Occam反演及其在瞬变电磁测深中的应用

Occam反演技术被应用中心回线瞬变电磁测深数据的反演中.理论模型和实际数据的反演结果表明,利用Occam反演技术可以较为准确地获得地电断面的电阻率分布.一般5次迭代目标函数就可以收敛到5×10-2.     

多层介质点电流源磁场响应计算

介绍了点电流源层状介质模型磁电阻率法响应的模拟方法。由电流磁场的旋度公式出发,推导了多层介质中点电流源磁场的表达式,其为一个关于空间径向坐标和贝塞尔函数空间波数的二重积分。利用贝塞尔函数的性质可将该二重积分化为标准的贝塞尔积分,然后采用直接数值积分的方法计算该积分。在此过程中通过连分式展开加快积分求和的收敛速度。利用上述方法对海底天然气水合物模型点电流源产生的磁场进行了计算。模型计算结果表明,海底天然气水合物的存在能引起磁场较为明显的相对变化。     

地面核磁共振响应数值模拟研究

模型响应的数值计算是地面核磁共振勘探的一个重要组成部分，作者在本文中给出了地面核磁共振数值计算方法。在文中，作者借助直接数值积分方法，对回线源产生的磁场轴向和垂向分量进行计算，并采用不等间距空间坐标剖分技术，对地面核磁共振积分方程进行数值积分。利用这些计算方法，计算了在均匀导电半空间中的某一深度上，磁场的垂向分量沿轴向变化曲线，并给出了两层导电模型中存在一层含水层的地电模型的地面模磁共振响应的数值模拟结果。采用在本文中介绍的数值计算技术，可成功地进行一维含水模型地面核磁共振信号的数值计算。     

可控源三维反演在繁昌地区地质填图中的应用

为研究安徽省繁昌地区岩体分布及地层间的接触关系,确定可能的矿体赋存空间,开展了可控源电磁探测.剖面长度15 km,观测数据为来自两个发射源的电场振幅.采用有限内存拟牛顿法进行三维反演,反演过程中,正演模拟采用考虑场源分布特征的交错网格有限差分技术.观测数据三维反演模型显示,剖面中段、最南端与最北端呈高阻特征;靠近中段的...     

海洋环境中水平电偶极子电磁场特征分析

海洋环境中人工源电磁信号可以用来进行海洋资源勘查、钻前储层评价以及海洋环境中的通信,具有重要的研究意义.为了研究可控源装置在海洋环境中产生的电磁响应特征,本文针对典型海洋层状导电模型,利用由虚界面法获得的电磁场表达式,结合离散复镜像法实现了长导线源产生的电场和磁场的计算.通过数值计算结果可以看出:1)不同的场分量的空间分布规律不同;2)不同方向的Ex分量相对Hy分量受空气波的影响较小,故海洋电磁法勘探应选用Ex分量测量,而海洋通讯系统应选择接收Hy信号;3)同线方向Ex分量相对于赤道方向对海底高阻层的反映明显.本文的研究内容对海洋可控源电磁法测量方式的选择以及通信技术的研究具有指导意义.     

一维导电薄球层状模型的地磁测深C-响应计算

对地磁数据的反演是获取地球深部电性结构的1种重要方法,其反演结果的可靠性必须以准确的正演模拟为基础。文中详细介绍了球坐标系中导电薄球层状地球模型的C-响应计算理论,并对典型的地球模型进行了数值模拟。地磁测深的激发源为磁层中的电流体系,其形态由球谐函数P01近似表示。地球内部,导电层中电矢量位满足亥姆霍兹方程;通过各层界面上磁场法向分量和切向分量满足的连续边界条件,由超导地核确定的核幔边界系数向上逐层递推,进而获得地表的边界系数,最终将地下电性结构和地表磁场各分量联系起来。通过磁场分量比值得到与源强度无关而与地球内部导电性相关的地表C-响应,实现地磁测深一维正演计算。一维典型模型的C-响应与前人结果的一致性验证了本文算法的有效性;通过与直接计算的C-响应曲线进行对比,发现由于忽略了地球曲率的影响,利用地磁函数转换方法获得的C-响应在大周期时(10~6s)与理论响应存在一定的偏差,会造成反演结果的不准确。用文中的数值模拟方法能获得精确的C-响应,进而支撑地磁测深一维反演结果的可靠性。     

有限长导线源频率测深有限内存拟牛顿一维反演

本文采用有限内存拟牛顿法实现有限长导线源频率测深阻抗响应数据的一维反演。水平层状介质有限长导线源阻抗频率响应由基于虚界面法获得的地表水平正交电场和磁场计算得到;一维反演优化问题的求解利用有限内存拟牛顿法,结合光滑模型约束,直接对阻抗的频率响应数据进行反演。在反演过程中,正则化参数的调整采用目标函数自适应技术。反演模型剖分为多层,各层厚度自地表按比例增加。反演从均匀半空间开始,终止条件为目标函数相对变化小于10~(-4)。分别对理论模型和实际数据进行了反演模拟。为考察反演的稳定性,还对理论数据添加10%随机噪声后进行了反演。数值计算结果表明:有限内存拟牛顿方法可以用于有限长导线源频率测深阻抗频率响应的反演;该反演方法对初始模型的依赖性弱,从均匀半空间模型出发基本可以恢复到真实模型;反演初期收敛较快,后期收敛速度变慢,反演结束一般需要迭代40次左右。噪声数据反演结果表明,随机噪声对反演结果影响不大,说明有限内存拟牛顿法具有较好的抗干扰能力。本文研究成果给出了可控源电磁数据反演的一种新方法;同时,利用本文的研究成果,可以为二维或三维反演建立合适的初始模型。     

低信噪比核磁共振测井资料的处理技术

基线偏离是由噪音引起的低信噪比核磁共振测井振幅数据的非随机干扰，可采用修正的弛豫谱反演方法压制该干扰。在该反演方法中，将基线偏离作为独立的未知数直接考虑到原始方程中，进行弛豫讲反演的同时，将该基线偏离作为未知数反演出来，并将其从弛豫谱中剔除。结合时间依赖波技术，这种数据处理技术能将低信噪比核磁测井数据中的基线偏离量分离出来，同时提高低信噪比按磁测井数据反演效果。     

营城煤矿采空区及塌陷区的地球物理特征

采用地球物理方法进行探查采空区(塌陷区)的地球物理特征具有一定的优势。讨论了在营城煤矿未知采空区及塌陷区运用多种地球物理方法测量的结果,得到该煤矿采空区及塌陷区的地球物理特征,从而为营城矿煤采空区及塌陷区的探查与判断提供参考。     

基于MPI和OpenMP的重力及重力梯度数据并行正演算法研究

为提高重力及重力梯度数据的正演效率,笔者引入基于MPI (Message Passing Interface)和OpenMP (Open Multi-Processing)的并行计算,通过对比分析不同数据规模的网格数和模型体个数对并行效率和加速比的影响,得出随着正演数据规模的增加,并行效率和加速比均得到提高。同时对比了基于MPI和基于OpenMP的两种并行方式的性能,结果表明,重力及重力梯度数据正演的并行计算中MPI的提速能力优于OpenMP,且在较大规模数据的正演计算中基于MPI的并行效率优于基于OpenMP的并行效率。