倾斜台阶重力异常正演计算公式剖析

规则地质体的正演异常是进行实际数据解释的依据,因此其正确性至关重要。现有教材和大部分论文中所列出的倾斜台阶重力异常正演公式在一定条件下会出现畸点,从而对构造模型的数据解释会产生困扰。笔者从台阶的重力积分表达式出发,重新推导了倾斜台阶模型的重力异常正演公式,模型试验表明笔者新推导公式不会出现畸点,这为数据解释提供更准确的基础数据。     

中国境内沿北纬40°剖面的重力异常正演拟合及地质解释

在中国境内沿北纬40°截取了长剖面,对布格重力异常和卫星重力异常进行了正演拟合计算,并结合新的大地构造划分作了初步的地质解释。结果表明:古老的陆核、原地台、地台和地块等稳定地区内部的密度值横向变化小,年轻的褶皱带等活动地区内部的密度值横向变化大。各个构造域边界的地壳消减对接带,布格重力异常反映不明显,而卫星重力异常对应较好。布格重力异常与卫星重力异常的正演拟合结果不同的地区,其地壳和上地幔的密度分布有较大的差异。这些重要结论有助于寻求卫星重力异常与布格重力异常的在机制和应用上的共性与差异,以便达到对两种重力异常的本质有更进一步认识的目的。     

复杂形体重、磁异常正演问题综述

总结了复杂形体重、磁异常各种正演方法,并对各种方法所具备的优点和存在的缺点进行了分析说明.据此讨论了复杂形体重、磁异常正演方法将来的发展方向.     

基于场源内部理论的井中重力正演方法研究

井中重力测量是通过在一系列井中测点停放井中重力仪从而探测重力随深度变化(即重力垂直梯度)的一种井中地球物理方法,已经成功地应用于油气勘探,储集层评价,储层监测及流体性质识别等方面。井中重力测量与传统重力测量相比,最大优势在于它可以无限地接近场源,但当井中重力仪深入到场源内部时,由于测点与场源点距离为"0"而使基本重力公式失效,因此这里提出一种基于场源内部理论的井中重力正演方法,分别实现了二维和三维的数值计算,并设计模型验证了该方法的有效性。     

异常压力与AVO异常正演模拟

在建立正演压力模型的基础上,讨论了孔隙压力从异常低压递增到极限压力的过程中,在游离气饱和度为20％时,游离气在孔隙中分别以均匀分布和块状分布这二种情况存在,利用理论模型Biot—Geerstma—Smith方程分别算出纵波和转换横波的速度。然后分析异常压力的变化对P波、PS波反射系数的影响,以及由此产生的AVO异常,并且得出可以用AVO曲线来预测异常高压的结论。     

基于OpenMP的重力张量并行正演

重力张量是重力位的二阶空间导数,对密度体的变化和细节部份反映更为灵敏.对于复杂的重力密度模型来说,张量的解析公式是很难推导的.为了模拟这种情况,将复杂模型进行有限元剖分,计算每个单元的重力异常对测点张量的影响,最后叠加得到整个复杂模型在测点处的重力张量.采用Delaunay四面体非结构化网格对密度体进行剖分,经分析表明,这种剖分方式具有较高的精度.有限元剖分的方式拟合复杂形体缺点之一是计算量比较大,而并行化能有效解决这个问题.这里基于OpenMP并行模型编写了重力张量并行正演程序,分析了不同情况下并行的执行性能,为大规模复杂模型的重力张量正演提供了一种并行策略和思路.     

基于OpenMP的重力张量并行正演CSCD

重力张量是重力位的二阶空间导数,对密度体的变化和细节部份反映更为灵敏。对于复杂的重力密度模型来说,张量的解析公式是很难推导的。为了模拟这种情况,将复杂模型进行有限元剖分,计算每个单元的重力异常对测点张量的影响,最后叠加得到整个复杂模型在测点处的重力张量。采用Delaunay四面体非结构化网格对密度体进行剖分,经分析表明,这种剖分方式具有较高的精度。有限元剖分的方式拟合复杂形体缺点之一是计算量比较大,而并行化能有效解决这个问题。这里基于OpenMP并行模型编写了重力张量并行正演程序,分析了不同情况下并行的执行性能,为大规模复杂模型的重力张量正演提供了一种并行策略和思路。     

台阶(断层)模型重力异常正演计算的一种新算法

传统的台阶模型重力异常正演公式会随着台阶倾斜面与水平面夹角的变化而产生畸变现象。为克服这一局限性,在前人推导台阶模型重力异常正演表达式的基础上,重新对台阶模型重力异常正演公式进行了理论推导,得出全新的台阶模型重力异常正演公式,并证明传统公式仅为新公式的特殊情况。模型实验证明新的正演公式有效克服了传统正演公式产生畸变的问题。     

