用三维时域有限差分数值计算方法,计算了多组不同电导率、不同深度的三维异常体电磁响应;通过分析三维异常体剖面曲线的属性特征,提取了7个特征属性参数;基于多元逐步回归法建立了三维异常体的电导率、深度回归方程;通过对方程进行离群值剔除和共线性诊断、显著性检验,最终得到了电导率、深度最优回归方程。对回归方程模型分析和精度分析的结果表明,取样时间为0.2~1.5 ms时：电导率模型的相对误差小于11.95%,残差平方和为4 653.724;深度模型的相对误差小于13.19%,残差平方和为10 873.645。因此,采用多元逐步回归法建立三维异常体电导率和深度方程是完全可行的,是一种有效、准确、快速的识别方法,为野外航空电磁飞行测量时的海量数据异常快速检测和识别奠定了基础。     

地震反射数据Q值估计及其在油气勘探中的应用

油气地震勘探中,地震波在实际介质中传播时会产生明显的吸收衰减现象,导致地震信号中的主频向低频移动,频带宽度变窄,相位发生畸变,制约了地震勘探识别薄层的分辨能力。为了获得更高分辨率的地震成像,文章介绍了一种在地震反射数据成像域进行Q值估计建模的方法与流程,并利用估计出的Q值通过偏移成像对数据进行衰减补偿,实现高分辨率成像。该方法在时间域引入等效Q值的概念,首先在初步黏弹性时间偏移成像域的时窗内,通过数据在时窗内的补偿效果来确定时间域的等效Q值参数,接着通过在深度域层速度上计算成像射线获得时深转换关系,进而对转换到时间域层Q值的等效参数进行时深转换,完成最终深度域Q值建模,最后将该关键参数作为黏弹性叠前深度偏移的输入,进行复杂构造的黏弹性补偿成像。同时使用中国东部某实际地震数据来验证方法的有效性,验证结果表明发展的流程和方法可较好实现深度域负责构造Q值建模和成像域补偿,实现复杂构造高分辨成像。     

感应测井的复视电导率响应特性

感应测井的实部视电导率 (也叫R信号 )与虚部视电导率 (也叫X信号 )构成复视电导率。在给出这两种视电导率定义之后 ,利用解析解和数值模式匹配法计算了几种地层的感应测井的两种视电导率响应曲线。得出的主要结论有 :虚部视电导率对实部视电导率起一定的趋肤效应补偿作用 ;虚部视电导率的探测深度大于实部视电导率 ;井眼对实部视电导率的影响较大 ;实部视电导率的纵向分辨率优于虚部视电导率 ;当线圈系穿过的地层磁导率有变化时 ,虚部视电导率将有较大的波动。     

基于瞬变冲激时刻的地?井TEM快速定量解释方法

地?井瞬变电磁法响应规律复杂,现有解释方法以定性分析和半定量解释应用最为广泛,不能直接获取大地电阻率参数。针对这一问题,提出一种基于瞬变冲激时刻的快速定量解释方法。首先给出均匀半空间地?井瞬变电磁响应的表达式,分析地?井瞬变电磁响应的冲激时刻特征。结果表明,接收点深度越大、大地电导率越高,则瞬变冲激时刻越晚。结合已有的研究成果,推导冲激时刻与大地电导率和深度的函数关系,依据反函数理论进行大地视电阻率定义。以获取真实大地电阻率为目标,研究基于地下电磁场扩散速度的改进大地电阻率恢复算法。采用所提出的算法,根据实际常用工作方式,分别设计均匀半空间、二层模型和三层模型进行模拟计算。模型算例和实测数据试算结果表明:基于冲激时刻的视电阻率定义方法能够较好地反映大地电阻率的变化趋势,但具有较强的体积效应;基于电磁场扩散速度的改进算法能够有效地削弱体积效应的影响,更加准确地恢复大地电阻率值和反映电性界面。该算法无需进行复杂模型的迭代正演计算,具有较高的计算效率,能够定量恢复大地电阻率值,适用于地?井瞬变电磁法的快速初步定量解释。但在实际资料解释应用中,还需考虑视电阻率的“overshoot”和“undershoot”现象,避免造成错误解释。      

