低纬度磁异常波数域化极方法机理分析与功能定位

基于化极算法误差方程,对三类波数域低纬度化极方法进行机理分析和功能定位。压制型化极法不能用于低纬度磁异常数据的定量解释,但可用于定性解释;反演化极法理论上可用于定量解释,但要求资料窗外的未知数据很好地被模拟（实测资料难以满足）,因此不具有实用性;偏移抽样化极法理论上也可以用于定量解释,但该方法要求磁偏角方向上的数据（网格数）不超过64,且数据相对精度不低于0.2%。三类波数域低纬度化极方法的功能定位,可对低纬度磁测资料的解释发挥重要的指导作用。     

大地电磁非线性共轭梯度一维反演

非线性共轭梯度(nonlinear conjugate gradient,NLCG)反演法具有较好的稳定性和反演精度,在二维反演中得到了广泛的应用,但是正则化因子选取困难以及计算量较大等问题限制了其在一维反演中的应用。针对上述问题,结合一维反演实际,提出了一种改进的NLCG优化算法。该算法以Bostick反演结果为初始模型,采用正则化因子自适应迭代调整方案,每次迭代时根据目标函数自动调整正则化因子,无需再对正则化因子进行不断尝试反演;简化了预处理因子和最优步长的计算,用单步线性搜索法代替迭代法求最优步长;对反演结果进行优化并做二次NLCG反演,进一步提高了反演精度,使非线性共轭梯度一维反演算法更高效。通过几个模型算例分析了优化算法的有效性。实际大地电磁数据NLCG反演结果与钻井资料吻合好、精度高;与Occam反演结果相比分层更加清晰,未出现异常高阻层,对地下电性结构的划分更加可靠。     

从化极算法误差方程看各种波数域低纬度化极方法

本文以化极算法误差方程为理论工具揭示了三类波数域低纬度化极方法各自的误差规律,并据此对三类方法进行了化极效果评估、功能定位和应用条件界定。压制类化极方法可以且只能用于低纬度磁异常定性解释;波数域反演化极法可以用于低纬度磁异常定量解释,其条件是数据完整覆盖异常,数据边界尽量简单;波数域偏移抽样化极方法也可以用于低纬度磁异常定量解释,其条件除数据完整覆盖异常,还要求数据精度高于0.2%,且磁偏角方向的数据网格规模不大于64×64。文中应用化极算法误差方程对波数域反演化极方法误差规律的揭示,是对该方法的重要理论补充,使之更加严谨和完善。本文导出的v轴分离法则丰富和发展了偏移抽样类化极方法。     

基于整形正则化和S变换的Q值估计方法

品质因子Q值是地震勘探的重要物理参数,可用于提高地震资料处理质量和油气藏描述精度。本文提出了一种新的基于整形正则化反演和S变换的Q值估计方法。首先通过S变换得到不同旅行时刻的振幅谱,然后引入整形正则化算子稳定求解不同时刻的频谱比值,最后通过线性拟合估计出地震品质因子。该方法通过正则化技术消除了噪声、反射相干以及变换窗口等引起的算法不稳定问题,得到光滑稳定的频谱比值,有利于最终的线性回归求取Q值。与传统的频谱比值法相比,基于整形正则化技术的方法估计的Q值更为准确。模拟算例和实际地震资料处理结果均表明,该方法可以有效稳定地估计地震资料品质因子。     

弹性阻抗反演的后验正则化方法

岩石的脆性指数是页岩气藏评价的关键参数之一。相对于叠后声波阻抗反演和AVO反演方法,弹性阻抗反演能得到更为丰富、稳定、可靠的弹性参数反演结果,有利于页岩敏感性脆性指数的选取。但是,弹性阻抗反演为Hadamard意义下的不适定问题,即不能同时满足解的存在性、唯一性和稳定性的要求,需要利用正则化方法并辅之以适当的最优化技巧来提高解的稳定性和准确度。为克服弹性阻抗反演问题的不适定性,本文建立基于L₂范数约束的Tikhonov正则化反演最优化模型,辅以后验最优正则参数选取方法,并提出求解极小化问题的双滤波因子正则化算法。理论模型和实际数据的数值试验表明双滤波因子正则化算法是可行和有应用前景的。     

低磁纬度地区磁异常化极方法及应用

化极作为一种重要的数据处理方法 ,很早就受到地球物理工作者的重视和研究 ,并已取得了不少研究成果。但在低磁纬度地区 ,作大面积化极换算并进行地质解释的工作仍处于探索阶段。采用频率域局部扇形约束函数改造化极因子的化极方法对南沙中部海磁数据的化极处理结果表明 ,该方法具有处理变倾角、低纬度资料的能力 ,数值恢复精度较高 ,在综合解释中 ,显示了良好的地质解释效果。     

