大地电磁测深“正演修正法”一维反演

本文提出了一种新的大地电磁测深一维层状介质反演方法－－“正演修正法”。“正演修正法”通过比较实测的视电阻率曲线和一维正演计算的理论视电阻率曲线,依次修正每一个电性层的电阻率和厚度。因为该方法将地下介质划分成与观测周期点数一样多的电性层,在纵向上它能最大限度地反映观测资料所能反映电性层的分辨能力。在MT固有的等值性范围内,“正演修正法”能正确恢复各电性层的电阻率和厚度。模型试验表明该方法是一种较为精确、稳定收敛和实用的方法。     

频率域电磁测深的静态偏移及校正方法

在电磁法勘探中，频率域电磁测深法也存在静态偏移与校正问题。本文从不同物质界面的边界条件出发研究了静态偏移产生的机理，较为圆满地解释了地表电性不均匀造成的频率测深场强分量按某一常系数增减而与频率无关的现象。     

层状介质探地雷达响应正演的积分方程算法

对于发射信号为无载波高频窄脉冲的探地雷达，导出了层状有损介质表面电磁响应的积分方程算法。首先，利用滤波算法计算层状介质频率域响应方程的汉克尔变换，然后通过傅氏变换计算时间域响应，实现探地雷达观测波形的正演模拟。该算法可在频率域对多种发射波形、阵列天线成相控阵天线发射情况下的电磁响应进行处理和计算。经过模型试算，并与其他算法的结果进行比较，证明该算法是正确的。     

中心回线方式瞬变电磁测深虚拟全区视电阻率和一维反演方法

根据半无限均匀介质空间中场的表达式，分析了一维层状介质情况下的中心回线方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质，并讨论了求解方法。特别地，引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念，从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题。“虚拟全区视电阻率”能连续和直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征，对瞬变电则深资料的定性解释具有重要的意义，同时也为一维反演（构制初始模型和确立目标函数）奠定了基础。模型试验表明，根据“虚拟全区视电阻率”曲线，采用一维“正演修正”进行反演是一种可行的方法。     

油气藏MT激电效应一维正演研究

 模型实验表明,在大功率人工固定源极低频电磁频率测深的频率范围内,Dias模型适用于0.1～300Hz频率和1～10km深度范围油气藏激电参数提取的要求。考虑油气藏激电参数后,视电阻率、视电阻率比值BρT和视相位、视相位比值BφT曲线存在明显异常,具体表现为：①BρT异常峰值均小于1,表明在大功率人工源极低频电磁波测深范围内,均能将介质扩散电流阻抗和极化阻抗部分分离,并可“识别”出纯直流电阻率;②电阻率断面类型对响应曲线有显著影响,并在油层位于三个深度层次（浅层、中间层、底层）时呈现一致规律：对于全部频段而言,BρT及BφT峰值对应频率递减顺序为A型、O型、Q型、K型、H型,其中A型、O型、Q型峰值频率较高,K型、H型峰值频率接近并较小;③比值异常峰值及其对应频率与含油气极化层厚度有明确的正相关关系,可通过此性质判断极化层厚度,比值异常峰值与含油气极化层埋深有明显的对应关系,可以通过异常峰值大小判断极化层埋深,但对应频率与深度对应关系不明显,不利于进行判断。     

电阻率和极化率测深法的正演修正法反演

提出了电阻率和极化率测深法。该方法采用同一野外装置(直流电测深)同时进行直流效应和激发极化效应观测，测深点沿一条测线呈密集分布。对单一测深点的观测结果进行一维层状介质反演，得到地下电性介质层界面的深度、每层的电阻率和极化率参数。一维反演采用正演修正法，即通过比较电阻率转换函数的实测值和一维正演计算的理论(拟合)值，依次修正每一个电性层的电阻率、极化率和厚度。该方法将地下介质划分成与积分变量点数一样多的介质层，在纵向上能最大限度地反映观测资料分辨介质层的能力。在电法固有的等值性范围内，正演修正法能恢复各电性层的电阻率、极化率和厚度。模型试验表明，正演修正方法是一种稳定收敛和实用的方法。     

