基于OCCAM算法的直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演

联合反演是综合地球物理勘探的发展趋势,同时也是地球物理方法研究的热点与难点。为了减少单一方法的多解性,基于OCCAM算法开展了直流电阻率法与音频大地电磁法二维联合反演研究,实现了联合反演。通过模拟真实地下介质的复杂模型试算,研究表明:联合反演能够兼顾浅部和深部的地质信息,反演结果优于单独反演。     

音频大地电磁法在断裂探测中的应用

多种地球物理方法都可单独识别断裂,仅介绍音频大地电磁法在划分断裂上的应用。音频大地电磁是通过电性差异对调查区可能存在的断裂进行探测分析,通过室内数据分析及反演结果,圈定推断出多条断裂的位置及空间展布特征。     

铁路隧道水热害不良地质体大地电磁场特征研究--以川藏铁路茶洛隧道为例

以川藏铁路茶洛隧道水热不良地质体大地电磁场特征为研究对象,利用大地电磁测深多测点-多频点阻抗张量成像分析,分解出电性主轴统计玫瑰图、频率分布云图、测点分布云图及构造维性参数等进行大地线性构造识别,利用精细二维反演技术推测地质结构特征,对不良地质体进行成像,为川藏铁路隧道选线提供地球物理参考。得出结论为:拟建隧道处大地构造二维性强,适宜开展二维大地电磁测深作为隧道水热勘察手段;通过查明研究区构造特征,推测出了研究区热泉群深部地热运移模式机理,且该热害影响茶洛隧道建设的可能性很小,只有在杂马岗-毛垭坝断裂与隧道位置交汇处存在一定规模的水害影响。     

大地电磁一维正则化反演算法研究

为了解决大地电磁反演的不适定问题,正则化方法处理是用于解决该问题的主要方法。正则化方法是在数据目标泛函中增加一项稳定泛函,从而获得病态问题的稳定解。为了有效地改善大地电磁反演过程中解的不唯一性和不稳定性等问题,最小二乘光滑约束反演算法和同伦正则反演算法被提出解决该类问题。其中,同伦正则反演算法具有解非线性问题收敛性好的优点,该算法将同伦思想与Tikhonov正则化思想结合构造反演目标泛函。在大地电磁一维正则化反演算法正则因子的选取上与现有成果不同,这2种正则化算法均采用Morozov偏差原理决定正则因子。为了验证2种算法的稳健性,对理论数据添加随机高斯噪声后进行反演,基本上也能反演出模型参数,结果表明了2种算法都有较好的鲁棒性。考虑到同伦正则算法首次应用到大地电磁一维反演中,因此进一步将其对实测数据进行反演。反演数据来自吉林桦皮厂地热田的一个实测点,并将反演结果与Bostick反演和Occam反演结果进行了对比分析,同伦正则算法反演结果与实际勘探结果更加吻合,表明了同伦正则算法在大地电磁实测数据的处理中,有更高的精确度。算例结果证明了2种算法是有效的,能够改善大地电磁反演问题的不适定性。     

大地电磁测深法（MT）在无为盆地周边勘探中的应用

大地电磁测深法(MT)是一种在频率域的探测方法,主要是依据电磁感应的原理,利用天然交变电磁场研究地球电性结构的物理勘探方法。为了对无为盆地的构造格架进行研究,在无为盆地西侧布设了2条大地电磁测深剖面,通过连续介质反演法对MT模式的数据进行反演,获得了大地电磁测深剖面一维反演电阻率模型。在此基础上,识别了盆地的地层展布、断裂以及深部构造性质。     

多参数综合物探方法在煤矿采空区勘探中的应用研究

为了探明陕北侏罗纪煤田中能亿安煤矿井田范围内的5-1号煤层采空区的分布范围及状况，针对单一物探参数误差大和单一物探方法效果不佳以及反演结果多解性的不足，提出采用三侧向电阻率、自然伽玛、自然电位以及井径等多种测井参数和瞬变电磁法、浅层二维地震法及音频大地电磁法三种地面物探方法组合的多参数综合物探方法对5-1号煤层采空区进行探测，基本查明了勘查区内采空区的分布范围及其赋存情况，研究结果表明：多种物探参数的组合可以避免单一物探参数造成的不同介质物性特征范围重叠的误差，提高探测精度，其中煤层和夹矸按各自的解释原则，其深度、厚度差值均小于0.05cm；多种物探方法结合使用的综合物探方法可以充分发挥浅层二维地震法分辨率高、音频大地电磁法对水体敏感以及瞬变电磁法抗干扰能力强的优势，提高物探结果的可靠性和准确性。     

