三度剩余重力异常源全方位成像的理论和方法

根据三度体引力位V（p）和引力场（总引力场F（p）及其垂向分量△g（p））的球谐分析理论,在球坐标系内,就起伏观测面上的三度体剩余重力异常△g（p）,提出了一种异常源全方位成像的理论和方法.其特点是：直接利用起伏观测面上的异常数据;把垂直引力场△g（p）的全方位延拓及其向总引力场F（p）和引力位V（p）的转换,和△g（p）异常源质量、质心、形态、边界位置反演等诸多问题的解决有机地结合起来,给出了多方位的场源图像,能够为最优化反演方法提供初始模型选择的依据.     

三度剩余磁力异常源全方位成像的理论和方法

首先在球坐标系中导出了三度磁性体的“拟引力位”V（p）、“拟引力场”F（p）、磁位U（p）、总磁场T（p）和任意方向磁场分量（p户）等球谐级数正演通式．然后,采用（p）,F（p）和V（p）等3个球谐级数正演通式,建立了复杂条件下三度剩余磁力异常源全方位成像方法．最后,给出了“成像”理论方法体系的应用实例．     

二度体重、磁异常频谱与三度体重、磁异常频谱关系的理论问题

设F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…）为一在x方向无限薄的层的异常,若物体的异常可表示为: T（x,y）=integral from n=a to （a+2c）（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ T（y）=integral from n=-∞ to ∞（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ 则有 式中T（v）和T（u,v）分别为T（y）和T（x,y）的频谱,2c是物体在x方向的宽度,（x,y,z）和（ξ,η,ζ）分别为观测点和物体上任一点的坐标。 如果2c=dξ,则物体即为薄层本身;如果2c=dξ,薄层的面积无限缩小,则物体即为一质点;如果2c=dξ,薄层只有长度而无宽度,则物体即为一曲线。 对于形状复杂的物体,可以将物体分成若干简单而又符合所述条件的物体元,而有式中2cm为第m个物体元在x方向的宽度,Tm（v）为第m个物体元当其沿x方向的长度为无限长时的异常的频谱。     

二度体重、磁异常频谱与三度体重、磁异常频谱关系的理论问题

设F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…）为一在x方向无限薄的层的异常,若物体的异常可表示为: T（x,y）=integral from n=a to （a+2c）（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ T（y）=integral from n=-∞ to ∞（F（x-ξ,y,z,η,ζ,α,…））dξ 则有 式中T（v）和T（u,v）分别为T（y）和T（x,y）的频谱,2c是物体在x方向的宽度,（x,y,z）和（ξ,η,ζ）分别为观测点和物体上任一点的坐标。 如果2c=dξ,则物体即为薄层本身;如果2c=dξ,薄层的面积无限缩小,则物体即为一质点;如果2c=dξ,薄层只有长度而无宽度,则物体即为一曲线。 对于形状复杂的物体,可以将物体分成若干简单而又符合所述条件的物体元,而有式中2c_m为第m个物体元在x方向的宽度,T_m（v）为第m个物体元当其沿x方向的长度为无限长时的异常的频谱。     

全方位自然电场观测方法和观测技术研究

自然电场是一种物理意义比较明确, 变化(孕震)机理相对明晰的地球物理场, 在矿产资源勘探、 水文地质勘测等领域有着比较广泛的应用, 在地震监测领域也有了多年的探索和实践. 本文在初步研究全方位自然电场观测方法的基础上, 重点分析和讨论了基于全方位自然电场观测技术, 包括一种Pb-PbCl₂不极化电极、 多测道高精度数据测量、 网络控制与数据通信等组件和模块的基本原理和技术实现方法, 便携式设计和环境温度适应能力的技术实现途径等, 并对天津市静海地震台的自然电场试验观测系统及观测数据进行了简要介绍和分析讨论. 结果表明: ① 全方位自然电场观测方法能够捕捉到各个方向自然电场及其随时间的变化; ② 自然电场观测技术系统能够配合全方位自然电场观测方法, 在360°范围内开展自然电场及其随时间变化的动态变化测量, 具有较高的观测精度、 较强的抗干扰能力和观测环境适应能力; ③ 天津市静海地震台的试验观测系统记录到了可能与周边水系的季节性变化有关的自然电场全方位变化.     

