耦合势有限体积法模拟海洋移动导线源三维频率域电磁响应

本文采用耦合势有限体积法建立了一套快速计算海洋移动导线源电磁响应的三维数值模拟技术。基于电场矢势标势分解将Maxwell方程转换为关于矢势和标势的亥姆霍兹方程;采用洛伦兹规范整理得到对称形式的离散系数矩阵。对导线源采用直接离散方法,基于ILUT （Incomplete LU Preconditioner with Threshold）预处理的BICGSTAB （Biconjugate Gradient Stabilized）迭代算法实现离散线性方程的求解。为了减少移动源总的计算时间,提出采用解的初值重置技术加快正演模拟的速度,即利用发射源移动前的电磁场响应作为发射源移动后的离散方程的初始解。数值计算结果表明：对导线源采用直接离散方法,当导线源的长度大于源周围网格长度的4倍以上时,源附近离散误差显著减小;相比常规的直接迭代算法,采用解的初值重置技术能够减少迭代次数、提高正演计算速度。     

长导线源频率域电磁测深场源静态位移的模拟研究

在长导线源的频率域可控源电磁测深中,浅层不均匀体在测点处所产生的静态位移已经被广泛认识并得到了较好的校正。根据互换原理,当浅层不均匀体在场源处时电测曲线也会引起类似效应,被称之为场源静态位移,而这类效应很少引起人们的注意。本文通过三维模型模拟研究场源处于不同地电异常体上时测点的电场及其全区视电阻率变化规律,发现当激发场源长度小于不均匀体或与其相当时,产生的效应与常规静态位移特征和规律完全相同,并且随着场源长度、不均匀体的位置、大小及电阻率变化,这种效应也随之变化;只有当场源大小比不均匀体大得多时,这种影响会减小,而且其特征与静态位移效应也有区别。     

电磁频率测深法在山西阳曲找煤中的应用

在山西阳曲地区运用电磁频率测深法进行地面探测，对所采集的数据采用曲线类型分析和曲线特征点分析进行定性解释，用广义逆矩阵反演法通过人机对话的形式进行定量反演计算，并对全区资料进行相位转换处理，推断解释出本区有含煤构造存在，钻探资料的验证表明结论正确。用电磁频率测深技术寻找出储量为10多亿吨的大煤田，推翻了本区深掩层下无煤系地层赋存之错误论断。     

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。     

带地形频率域可控源电磁法三维反演研究

单一的地震勘探不能满足所有地质地形条件下的油气勘探开发需求,试验证明与非地震勘探方法尤其是电磁法的联合应用可以有效提高钻井成功率,而对带地形三维可控源电磁法的正反演研究可以有效克服地形对勘探结果的影响,进一步提高勘探精度。采用基于二次电场的有限差分方法进行三维正演,与前人有限元大地电磁计算的经典地质模型在远区卡尼吉亚视电阻率正演方法相比,结果基本一致,证明该正演算法的可靠性和准确性;应用非线性共轭梯度（NLCG）方法进行三维反演,提出并使用初值优化方法,能减少每次反演迭代所需时间,从而提高反演效率。带地形的地质模型反演结果表明：反演的地下电阻率模型能够较好地还原异常体的形态和位置;初值优化方法能够明显缩短反演时间,为三维反演的实用化带来可能。     

两分量多参数频率域、时间域电磁法

在油气勘探开发领域，两分量多参数频率域，时间域电磁法除了应用传统意义眩的产油层的单个电导参数外，还应用了电网导的频散信息，即激发极化参灵敏，它主要是利用频率域中的频散信息来圈定横向油水边界，利用时间域的dBz/dt分量来确定未知油藏深度，从而为油气藏的勘探和检测提供有用信息。     

海洋可控源电磁法三维数值模拟

 本文利用美国Sandia国家实验室Weiss编写的3D有限差分程序,通过建立的正演模型,开展3D水平电偶源电磁场特征与异常体空间展布特征（几何特征、埋藏特征）关系的实例研究,并对模型进行了正演数值模拟,得到以下几点认识：①同一位置处接收到的电场强度随着异常体半径的增大而增大,高阻体的存在能够增大电场强度,且异常体越大,场强也越大;②归一化后的电场曲线特征表明,随着发射电流频率的降低,异常体引起的异常越来越小;随着异常体半径增大,引起的异常也逐渐增大;③当异常体半径不变而埋深改变时,随着埋深的增加电场强度逐渐减小,对异常体的分辨力越来越小。文中所得结果对MCSEM电磁场基本传播特性的认识和MCSEM观测资料的解释提供了依据。     

赤道向频率域电磁测深三维电磁模拟技术研究

利用体积分方程和并矢格林函数理论对赤道向频率域电磁测深法三维问题进行正演模拟。对该算法的精度进行了讨论。三维异常体的存在,对频率域电磁测深法视电阻率曲线形态和拟断面图分布特征的影响,依据异常体与围岩的导电性差异不同有其特殊的规律性。选择测量电极中心作为记录点,既能使正演计算的视电阻率响应在异常体上方获得最大异常,又能使正演计算的拟断面图的异常分布与异常体之间有很好的对应关系。     

复合源电磁测深法的实现和解释方法研究

论述了复合源的类型、接收电磁信号探头的类型。列出了垂直、水平磁偶极子源和水平电偶极子源激发情况下电磁场的解。提出频率域复合源的几种组合方式。重点对多源多分量法响应函数的数学物理特性作了研究,同时分析了复合源电磁测深法的技术特点。探讨了多源多分量观测情况下,电磁测深资料的处理和解释方法。     