视纵向电导成像方法在矿井地质灾害调查中的应用

在对甘肃省2005年度科研项目“电磁成像系统存煤矿地质探测中的应用研究”的研究过程中,提出一种提高电法勘探分辨率及解释精度的方法-视纵向电导成像方法。该方法在计算纵向电导微分的基础上．进行视纵向电导微分成像。为验证其微分成像的应用效果,设计了低阻薄层（H2=3m）与低阻厚层（H2=30m）2个3层地电模型（参数为：ρ1=ρ3=100Ω·m,ρ2=10Ω·m,H1=100m）。通过计算分析,可以看出：无论是低阻薄层还是低阻厚层,与其地电模型界面对应位置,视纵向电导曲线存在明显转折点,视纵向电导微分成像图则可看出明显电性差异,而常规视电阻率曲线却难以解释低阻薄层。利用该方法与常规解释结合,对陕西某矿区进行采空区探测,共圈出东、西两块采空区．后经钻探验证,采空区边界范同和展布形态基本和解释结果相吻合,但比较两种解释方法,常规解释的范围较视纵向电导微分成像解释的范围要大,可见新方法的解释结果更加可靠。     

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。     

中心回线瞬变电磁测深法快速电阻率成像方法及应用

利用导电全空间与均匀半空间中心回线源和磁偶极子在阶跃电流激发下磁场公式和扩散速度的定义,导出了不同条件下瞬变场的扩散速度公式。在此基础之上,引入瞬变电磁测深全区视电阻率定义数值计算方法,给出了电阻率成像的一阶与二阶近似公式,从而建立了一套中心回线瞬变电磁测深快速电阻率成像方法。模型检验结果、实测剖面电阻率成像以及对大地电磁测深视电阻率曲线进行静偏移校正效果均良好,说明该方法是可行的、有效的。      

高斯束叠前深度偏移影响因素分析

高斯束偏移方法是一种优秀的偏移算法,不仅具有接近于波动方程偏移方法的成像精度,而且保留了Kirchhoff偏移方法高效、灵活的优点。高斯束偏移成像效果以及计算效率受许多因素影响,这里以二维共炮域高斯束叠前深度偏移方法为基础,分析了初始束宽、成像角度及速度光滑程度对偏移效果和效率的影响机理,并通过洼陷模型、Marmousi模型以及Sigsbee 2B模型的偏移试算,对初始束宽、成像角度以及速度光滑程度对高斯束叠前深度偏移的影响进行了分析。     

泌阳凹陷南部陡坡带地震资料的炮域波动方程叠前深度偏移

泌阳凹陷南部陡坡带是河南油田的重点勘探老区,其构造产状不仅陡,断层也多,叠后时间偏移难以得到较好的地震成像效果,基于Kirchhoff积分偏移方法具有运算速度快、效率高的特点,以及炮域波动方程方法能保持地震波的动力学特征,应用Kirchhoff积分偏移方法进行了偏移速度分析,建立了精细的速度模型.然后基于该模型在深度域进行了剩余速度分析以及层析成像,进一步提高了速度模型的精度. 通过分析偏移孔径、去假频参数以及延拓步长等成像处理参数对成像效果的影响,确定出最佳偏移处理参数,最后利用炮域波动方程方法对工区的三维地震数据进行了叠前偏移成像.成像结果表明,该方法能够使该区陡坡带反射层位得到较好的偏移,信噪比和横向分辨率都得到提高.     