基于AVO反演的流体性质识别

贝叶斯AVO反演法是一种成熟的叠前反演技术,可以反演地震弹性参数(P波速度,S波速度,密度)。该方法包含AVO处理与分析、测井曲线编辑与校准、以及叠前反演几大方面。该分析利用了岩石物理和贝叶斯AVO反演,讨论了基于贝叶斯反演的流体识别。该流体识别由Gassmann方程解出,对弹性参数反演过程,分析了不确定性。岩石物理关系和增益函数也参与了计算流体模量。最终,反演自叠前地震数据的流体识别子对空隙流体有很好的敏感度。     

综合物探方法在房采采空区勘查中的应用研究

针对单一物探方法在煤矿采空区探测中的局限性和多解性问题,结合陕北侏罗纪煤田地质及地球物理特性,综合运用瞬变电磁和可控源音频大地电磁法对普泉煤矿勘探区内浅埋房柱式采空区进行探测。综合探测成果对勘探区内3-1煤层采空区和采空积水区的位置、深度、范围等信息进行了推断解释,与地质资料和验证钻孔钻探成果基本吻合。研究结果表明:瞬变电磁和可控源音频大地电磁法相结合的方法在浅埋房柱式采空区探测方面具有较高的可靠性和准确性,能够为煤矿的安全生产和采空区的综合治理提供科学依据。     

基于不同概率密度估计方法的朴素贝叶斯分类器

贝叶斯方法是分类技术中的一个较为基本的方法,通过贝叶斯法则以及相关性质推导出贝叶斯分类器,而引入属性条件独立性假设后,我们得到了朴素贝叶斯分类器,在不降低分类器性能的基础上降低了计算复杂度,在实际应用中更为简便。不同的概率密度估计方法对于每个属性条件概率的估计效果不同,对朴素贝叶斯分类器的性能也有所影响。在本文中我们提出了两种概率密度估计方法：核密度估计和混合高斯。这两种方法各有优势和不足,我们将其应用在实例中,选取苏东41-33区块下古气井的89口测井曲线作为研究数据,分别用核密度估计和混合高斯对训练数据进行概率密度估计,并用单高斯模型作为对照,然后用朴素贝叶斯方法对测试数据进行岩性分类,并统计不同概率密度估计方法下的分类其性能即准确率。     

综合地球物理方法在岩土工程勘察中的应用

地球物理方法具有成本低、效率高、无损性的优点被广泛用于岩土工程勘察中,但单一方法的多解性问题,常导致解释结果难以满足勘察精度要求。鉴于高密度电阻率法和瑞雷波法对于相同几何参数的地质体,具有不同的地球物理响应特征,提出了利用高密度电阻率法和瑞雷波法的综合地球物理方法开展岩土工程勘察工作。通过2种方法的相互对比验证,减少解释结果的多解性,从而提高地球物理方法在岩土工程勘察中的勘察精度。     

CSAMT法在铁路隧道勘察中的应用

为查明沈白铁路大安隧道隧道洞身附近的岩体风化程度、完整性及断层发育情况,采用可控源音频大地电磁法。通过选择合适的野外数据观测系统,对原始数据采用合理的处理手段进行一维反演。根据获取的电阻率断面图结合地质资料进行分段解释,对隧道洞身附近可能存在的施工风险进行了评价,为隧道设计及安全施工提供了地球物理依据,从而证明了可控源音频大地电磁法在隧道勘察中的有效性。     

基于随机共振的瞬变电磁全区视电阻率反演方法

通过深入研究均匀半空间瞬变电磁法解析式迭代法的特点,总结出“龙格”多解和系统受噪声污染产生的多解在物理表现形式上是统一的,因此引入随机共振算法来消除“龙格”多解现象。试验结果表明,此反演方法有效地解决了TEM全区视电阻率迭代算法反演时的多解现象,并且具有较高的反演精度。     

Inversion Calculation Method of All-time Apparent Resistivity with Transient Electromagnetic Based on Stochastic Resonance

通过深入研究均匀半空间瞬变电磁法解析式迭代法的特点,总结出“龙格”多解和系统受噪声污染产生的多解在物理表现形式上是统一的,因此引入随机共振算法来消除“龙格”多解现象.试验结果表明,此反演方法有效地解决了TEM全区视电阻率迭代算法反演时的多解现象,并且具有较高的反演精度.     