基于矩量法的救援井电磁测距正演建模及响应特性分析

采用电磁测距技术精确地探测救援井与事故井之间的距离是救援井导通成功的关键,准确的电磁测距算法是电磁测距技术的核心。文章基于矩量法理论建立救援井与事故井之间的电磁测距正演模型,研究了地层电导率对事故井套管电流分布的影响及发射电极尺寸与位置、事故井套管长度与直径、救援井套管长度与位置和救援井井斜角对信号强度的影响。结果表明：事故井套管上电流呈近似正弦波分布;地层电导率越高,发射电极长度与直径越大,越有利于向地层注入电流,信号强度越大;发射电极应远离救援井套管、事故井井底和探管,减小对信号传输的干扰;较大的事故井套管尺寸和较小的救援井井斜角有利于增大信号强度,扩大测距范围。文章建立的正演模型和响应特性研究成果可为救援井钻井电磁测距技术的研发与应用提供理论指导。     

大地电磁测深资料遗传算法反演研究及应用

反演是大地电磁测深(MT)的关键环节之一。MT反演是多参数非线性最优化问题,存在多解性;而基于遗传算法的MT反演可提高非线性解的唯一性,它只需要问题的正演公式及给定参数的范围,不需求导数,也不要求有良好的初值,具有抗干扰能力强、拟合度高等优点,而且遗传算法作为一种非线性全局优化方法能在全局范围内搜索最优解。通过建模,在正演的基础上进行了反演研究,得到的结果与模型基本一致。在此基础上,运用遗传算法反演对实测资料进行了处理,效果较好。     

基于正演模型的储层谱分解响应特征分析

对楔形砂体正演模型的谱分解响应特征(峰值频率、谱比)的分析表明,反射波的谱分解特征主要受控于地层反射系数序列、层厚以及孔隙流体特征.与含气储层相关的谱分解异常所出现的频率范围并无统一规律,既可以出现与含气相关的低频谱分解异常,也可出现与含气相关的高频谱分解异常.根据所研究储层的特性建立了系统正演模型,利用该模型得到了特定储层谱属性的变化特征,为运用谱分解技术进行储层流体检测时选择最佳频率范围提供了依据.     

海洋MT正演模拟研究及其应用

本文首先介绍了海洋MT的特点、方法原理和正演模拟实现过程,并通过 模型试验和中国东海北部DH剖面大地电磁场的二维正演模拟计算以及所做的结果分析,阐明了海洋MT在海洋资源勘探领域以及分辨洋底地壳地质属性的能力,最后对海洋MT的应用前景进行了探讨和展望。     

瞬变电磁法油藏动态监测模拟

用基于张量格林函数的体积分方程法对层状地层中一个油藏的动态变化过程进行了瞬变电磁响应的正演模拟。首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应,然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时问域。模型计算结果表明,当油层厚度逐渐变薄时,在电场和磁场二次场分量的图形上可以得到清晰的反映,这表明用瞬变电磁法对油藏进行动态监测是可行的。     

基于四叉树网格的MT二维正演

本文提出了一种基于四叉树网格剖分的大地电磁（MT）响应有限差分正演算法。首先基于四叉树数据结构进行模型网格剖分,然后用待定系数法推导了该网格中各类节点的有限差分计算公式,实现了复杂模型大地电磁响应的正演计算。多个模型计算结果表明,该算法与常规的有限差分法和有限单元法的计算精度相当时,在计算效率上有较大提高。     

井间地震三维分块正演模拟方法研究

由于开展井间地震勘探的目标井多数为不共面的水平井和斜井,原本为井间地震二维问题转变为三维问题。一般的射线正演方法不能解决复杂构造的运动学正演问题。利用三维分块技术和逐段迭代法提出适用于复杂构造三维井间地震的三维分块正演模拟方法,并编写了井间地震复杂构造三维分块正演模拟程序,实现了井间地震三维分块正演模拟算法。对井间的多种复杂模型进行正演模拟分析表明,该方法及其程序正演结果正确,能够完成各种复杂构造情况的井间地震三维运动学正演。     

