基于VC++大地电磁数据处理软件开发

研究了GDP大地电磁系统AVG的数据格式,根据实际需要、结合先进的计算机技术和当今比较流行的Visual C++6.0开发工具开发了相应的软件—GDP大地电磁数据处理软件,其中主要功能有：(1)多类型参数数据的曲线显示、参数值的实时显示以及读取存储功能;(2)可视化数据编辑功能;(3)电阻率深度提取功能.笔者在软件系统的设计中,嵌入了模块化思想,为今后完善和移植GDP大地电磁系统数据处理软件奠定了基础.最后通过GDP大地电磁系统数据处理软件对青海某矿区的实测CSAMT资料进行校正处理,效果明显,说明GDP大地电磁系统数据处理软件有较强的实用性.     

Electrical Structure in Marine Tectonic Settings

This review paper presents recent research on electrical conductivity structure in various marine tectonic settings. In at least three areas, marine electromagnetic studies for structural exploration have increasingly progressed: (1) data accumulations, (2) technical advances both for hardware and software, and (3) interpretations based on multidisciplinary approaches. The mid-ocean ridge system is the best-studied tectonic setting. Recent works have revealed evidence of conductive zones of hydrothermal circulation and axial magma chambers in the crust and partial melt zones of the mid-ocean ridge basalt source in the mantle. The role of water or dissolved hydrogen and its redistribution at mid-ocean ridges is emphasized for the conductivity pattern of the oceanic lithosphere and asthenosphere. Regions of mantle upwelling (hotspot or plume) and downwelling (subducting slab) are attracting attention. Evidence of heterogeneity exists not only in the crust and the upper mantle, but also in the mantle transition zone. Electrical conductive zones frequently overlap seismic low-velocity zones, but discrepancies are also apparent. Some studies have compared conductivity models with the results of seismic and other studies to investigate the physical properties or processes. A new laboratory-based conductivity model for matured oceanic lithosphere and asthenosphere is proposed. It takes account of both the water distribution in the mantle as well as the thermal structure. It explains observed conductivity patterns in the depth range of 60–200 km.     

基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元法数值模拟

在前人工作的基础上,本文推导了电导率任意各向异性介质的海洋可控源电磁三维谱元法正演方程.采用一次场/二次场分离算法结合混合阶矢量基函数,可以有效避免源点的奇异性的影响,从而提高数值解的精度.采用任意六面体单元离散研究区域,有利于模拟复杂地形和地电结构.利用不完全LU分解的Induced Dimension Reduction（IDR（s））迭代算法求解线性方程组,有效地提高了求解的效率.设计典型的地电模型进行正演计算,并将计算结果与有限元解进行对比,对比结果表明本文提出的基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元数值模拟算法是正确的、有效的.本文算法具有良好的通用性,可推广用于电导率呈任意各向异性的陆地电磁、井中电磁等数值模拟研究.

     

深水拖曳式大功率时频发射与多链缆多分量电磁探测系统

海洋可控源电磁探测方法是目前海洋油气资源勘探和海底地质构造调查中不可或缺的物探手段之一.本文研究的深水拖曳式大功率时频电磁发射与多链缆多分量电磁探测系统,是深水双船拖曳式可控源海洋电磁勘探系统的关键组成部分.发射系统利用深拖缆实现了电能在复杂海洋环境下长距离、大功率和低损耗传输,基于大功率变流拓扑结构攻克了2000 A量级、0.01~16 Hz可控的时频域大电流冲击脉冲发射;接收系统建立了主节点与最多5个从节点的数据链接,单个从节点记录到了三轴正交的电磁场分量以及运动姿态信息.海洋试验表明,深水双船拖曳式海洋可控源电磁勘探系统借助发射系统与接收系统之间的时间同步、时频观测、可变收发距和观测装置等技术优势,显著提升了数据质量和有效的数据数量,为后续处理和反演提供了硬件支撑.经过海上试验,整套系统的技术性能得到多次验证,未来有望在深水油气、天然气水合物和海底硫化物等资源勘查以及海底地质构造调查领域获得广泛应用.

     

电导率连续变化的线源FCSEM有限元正演模拟

为了更好地模拟地下介质连续变化及开展连续介质的反演,对二维电导率分块线性变化的线源频率域可控源电磁法进行了有限元正演模拟,在剖分单元内同时对电场及电导率参数线性插值,使电导率参数在剖分单元之间保持连续变化。首先,提出有限元正演模拟的边值问题及变分问题,并详细论述了有限元的剖分、插值、单元分析及总体合成的各个步骤;其次,采用稀疏存储及基于不完全LU分解的BICGSTAB算法求解复系数方程组,节省了内存并提高了计算速度;然后,对一个均匀半空间模型进行模拟,计算结果表明,低频及高频的有限元数值解都与解析解吻合,证明了算法的正确性;最后,对水平层状模型及垂直断层模型进行正演计算,视电阻率及相位的等值线图均较好地反映出了异常体,说明文中算法能够对电导率连续变化的线源可控源电磁法进行有效地模拟。     

MVO曲线方法在海洋可控源电磁数值模拟中的应用研究

采用有限差分方法,对水平电偶极子源在海洋二维介质情况下电磁响应进行数值模拟。利用油气高阻异常体模型的数值模拟结果,研究MVO(Magnitude Versus Offset)曲线解释方法的有效性,进而分析高阻油气异常体的水平位置的变化,对电场和磁场幅值的MVO曲线产生的影响,得出了通过MVO曲线定性分析高阻油气异常体相对水平位置的方法。本研究可为海洋可控源电磁法数据的定性分析提供部份理论依据。