基于Parker算法的磁性双界面模式正反演研究

Parker界面反演算法中包含了一个不稳定因子——向下延拓算子,导致其不稳定,通常的做法是在反演过程中加入一个低通滤波器以限制高频振荡。这种做法在消除高频假波的同时会对有效信号进行一定的压制,造成反演精度的降低。重新推导了正反演公式,提出了双磁性界面模式正反演公式和解决反演发散问题的方法。双界面模式正反演公式在实际应用中更具合理性和普适性,解决反演发散问题的方法保证了反演过程能够稳定收敛。讨论了算法实现的关键技术和措施,通过模型实验分析算法的精度和可用性,可以发现算法计算精度很高,误差为0.8%～4%,且具有一定抗噪性。用该方法处理中国某地磁测数据,得到较好效果。     

基于迭代步进值递减的果蝇优化算法在PID整定中的应用

果蝇优化算法在计算精度和运算速度上比传统方法有着显著的提高,在解空间上可以快速高效地得到全局最优解,但也极易陷入局部最优。为了获得自动电压调节器(AVR)控制系统的最佳PID参数,对果蝇优化算法进行改进,提出了一种迭代步进值递减的果蝇优化算法。使用改进的算法对AVR系统PID参数进行在线整定,仿真结果表明:改进的果蝇优化算法比原算法在PID控制器中获得了更好的控制性能,改进算法具有一定的实用价值。     

地化录井仪温度程序控制器的改进

针对地化录井仪Tmax值测量平行偏差大、标样分析不易通过、不同仪器对同一个岩样分析结果差异较大的问题,从仪器温度控制原理、控制现状分析着手,发现其原因是温度程序控制器稳定性能变化,致使温度控制精度降低,从而影响地化参数的准确性.经过开放式温度控制参数设置、温度控制状况实时监测和全面的参数标定等技术改进,使仪器性能得到提高,克服了测量误差等问题.     

偏移抽样理论在磁异常化极中的应用

偏移抽样理论是关于傅里叶变换数值计算方法和计算误差的理论，这对原有理论的发展主要表现为：（１）给出了更广义、更普遍的算法；（２）给出了新算法误差的数学表达式以及进一步减小误差提高精度的途径和方法。这一理论分析化极问题所得到的化极算法误差方程告诉人们，低纬区化极中随纬度降低而加剧的振荡和畸变问题，既非位函数本身所固有，亦非傅里叶变换之必然，乃是现有傅里叶变换数值计算方法的局限性所致。本文在洞悉这些现     

f—x域算子外推去噪技术研究

在对ｆ－ｘ域预测滤波法噪技术深入研究的基础上,本文提出了ｆ－ｘ域算子外推去噪技术。ｆ－ｘ域算子外推去噪技术的假设前提和数学原理与ｆ－ｘ域预测滤波法噪技术大致相同。不同之处是它利用有效反射信号和线性干扰波的道间差及能量的差异,以及有效信号同相轴的所有频率成分具相同时差的假设条件,运用信噪比较高的中频段频率成分外推来求取高,低频带的预测算子。     

全局约束反演多道吸收补偿方法

基于反演的反Q滤波是目前较为常用的一种地震波吸收补偿方法,该方法通过将L₂范数正则化作为纵向约束以提高反演结果的稳定性,但噪声会降低反演的准确性和稳定性。为此,提出了一种基于反演的全局约束多道吸收补偿方法。该方法首先需要根据地震信号的可预测性计算信号预测误差算子,然后将其作为横向约束算子加入到纵向约束单道吸收补偿系统,由单道吸收补偿系统拓展为多道吸收补偿系统。基于反演的全局约束多道吸收补偿方法具有更强的抗噪性和稳定性,可有效减小补偿对于高频噪声的放大效应,提高地震资料的分辨率和信噪比,使地震同相轴横向上更连续。模型数据和实际数据实验结果证实了方法的有效性。     

高频磁耦合有缆钻杆信道的联合仿真设计

为了延长高频磁耦合有缆钻杆的无中继传输距离,使用电磁结构仿真与线性仿真的联合仿真技术对信道建模并仿真。高频磁耦合有缆钻杆信道是重复的基本单元的级联,基本单元包含磁耦合线圈副与同轴电缆。对磁耦合线圈副,电路理论建模需要通过测量样品等得到元件参数,有些参数不易测量,有些结构及材料参数不易体现在模型中,而电磁结构仿真能够解决这些问题。对于同轴电缆这类大尺寸模型,电磁结构仿真耗时长,使用线性仿真可以保证仿真精度、缩短仿真时间。联合仿真技术弥补了单一仿真的缺陷,经实验验证,仿真结果与实际测量结果一致。通过联合仿真研究了基本单元级联数量、有缆钻杆尺寸、铁氧体磁芯磁导率及隔离隙等对谐振峰载波频点和衰减的影响,完成了高频磁耦合有缆钻杆信道的阻抗匹配和优化设计,使无中继传输距离达到了300 m以上,有效减少了中继器的使用数量,在降低成本的同时提高了信道可靠性,并完成了现场试验。     