无网格点插值法大地电磁二维正演数值模拟

作为网格法数值计算的重要补充和发展,无网格法(meshfree)是近十多年来兴起的一类数值计算新方法。点插值法(point interpolation method,PIM)是一种简单高效的无网格方法,克服了有限元法计算复杂模型时网格生成困难的缺陷,在计算力学领域取得了良好的应用效果。将无网格点插值法(MPIM)应用于大地电磁二维正演数值模拟,介绍了点插值法的基本原理,给出了大地电磁二维变分问题的无网格化求解过程。多个二维理论模型的无网格点插值法(MPIM)、无单元Galerkin法(element-free Galerkin method,EFGM)和有限元法(finite element method,FEM)正演计算结果的对比分析表明:无网格点插值法适用于大地电磁正演,其计算精度较高,较有限元法更便于处理复杂模型;无网格点插值法的精度与无单元Galerkin法相当,但其计算效率更高。     

分层映射法起伏自由地表弹性波正演模拟与波场分离

传统有限差分方法在处理起伏自由地表时存在一些问题;传统映射法通过将起伏地表映射为水平地表克服上述缺点,但在变换的同时会破坏原有地下构造,导致波传播的不准确和虚假反射的产生。为此,通过改进传统映射法,提出了分层映射法起伏自由地表弹性波正演模拟与波场分离方法,在实现算法的基础上,对几个典型起伏地表模型进行了正演模拟试算,结果表明:1分层映射法不仅可以将起伏地表映射为水平地表,而且也可以将地下起伏地层映射为水平地层。相对于传统矩形网格以及常规映射法,分层映射法对双复杂构造具有更好的适应性。2通过对比分层映射法、传统映射法、传统有限差分法的正演模拟试算结果表明,分层映射法具有更高的模拟精度和抑制频散能力。3基于分层映射法的起伏自由地表弹性波波场分离能够准确地将纵、横波分离,可为起伏自由地表弹性波偏移成像方法提供关键的技术支持。     

济阳探区单一河道砂体边界地质建模及其地震正演响应特征分析

河道砂体边界识别是河流相岩性油气藏勘探与开发中的关键。由于河道砂体尺度小、散度大,地震资料的分辨率有限,砂体边界地震识别存在不确定性。在密井网条件下,应用钻井和测井等资料,从曲流河的沉积特点和演变规律出发,分析了河流相砂体边界的展布规律,研究了河道边界的接触关系,建立了典型模式,确定了单一河道边界的废弃河道沉积物、不连续河间砂体、河道砂体顶面层位差异和河道砂体厚度差异等4种识别标志,并分别建立了相应的地质模型。利用地震正演模拟技术研究了4种识别标志为边界条件的砂体地震响应特征,分析了反射振幅、频率、相位、波形和时间等变化规律,总结了在不同标志接触关系中应用水平切片、相干分析和地震属性等技术进行识别的可能性。将研究成果应用于济阳坳陷老168井区的河道砂体识别和精细描述,取得了较好的效果。     

斜井VSP高斯射线束正演方法

高斯射线束正演方法是一种将波动方程和射线理论相结合的方法,适用于复杂地质构造,与常规射线正演模拟方法相比,高斯射线束正演结果不仅包含了运动学变化信息,并且具有较合理的动力学变化特征,不存在盲区问题。文中针对理论和实际正、逆断层模型,开展了斜井VSP观测方式下的P波波场正演模拟,探讨了采用斜井VSP高斯射线束正演方法模拟波场的断层异常特征及其识别问题,结果表明该方法可有效解决因盲区造成的运动学信息不完整及波场振幅保真问题,其运算速度相比波动方程有限差分法提高了100倍以上。     

基于节点有限元与矢量有限元的可控源电磁三维正演对比

基于电场的可控源电磁三维有限元正演模拟早期主要采用节点有限元法,但因存在伪解问题而影响求解效率和精度;避免出现伪解的有效手段之一是采用基于棱边元的矢量有限元法,该方法近年在电磁三维模拟中逐步得到应用推广。为了更具体地了解两种方法在三维电磁正演中的实际应用效果,开展了两种方法的对比试验。首先从边值问题的建立进行讨论,之后分别通过一个水平层状介质模型和单一低阻体模型对两种方法的正演结果及效率进行比较。实际模拟结果表明：同等条件下,矢量有限元法计算精度更高,但其计算速度较节点有限元法约慢一半。