基于剩余异常相关成像的重磁物性反演方法

将场源区剖分成长方体单元,通过采集的重磁数据反演出这些单元的密度或者磁化率变化,勾画出场源的分布图像,这种方式是重磁三维反演的重要方向.重磁相关成像通过计算测量的重磁异常与地下各点在测区上的重磁异常的归一化相关,显示出异常地质体的空间赋存状态和等效剩余重磁物性.该方法计算速度快,方法简单、稳定,但是反演的结果只是在-1到+1之间的等效物性,不能够直接反演剩余密度或者磁化率,并且无法引入已知的地质约束.本文通过对物性模型的正演和实测结果的残差进行相关成像,迭代更新物性模型实现对物性参数的反演过程.模型实验证明该方法相对相关成像不仅能提高分辨率,还能够得到真正的物性参数.     

基于全方位地下局部角度域成像的页岩气储层各向异性预测

宽方位地震数据是叠前地震各向异性预测的基础数据之一,如何处理和分析宽方位地震数据是预测的关键.传统分扇区处理无法获得地下真正角度域信息,存在信息丢失问题.为保证地下方向、分辨率以及成像的正确性,使用全方位地下局部角度域分解与成像技术,直接在地下局部角度域中以连续的方式进行地震数据成像分解,得到两个互补的全方位角度道集:倾角道集和反射角道集,成像精度提高,各向异性发育方向和强度预测更可靠.全方位成像与反演一体化技术流程在四川盆地涪陵页岩气储层表征中初步应用,为提高非均匀储层成像质量和裂缝预测精度提供有效手段,对于页岩气储层甜点预测、水平井钻井轨迹和压裂方案优化等具有重要意义.     

一种重力异常概率成像的扩展计算

根据重力数据反演结果的数据类型不同,可将重力反演概括为两类:一类是应用线性或者非线性算法,直接计算成像空间的密度分布;第二类是计算得到一种所谓等效密度,用以勾画重力异常场源分布,称为概率成像方法.相对于第一类方法,第二种方法计算更为简单,反演过程也更为稳定.但在一些应用中,需要获取地下介质的实际密度值,进而通过岩性层析等来确定岩性分布,此时,等效密度反演方法表现出了其局限性.本文从概率密度方法出发,应用一种迭代计算,可完成将概率密度值到实际密度值的转化,同时,增加了反演结果的分辨率.本文应用两个理论模型证明了该方法的有效性.     

面向剖面重力异常转换的等效源优化策略

在本文中,我们基于模型试验讨论了利用等效源实现剖面重力异常转换的可靠性,并针对发现的问题提出了一套场源设置优化策略:(1)沿剖面两侧对等效源层和观测数据扩边;(2)通过局部异常单调变化区间个数的整倍数控制等效源层中线质量的数量;(3)利用Tikhonov正则化确保反演的稳定性,并在迭代计算过程中维持条件数不变.合成模型试验表明:(1)单独对等效源层扩边可以消除异常导数在剖面边界附近的振荡,同时对等效源和数据扩边则可以进一步抑制垂向一阶导数和向上延拓计算值与理论值之间的剪刀差;(2)以深度偏移量、倍数、单侧扩边距离以及条件数为控制参数的等效源设置方式具有良好的可操作性.最后,我们将这些优化措施应用在了一条实测重力剖面上,并取得了与模型试验类似的结果.     

磁共振成像的空间编码理论和方法

本文系统地研究了核磁共振成像的基本方法,提出了局部Fourier变换法、射频编码法。在此基础上,作者评述了各种方法的特点和优缺点及其实现方法和技术途径。     

二度体磁异常的地形校正方法

本文利用保角映射法和多角形映射法对多种二维地形的磁场地形校正方法作了探讨,并举了几个实例来阐明这一方法在磁测资料解释中的具体应用。     

二度体磁异常的地形校正方法

本文利用保角映射法和多角形映射法对多种二维地形的磁场地形校正方法作了探讨,并举了几个实例来阐明这一方法在磁测资料解释中的具体应用。     

基于欧拉反褶积方法估算华北地区重力变化的等效源参数

利用华北地区2009—2014年绝对重力与相对重力多期重复观测资料, 得到不同时空尺度的华北区域重力场动态变化图像。 采用欧拉反褶积方法, 通过对理论模型试算, 获得最优反演参数, 对引起华北地区重力场变化的场源深度和空间分布规律进行了反演计算和分析。 结果表明: 当构造指数为1时, 适合对流动重力场变化数据进行反演。 实际资料的反演结果在2009—2014年间的场源位置集中于河套断裂带。 本文研究方法可以用于重力场反演和以场求源的定量研究。 本工作为流动重力变化信号的反演和解释提供一条新思路, 也为构建地震重力预报指标体系提供了定量依据。     