应用三角元法计算垂直圆柱体的重力异常

在重力正演计算中垂直圆柱体是一个较为简单，而又有较大实用价值的模型。但至今为止，还无法用解析公式计算出来，这就大大地限制了该模型在重力异常解释中的应用。这里利用效果较好的三角元法来计算垂直圆柱体模型，同时还提出了合理的计算方案，编写出较完善的程序，因而获得了高精度的计算结果。     

基于经验模态分解的重力异常分离

根据重力异常水平梯度特性,建立了基于经验模态分解的新型重力异常分离方法。通过不同模型实验对比,发现该方法分离所得异常和模型理论异常能很好地吻合,可进行异常定量划分。实测数据处理中,将该方法与平均对数功率谱分析相结合,所分离出的区域异常可以有效描述研究区的区域地质特征。模型试验和实测数据处理都充分表明该方法所分离出的重力异常基本没有畸变和虚假信息产生,具有良好的实际应用价值。     

三度体球冠模型重力异常计算方法及其重力归一化总梯度场特征

提出利用铅垂柱体薄片作为面元的面元积分法,计算三度体球冠重力异常的计算公式,用三度体球冠模型模拟三度背斜体,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油球冠模型的重力异常。最后通过误差分析,验证了该方法的可行性。采用波数域重力归一化总梯度计算方法,计算了均匀密度球冠模型、非均匀密度储油气球冠模型G^H场,发现似三度背斜体与二度背斜体有相似的G^H场等值线特征,似三度贮油气藏背斜构造的G^H场亦表现出明显的“两高夹一低”的储油典型标志。所以,可以用非均匀密度三度体储油球冠模型模拟三度贮油气藏背斜构造。     

复杂异常体模型下的三维MT倾子正演模拟

倾子对地下构造的电性不均匀性反映较灵敏,在大地电磁资料解释中可作为复杂构造的表征.本文在三维大地电磁有限元正演模拟的基础上,根据倾子定义推导出三维倾子计算公式,构建复杂异常体模型进行三维倾子正演模拟.研究表明针对多个异常体模型,倾子的各个分量均能反映出异常体的空间位置,倾子不仅能准确地反映出单个异常体的边界,且对多个异...     

重力异常二维正演中的无网格方法

无网格法是一类新型数值算法,具有精度高、高阶形函数构造与物性加载便利等特点,在计算力学领域应用广泛。将无网格方法（PIM、RPIM及EFGM）用于重力异常场二维正演计算：首先从重力异常二维变分问题出发,利用Galerkin法结合高斯积分公式推导了对应的无网格离散系统矩阵表达式;其次通过数值试验得出了RPIM-MQ、RPIM-exp及EFGM-exp形状参数的建议值,最后比较分析了最优形状参数下不同无网格法的计算效果。结果表明：无网格法适用于介质物性分布变化较大的重力异常二维正演,exp函数形状参数α_c最优取值区间为[1.5,1.7],β建议值为0.6,MQ函数q取值区间为-4.1~1.9;EFGM较PIM及RPIM具有更高的计算精度。     

二度体的重力张量有限元正演模拟

介绍了重力梯度张量,并将有限单元法应用于二维重力梯度张量的正演计算.为了验证有限元正演方法的精度,对截面为矩形的两个二度体组合模型进行有限元正演模拟,结果表明正演曲线与理论曲线形态一致,拟合情况好.通过对截面形状不规则、密度分块均匀的二度体进行正演模拟,说明有限元法可通过网格剖分来逼近不规则目标体的边界,并对剖分单元赋予不同的密度值来实现对复杂二度体的重力张量的正演模拟.     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。     

基于DCT有限元二维重力张量的正演

介绍了国内、外张量测量技术及数据处理技术的发展情况。把离散余弦变换与有限单元方法结合起来,进行重力张量的正演计算。首先,利用有限单元法求解重力场的一阶导数,然后利用离散余弦变换求解重力张量分量。这样既保留了有限单元法对复杂模型的正演优势,又避免了利用有限元法直接求解重力张量时,因多次插值引起的数据量过大的问题。模型试验证明,用基于DCT的有限元法进行重力张量的正演,不但具有很高的计算精度,而且相对于利用有限单元法直接正演,其计算速度得到了显著的提高。     

重力高阶导数的正演研究

重力勘探作为一种位场勘探方法,由于体积效应或异常叠加效应,资料的解释往往精度差,也难以深度定位。因此,资料处理解释中的一个主要工作就是进行异常分离,以便突出异常的有用信息,区分不同异常源。高阶导数作为其中一种方法,能分离叠加异常,突出浅而小的地质体。