基于多数据融合和小波分解的油气管道缺陷检测方法研究

针对油气管道检测过程中泄漏区域及缺陷区域难以准确定位的问题,提出了一种基于多数据融合的油气管道缺陷自动检测方法。首先利用无人机和红外热成像技术实现油田管道红外图像的分段采集,并通过移动终端实时上传到处理系统;采用改进的加权中值滤波算法对红外图像做去噪处理,并根据综合特征来自动识别管道区域以提升检测效率;然后采用Sobel算子和Canny算子对管道区域进行图像处理,并加权平均;最后,采用Haar小波做分解得到高频分量,高频分量和红外图像中温度异常区域重合的部位即为油气管道缺陷区域。实验结果表明:该方法可准确地定位油气管道的缺陷区域,其准确率最高可达97.8%,检测效率也有所提升。     

OBC水陆检数据合并处理技术

估算标定因子、海水深度和海底反射系数三个参数是OBC水陆检数据合并处理技术的关键步骤。针对常规方法确定这三个参数费时和精度低的缺陷,本文采用相关特征匹配法匹配水陆检数据、相关函数特征法直接计算标定因子、波场延迟特征法直接计算海底反射系数、分段归一化相关谱法直接计算海水深度和海水双程旅行时,对水中检波器数据和陆地检波器数据进行合并处理。合并后数据不但消除了海水鸣震多次波干扰,而且保留了陆检数据的低频成分和水检数据的高频成分,有效拓宽了海底电缆数据的有效频带,提高了地震资料的信噪比和分辨率。实例处理结果说明了方法的有效性和实用性。     

用优频算子外推改善F-X域滤波性能

针对常规F-X域预测方法的效果严重依赖于原始地震数据信噪比的缺点,本文提出一种优势频带算子外推噪声衰减方法。这种方法充分利用了相邻频带预测算子之间的关系,用高信噪比频带的预测算子去预测低信噪比频带的预测算子,使低信噪比频带预测算子具有可靠精度,从而保护了低信噪比频带中的有效高频信号。     

优势频率约束下的递推f—x去噪和谱均衡方法

在高分辨率地震资料处理中，提高信噪比的关键是消除高频噪声的影响，为此，本文提出了在优势频率约束下的递推ｆ－ｘ去噪和谱均衡处理方法，该去噪方法是以优势频率成分（即具有最高信噪比的频率成分）的预测因子为约束条件，在给定的频段内分别沿频率减小和增大的方向进行递推求解，准确地求取其它较低信噪比频率成分的预测因子，使低信噪比频率成分的去噪结果更为理想，优势频率约束下的谱均衡方法是以优势频率的振幅值为基础，对     

基于经验模态分解字典的自适应匹配追踪谱分解方法及其在油气检测中的应用

利用地震信号的瞬时属性确定时频原子动态参数的扫描范围,获得的瞬时频率稳定性较差且存在负值。利用连续相位求取瞬时频率易受噪声影响,并存在频率异常值。为此,首次将经验模态分解（EMD）引入匹配追踪（MP）算法,提出了基于EMD字典的自适应MP谱分解方法。将EMD视为一种基于过完备时频字典的稀疏分解方法,在计算匹配原子主频的过程中,引进基于连续相位的阻尼最小二乘反演求解瞬时频率,并加入整形正则化算子对数据进行平滑处理,利用整形正则化平滑算子的阻尼最小二乘法有效避免了频率异常值,得到的瞬时频率曲线更平滑、真实,且更突显高频成分。将基于EMD字典的快速MP方法应用于储层含油气性预测,对比不同尺度瞬时谱剖面可以清楚地看到明显的低频阴影现象,且提高了分解效率,从而进一步验证了方法可行性。     

叠后地震资料井控高分辨率处理新方法

提高地震资料分辨率是地震勘探长期面对的重要课题。由于高频噪声的影响,传统方法都只能有限的提高分辨率。为此,在总结高分辨率研究现状的基础上,提出了一种井震联合叠加地震资料高分辨率处理方法,利用合成记录与地震记录有效信号相似、噪声不相似,有效信号有规律、噪声无规律,地震记录和合成记录邻频相似的"三性"特征,采用神经网络算法,建立了测井合成记录与地震记录关系;利用多层网络结构自适应地质地球物理的变化,提出了相应外推算法,采用该方法建立模型、开展理论模拟,并从频率成分和振幅能量恢复、相位校正、去规则和随机噪声等方面进行了试验。研究结果表明:①新方法能最大限度地提取到高频有效信息,同时去除噪声,不破坏中低频有效信息;②新方法突破了传统方法先去噪后拓频的思路,建立了拓频同时去噪的思路,并最大限度地提高了分辨率,大幅度突破了传统方法的限制;③新方法已经在各种储层描述中得到了应用,高分辨率处理成果在精度和准确性上都取得了显著的提升。