重力归一化总梯度的稳定解法

重力归一化总梯度法是20世纪80年代兴起的一种求解重力反演的方法,其关键运算是向下延拓及求导。原有的向下延拓方法大多数是在波数域实现的,由于稳定性差,影响了归一化总梯度法的效果,从而难以推广应用。本文以原先的希尔伯特变换法求解重力归一化总梯度值为基础,采用了一种新的、稳定的向下延拓算法——迭代法,替代了原有波数域的向下延拓算子,提高了计算的精度和稳定性。模型实验和实测资料应用显示效果明显改善。     

基于幂次平均的离散归一化总梯度法

归一化总梯度法是重磁资料处理与解释的常用方法之一,但其不能有效地识别叠加场源信息,不能判别地质体的几何形状。为了提高归一化总梯度法的实用性,首先采用迭代滤波进行稳定的向下延拓计算,再利用幂次平均函数进行归一化处理,最后根据地面位场异常总梯度的特征对测线进行离散化,由此提出了基于幂次平均的离散归一化总梯度法。模型试验表明,方法不仅可以有效地识别叠加场源的位置信息,而且还可以根据最佳幂次数来判断地质体的几何形状。实例应用表明,相对于常规归一化总梯度法,基于幂次平均的离散归一化总梯度法具有更高的反演精度和更强的地质解释能力。     

重力归一化总梯度法探测油气藏的新成果

介绍了新的重力归一化总梯度法的基本概念,方法原理以及在泌阳凹陷东南部应用该方法探测油气藏所取得的新成果。论述了新的重力归一化总梯度法探测油气藏的有效性、方法的优点及应用条件,同时阐明了依据重力归一化总梯度油气异常标志和总梯受相位异常特征,结合石油地质条件可以进行油气勘探有利区预测。文中所举实例只是该区研究成果的一部分。实践证明:利用现有的高精度重力资料、依据重力负效应不可能发现安棚式的小油气藏,应用新的重力归一化总梯度法则有可能发现,而且它比老的重力归一化总梯度法具有更高的分辨率和更广阔的应用前景。     

基于凸集投影的重力数据扩充下延一体化方法

重力勘探的工区经常是不规则的，有时重力数据还存在空白区。在进行波数域向下延拓处理前，需对数据空白区进行填充。同时，为了提高处理精度，还需要将数据预扩边至快速Fourier变换所需要的长度。常规重力向下延拓方法一般仅考虑向下延拓本身，或将数据填充、扩边与向下延拓这三个步骤独立进行。本文统一考虑这三个不适定问题，提出一种基于凸集投影原理的重力数据填充、扩边、下延一体化方法，即采用Gerchberg-Saxton迭代法对数据进行插值和扩边，直至达到预定的迭代次数，然后下延。利用该方法和经典的插值、扩边、下延组合方法对理论模型和航空实测重力数据进行对比实验，结果表明该方法原理简单、操作方便，扩边结果光滑无畸变，插值和下延结果精度较高，优于经典组合方法。     

位场向下延拓的边界单元法

引言众所周知,位场向下延拓可以突出局部异常,放大某些在低缓异常中不够明显的异常特征,从而提高了异常解释的可靠性。因此,它在金属矿勘探和石油勘探中得到了越来越广泛的应用。但是,由于位场向下延拓的不适定性,寻找精确而稳定的算法一直是理论和实际工作中的难题之一。近些年来,不少学者从事这方面的研究,提出了一些新的算法或改进措施。候重初提出了频率域位场逐次向下延拓的方法;王延忠、熊光楚讨论了频率域利用组合滤波器实现位场向下延拓,取得了较好的效果。本文利用边界单元法原理,把位场向上延拓的泊松积分转化为位场向下延拓的第一类积分方程,然后求解。模型试算和实际应用结果都表明,这种方法有着较高的精度和稳定性。     

归一化总梯度法在松南油气藏检测中的应用

归一化总梯度是重磁异常解释中常用的一种反演方法，本文将重力归一化总梯度法应用于松南油气藏的检测，并结合重磁异常剖面和松南地区地质、地球物理条件，分析了归一化总梯度法在这一地区应用效果明显的原因。     

基于径向谱的位场向下延拓正则参数选取方法

Tikhonov正则算法是解决位场向下延拓不适定性广泛采用的一种有效方法,最优正则参数的选取对下延精度和计算时间都有影响.为了快速、有效地选取正则参数,提出一种基于位场径向平均功率谱的Tikhonov正则参数选取方法.该方法通过建立由径向平均功率谱确定的截止波数和Tikhonov正则低通滤波函数的截止波数的关系来确定正则参数.基于理论重力模型数据及航磁实测数据将新方法同以往普遍采用的L-曲线法、C-范数法进行了正则向下延拓效果的对比实验.实验结果表明,新方法实现简单、物理意义明确,且选取的正则参数优于另外两种经典方法.     