应用非线性理论和方法探讨地震与地震前兆的复杂性

本文应用非线性理论和方法讨论了产生地震现象的动力学机制、地震与地震前兆的复杂性,并就地震本身表现出来的自相似层次结构、分形与分维的非线性整体特征以及产生分形结构的重要物理机制,给出了一组与地震分维有关的公式。     

基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法

总强度磁异常（ΔT₁）常规处理方法通常将其近似当作磁异常矢量在地磁正常场方向上的投影（ΔT₂）.然而对于高磁环境如磁铁矿处的磁异常场幅值可达10⁴ nT甚至更大的情况,上述近似假设则不再成立,如采用常规处理方法可能会带来明显的误差.本文针对该问题,提出一种基于等效源的总强度磁异常非线性处理方法;该方法根据总强度磁异常获取流程,直接反演实测地磁场总强度幅值与正常场强度幅值之差来求取等效场源.本文首先通过模型试验,分析ΔT₁与ΔT₂的差异;然后将ΔT₁当作ΔT₂采用常规处理方法以及ΔT₁采用新方法得到的结果作对比分析,结果表明新方法处理结果与理论值的差异为常规方法处理结果的1/5甚至更小,充分说明了新方法的有效性;最后将该方法应用于铁矿实测总强度磁异常处理实例中来转换计算磁异常总模量,其实际应用效果进一步体现了高幅值总强度磁异常数据处理过程中采用新方法的必要性.

     

基于偏移成像道集的剩余静校正方法

针对陆上地震资料处理的静校正问题,提出了一种基于偏移成像道集的剩余静校正方法.与传统的由动校正后的CMP道集中拾取剩余时差不同,本文基于偏移成像道集求取剩余时差,避免了复杂情况下同相轴归位不准确导致的剩余时差拾取误差.通过生成随炮点和检波点位置变化的偏移道集,实现了由偏移道集中直接拾取炮、检点的地表一致性剩余时差;该炮、检点偏移道集只在指定的局部时窗生成,并不增加大的计算量.二维和三维实际数据测试表明了该方法的有效性和实用性.     

应用磁视散度及磁源重力异常确定低磁纬度地区磁性体分布-以哥伦比亚普图马约盆地为例

低磁纬度地区受斜磁化的影响,用常规方法很难准确确定磁性体的平面分布特征.为了研究位于低磁纬度地区普图马约盆地的磁性体分布特征,本文根据场的散度原理,假定磁△T异常为具有一定方向的矢量场,其方向与磁化方向一致,导出了磁△T异常视散度的计算方法;根据磁位与引力位的关系,在频率域中通过磁△T异常求取了磁源重力异常,并尝试利用拉普拉斯方程计算磁源重力异常垂向二阶导数.本文设计理论模型讨论了磁△T异常视散度、磁源重力异常垂向二阶导数的特征与磁性体平面分布特征的关系,证明了上述方法的有效性.进而利用上述方法推测了普图马约盆地磁性体的平面分布特征,结果表明:应用磁视散度及磁源重力异常确定的普图马约盆地磁性体分布与实际地质特征吻合较好,取得的成果对普图马约盆地相关地质研究及对低磁纬度地区的磁性体的确定有一定的参考意义.     

基于等效源的重力异常空间导数计算方法及其在川滇地区的应用

在综合分析前人研究成果的基础上,采用基于贝叶斯准则的等效源模型滤波增强方法来识别地质体边界。通过理论模型实验讨论了在相同的噪声水平情况下,不同算法对于计算结果的影响,模型实验结果表明,与直接计算和传统高斯滤波增强技术相比,新算法可以有效消除传统算法中普遍存在的对于噪声的过度敏感问题,所得到的地质体边界形态失真更小。随后,利用此方法对川滇地区的重力数据进行了处理,并对该地区的重力水平总梯度(THD)、重力垂直梯度模(AVG)、重力解析信号模量(AAS)、重力水平梯度垂向导数(VGHD)应用效果进行了对比分析。研究结果提供了川滇地区的构造分区信息,对该地区构造演化、边界定位及动力学过程分析具有重要的指导意义。