储层反演精准度提高方法研究:以歧口凹陷南缘埕北低断阶沙二段为例

歧口凹陷南缘埕北低断阶沙二段为辫状河三角洲前缘沉积环境,储层厚度薄,井间砂体展布复杂。为了提高砂体刻画的准确性,采用确定性约束稀疏脉冲反演与随机性地质统计学反演相协同的方法,在有效刻画砂体平面展布趋势的基础上,利用高分辨率测井数据提高纵向砂体识别度。反演过程中对重要参数进行优化,利用岩石的物理特性进行分析,优选伽马和声波曲线进行拟声波曲线重构;根据地震反射特征及沉积环境差异,采用“多类子波提取,多重精细标定”方法进行子波提取与层位标定;明确不同层段砂泥岩结构,选取合适变差函数模型进行拟合获得砂体空间分布参数。反演结果表明,协同反演结合参数优化能降低储层预测多解性并提高反演精准度,是实现薄储层精细预测的有效手段。     

综合地球物理方法在隐伏断层探测中的技术优势

针对攀枝花马家田尾矿坝周边山体的地质及地球物理特征,综合采用浅层地震法、高密度电法、重力法以及氡气测量对工区内的隐伏断层进行详细探测,并着重对物探资料进行综合解释。结果表明,采用合适的综合方法,可在一定程度上减小物探反演的多解性,提高物探成果的可信度。     

音频大地电磁法在江西丰城地热勘探中的应用

利用音频大地电磁测深方法对江西丰城地区进行地热勘探,通过对AMT数据进行处理,选择适合勘查区的极化模式和拉格朗日乘子等反演参数组合,利用非线性共轭梯度法(NLCG)进行二维反演,通过对丰城地区音频大地电磁测深剖面的解译,对该区地质构造、地热地质进行了研究。     

基于ZondMT2D大地电磁反演算法对比研究

在大地电磁反演中,如何选择合适的反演算法是反演过程的关键,将直接影响着反演效果的好坏。针对当前大地电磁反演软件反演算法种类繁多的现状,基于大地电磁二维数据处理软件Zond MT2D平台,开展了平滑约束(Smoothness)算法、奥克姆(Occam)算法、聚焦(Focused)算法、马奎特(Marquardt)算法等4种经典大地电磁反演算法的对比研究,分析4种反演算法在不同模型下的应用效果,总结各算法的特点及缺陷,为实际资料处理提供参考。     

巢含复背斜电性结构特征分析

在总结区内地层地球物理参数特征基础上,对位于巢含复背斜的2条大地电磁测深剖面进行了反演成像,并结合重磁资料对剖面进行了地质解释。复背斜带内部电性结构特征较为复杂,具有多层电性层分布,整体呈倒S型展布;北部滁州断陷、南部沿江断陷结构简单,表现为浅部低阻、深部高阻特征。     

内蒙古某斑岩型矿床深部矿体预测:地质-地球物理综合约束

内蒙古某斑岩型铜多金属矿位于华北兴蒙造山带东段多个地块相互作用带和古缝合带边缘,区内地质体不连续增加了地质找矿难度。结合相关地质勘探成果,在分析区域地质特征、矿区地质特征的基础上,首先利用高精度磁测法和激电中梯法圈定了区内深部矿体的赋存范围,并推测出深部隐伏控矿断裂特征;然后结合可控源音频大地电磁测深法(Controlled source audio-frequency magnetotelluric sounding method,CSAMT)反演的电阻率分布特征,用控矿构造解析法对区内浅表构造进行了分析;最后经地质-地球物理综合约束,并依据斑岩型铜钼多金属矿的富集与分布受控于"地壳浅表构造和斑岩体内部物质与能量的交换及其深层动力过程"的规律,推测出控矿斑岩体及赋矿断裂构造的产出位置、形态,为该区预测深部矿体富集带提供了依据。     

可控源音频大地电磁测深在地灾调查中的应用

通过分析香河县荆庄村周边地质及地球物理特征,应用可控源音频大地电磁测深的方法,确认电法异常区域,推断断裂破碎的分布与地表裂缝的关系,为后续地灾防治工作提供物探依据。