基于电法的双环入渗过程监测

本文应用电阻率成像法对双环入渗过程进行二维监测研究。通过在双环(内环直径25 cm,外环直径50 cm)内外以十字交叉的形式布置48个电极,获取了双环入渗过程二维剖面的视电阻率值。分析入渗过程不同深度测点视电阻率变化,得出分层饱和的时间。视电阻率成像监测双环入渗获取了水流入渗的近似形状,尤其是外环的侧向渗流,表明双环入渗促进内环的近垂向入渗。     

电阻率测深一维反演的曲线对比法

本文对佐迪的电测深自动解释方法进行了改进，采用新的方法建立初始反演模型。将电测深实测曲线转变为纵向电导——深度曲线，由ｄＨ／ｄｓ得出电阻率——深度的初始反演模型。通过把初始反演模型得到的视电阻率曲线与真实地电模型的视电阻率曲线进行对比，来校正初始反演模型电阻率，校正后的反演模型的视电阻率曲线与真实模型的视电阻率曲线拟合程度有所提高。如此反复进行多次校正，获得与其实地电模型更接近的最终反演结果。模型试验和实际例子表明，该方法的反演拟合误差一般均小于１％，模型试验可达到０．１％。     

斜阶跃波层状介质航空瞬变电磁响应数值计算

目前,航空瞬变电磁方法数据解释主要采用阶跃波均匀半空间模型计算视电导率值,而实际航空电磁系统发射波形的下降沿多为斜阶跃,导致解释时计算的视电导率值存在较大偏差。为此,笔者研究了航空瞬变电磁系统发射电流为斜阶跃时的电磁响应数值计算,将发射波形进行拉氏变换,利用G-S逆拉氏变换与241点汉克尔变换相结合的方法,实现斜阶跃波关断后的层状大地模型航空瞬变电磁响应计算;并对均匀半空间和层状大地模型下,不同关断时间和不同飞行高度对电磁响应的影响进行分析。得出结论:不同关断时间,关断后取样延时2 ms时,均匀半空间电磁响应的平均偏差为27.78%,三层模型的平均偏差为32.16%;当飞行高度从20 m增加到60 m时,均匀半空间和三层模型的感应电动势分别减小了43.6%和83.2%。     

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。     

基于ASTER数据遥感影像的决策树分类

以黑龙江省北安市为研究区域,尝试利用ASTER视反射率值进行便利、准确的土地利用分类研究。对ASTER数据进行波段相关分析,确定最佳组合波段;然后重点分析转换为视反射率值的影像特征和光谱特征,从中提取各种典型地物的光谱曲线; 并依据提取的光谱曲线建立基于地物反射率值大小关系或阈值的决策树模型,对研究区不同地物类型进行分类,并对结果进行精度评价。应用效果表明,该方法简单有效,但对于混合光谱容易错分。     

Zohdy方法在三维电阻率测深数据反演中的应用

三维电阻率测深数据采用Zohdy方法近似反演,正演计算采用有限单元法,反演初始模型由测量视电阻率数据给出,通过比较实测视电阻率值和预测模型计算的视电阻率值对数差来修改模型网格电阻率.为了解决任意电极距测深数据的反演,采用大、小双网格剖分,大网格反映地下电性分布情况,小网格用于实际有限元正演计算.文章对加5%随机噪声的模型理论视电阻率测深断面数据和实测视电阻率测深断面数据进行反演.结果表明该反演方法需要的内存小、计算量少,并能够取得很好的反演效果.     

EH4野外工作方法的研究与应用

介绍EH4电导率成像系统的原理、特点、工作方法和资料处理,通过EH4电导率成像系统在安吉某矿区勘探中的应用实例,初步实践性的认为该系统在勘探中具有较好的应用效果。在野外地形复杂的地方,相比其它常规物探方法又更具有设备轻、速度快、费用低、精度较高等优点。     

基于模型约束的Kirchhoff积分法叠前深度成像

与时间域偏移方法比较,叠前深度偏移成像方法能够适应剧烈横向速度变化、陡倾角反射的地震资料。本文通过研究Kirchhoff叠前深度偏移方法成像原理,首先建立初始速度模型;然后在初始速度模型中加入了目标地质体--盐丘作为层位,对初始速度模型进行优化,在层位的约束下通过多次迭代计算,对优化前后的两个速度模型求取旅行时差更新初始速度模型;最后利用更新后的初始速度模型进行Kirchhoff积分法叠前成像。叠前时间偏移和模型约束下的Kirchhoff积分法叠前深度偏移成像结果显示,后者成像具有更高的信噪比和分辨率。