地面电磁探测接收系统批量对比试验

已经将自主研制的地面电磁探测（SEP）系统与国内外商业仪器系统进行了全面的对比试验,结果表明自主研制的仪器系统整体性能与国外先进仪器系统性能相当,并在某些性能上略有优势。为测试批量生产的SEP采集系统（包括电磁法采集站和感应式磁传感器）的一致性、稳定性与可靠性,精心设计对比实验方法并在河北张北县进行了大规模的对比试验,分别采集了天然电磁场和人工电磁场数据,通过多种情况的对比,证明批量采集站与感应式磁传感器性能稳定,所采集的天然场和人工场视电阻率结果一致,各项误差均在合理范围内。证明SEP系统能够为深部矿产资源和深部油气资源的勘探提供高质量的数据,也为批量仪器测试提供了设计方案。     

固定源建场测深法在准噶尔盆地油气勘探中的应用

随着固定源建场深法的运用及研究的不断深入，建场测深法相对传统的电磁测深法的优点日益显示出来，其处理方法也更加完善。同时，也为综合地质解释提供了更全面的重要信息。     

广域电磁法在湘西北页岩气探测中的应用

将广域电磁法应用于湘西龙山地区的碳质页岩探测,揭示了该区碳质页岩的含碳量较高,相对上、下地层显示为低阻的特征。采用自主研发的“重磁电三维反演成像解释一体化系统”进行广域电磁法数据处理,获得了地下电性体真实的电阻率特征,基本查明龙山地区碳质泥页岩层位的电性分布规律。表明广域电磁法是获取碳质页岩分布范围和埋深的有效探测手段。     

炸药震源激发效果分析

本文从球面波传播的基本原理出发，通过对克希霍夫积分公式的求解，分析了弹性波在传播过程中波前面的曲率半径和波场强度的关系，指出爆炸产生的空洞形状对地震波强度有影响，在某一方向上的弹性波振动振幅与等效空洞在此方向的曲率半径成正比。据此理论分析了实际工作中的炸药类型和形状，认为细长药柱和聚能激发均不能形成曲率半径较大的等效空洞，因而达不到增大激发能量的效果。为此提出合理选择炸药类型和形状的基本方法。     

LF低频无源地震勘探方法探讨

文章就低频无源地震勘探提供了一种可行性操作模式,从采集设备、采集参数、采集模式、数据频谱分析、数据处理等各方面进行了描述。     

海洋磁性源瞬变电磁探测系统姿态变化影响研究

近年来,随着海洋油气资源开发和利用的逐步深入,海洋磁性源瞬变电磁法得到广泛应用。在实际数据采集中,由于海底环境、洋流、航速不均等因素的影响,发射与接收回线装置在海水中的姿态难以保持稳定。探测系统姿态变化会导致收、发回线装置与海底电性异常体的耦合关系发生变化,观测数据出现较大误差,影响解释结果的可靠性。为此,首先基于电磁场基本理论推导了有限水深条件下海底各向同性水平层状介质模型中任意磁偶极源频率域三分量电磁场表达式,基于电磁场叠加原理分析了海洋磁性回线源电磁响应特征;其次,针对姿态变化前、后分别定义两类坐标系及相关的发射、接收双旋转矩阵,建立了水下拖曳式磁性源姿态变化的数学模型;最后,以浅海拖曳式中心回线瞬变电磁探测系统为例,通过模型算例分析收、发系统姿态变化引起的观测数据误差分布特征,及瞬变电磁响应结果与姿态变化角度、衰减时间、海水深度、海底沉积层电性等参数之间的关系。研究成果有助于量化海洋磁性源瞬变电磁探测系统的参数设计,为该方法的推广及数据的处理、解释提供理论基础。     

应用矩阵法实现线源与点源电阻率数据间互换

通过理论研究表明,线源和点源电阻率数据间存在一种线性变换关系。该变换可通过一矩阵算子来实现。这为处理实际电阻率测深资料时的数据转换提供了简单而有效的方法。     

组合震源对AVO的影响及校正方法

组合激发技术被广泛应用于地震勘探野外数据采集中,在陆上低信噪比地区和海域的应用更为频繁。但组合激发的地震波在空间不同方向上传播时能量具有差异性,这与AVO理论的单震源假设条件相矛盾。本文采用将相控理论与波动方程数值模拟相结合的方法,探究组合激发时地震波在各方向上的传播特点及其AVO曲线变化规律,总结出组合激发条件下的AVO曲线校正方法。理论模型试验结果表明,利用本文方法可有效消除由组合激发造成的AVO分析误差,提高AVO分析的精度并扩展其适用范围。     

海上空气枪点震源阵列的优化设计及应用

常规海上气枪阵列震源激发的远场子波信号存在明显方向性差异,难以满足海上(或OBC)宽方位三维地震数据采集所需的点震源要求.基于地震波传播理论,本文探讨了无方向性差异点震源阵列的设计原理,并提出了理想点震源阵列设计方案.即通过非对称性分布的点震源阵列(如交错排列)优化设计,筛选出的优化子波模拟的远场子波信号适用于特定海洋勘探环境下宽方位地震数据采集.最终地震成像剖面显示:洼陷边界及内幕成像明显改善,洼陷底界波组连续性较好,洼陷内幕反射能量得到提高.