复杂地形条件下高精度重力勘探的地质效果

分别用斜顶三棱柱体及方柱体模型分近，中、远区对某山区１：５万高精度重力勘探成果进行地形改正。用常规方法对地改后的布格重力异常进行处理效果不佳，本文提出了一种二维视深度滤波法，其实现过程为：首先利用解析法对观测数据向上延拓，然后利用差分法向下延拓，重复进行上、下延拓一定的次数，再用差分法向下延拓一次，达到滤波的目的。     

位场向下延拓的波数域正则—积分迭代法

本文将正则方法与积分迭代法相结合,提出波数域正则—积分迭代法用于位场向下延拓。该迭代法以位场正则向下延拓值为迭代初值,并用正则向下延拓算子处理迭代过程中的剩余谱,使得在加快迭代收敛的同时,压制噪声谱,以提高延拓的稳定性;计算了改进迭代法的最优步长,对比分析了改进迭代法的收敛性和滤波特性,同时提出采用L-曲线准则计算正则向下延拓的正则参数,并将其扩展到波数域以提高计算速度和适应波数域迭代法。基于理论模型和航磁数据的对比试验分析表明,改进迭代法位场向下延拓的精度、稳定性及收敛速度都有提高,其延拓效果优于现有广义逆法、积分迭代法、泰勒级数迭代法和Landweber迭代法。     

位场向下延拓的泰勒级数迭代法

本文介绍了一种新的位场向下延拓方法—泰勒级数迭代法。首先将波数域中的向下延拓响应因子进行泰勒级数展开,取前N项和代替向下延拓响应因子进行近似向下延拓,并采用迭代法进行逐步逼近,直至观测面上的实测值与迭代m次的计算值的差值小到可以忽略。由此推导出了位场向下延拓的泰勒级数迭代法的迭代通式,证明了该方法的收敛性,分析了该方法的收敛速度。同时指出当通式中所取项数N=0时,与文献[11]的延拓模式一致。模型试验对比分析表明,当向下延拓深度较大且项数N=1和N=0迭代得到的延拓误差相等时,N=1的迭代次数远小于N=0的,且迭代的结果具有更好的保幅性。     

规格化总梯度法模型试验与分析

近年来,通过对规格化总梯度方法的研究和大量的模型试验以及部分实际资料试算,进一步肯定了方法的找矿效果。 规格化总梯度法是一种既经济又简便的解释手段,它适用于剖面测量。该方法的实质就是将重力剖面数据向下半空间延拓若干高度,求出各高度水平上的垂向与水平一次导数,在合成总梯度后再进行规格化运算,可以得到剖面上的断面等值图。它展示了下半空间的总梯度场分布,直观地反映出地质体特征,从而避免了人为因素的干扰。同时还可根据不同频段的异常特征来区分不同层次的地质体。有关这方面的文章已有论述。 本文仅就所做的模型试验结果进行对比分析,使我们对各种较常见的地质体所产生的规格化总梯度异常特征有所了解。这些规律将有助于对实际资料的推断解释。     

利用重/磁场梯度比值函数计算地质体深度

本文定义了一种函数，即重力场或磁力场的一阶水平导数与原始异常的比值，利用该函数值可直接推导地质体的位置。对于不同类型地质体，其梯度比值函数均表现出极值点间水平距离等于地质体深度2倍的特征，从而无须任何先验信息即可计算异常体深度。为了降低倾斜磁化对磁数据处理结果的影响，磁异常解释采用解析信号水平导数与解析信号的比值。梯度比值函数仅计算异常的一阶水平导数，因此不会明显地增大噪声。此外，对梯度比值函数计算多个上延高度、求取其平均值，并对上半空间极值成像，可获得更加准确的地质体深度。理论模型试验和实测剖面磁数据的解释结果都证明梯度比值函数能快速、准确地获得地质体深度，且具有较强的抗噪性。     

用样条函数法求重力异常二阶垂向导数和向上延拓计算

对于二元三次样条函数的插值问题,本文给出了插值系数的求法及利用样条函数求导数、不定积分和定积分的统一计算公式,并用二元三次样条函数对地质模型进行了重力异常二阶垂向导数和向上延拓的计算。模型试其值和理论值的比较结果证明了本文提出的方法精度高且方便实用。     

实现重磁异常规格化总梯度的傅氏积分法

别廖兹金在实现重力规格化总梯度时采用了傅氏级数求和法。为了提高运算速度及计算精度,本文应用快速傅氏变换的计算机算法将规格化总梯度法作了改进,其中将原方法选取不同谐波数对应为选取不同截断频率。文中从理论上证明了磁异常的规格化总梯度与磁化方向无关,故可同样地用于重力与磁异常解释。为了对比,文中提供了对于同一条重力剖面用两种方法计算的规格化总梯度结果。最后给出了应用实例。     

应用多种重力处理方法进行油气检测的试验及其效果

在重力勘探中，用于油气检测的处理方法有多种，最常用的有高阶导数法、归一化总梯度法和人工平滑求剩余场法。本文对这三种方法进行了比较，就三种方法的原理与特点作一简略叙述，并就三种方法在ＨＱ地区的应用及其效果进行分析，指出各方法的局限性与多解性，从而提出了综合运用几种方法的必要性。特别提出了利用归一化总梯度对已知油气田区开展假三维的试验研究，借以给出其空间形态与展布范围，能收到较好的效果。