稳健的磁源参数计算方法及模型计算结果

重磁异常的自动解析方法领域出现了大量的研究成果,形成了欧拉反褶积、场源参数成像等方法.场源参数成像方法能够自动计算出场源体埋深、倾向和形态,与欧拉反褶积相比较,场源参数成像因计算方法简单而备受重视.但是计算的不稳定性和对噪声的敏感性一直限制了方法的应用.采用基于小波分析方法进行求导,并在计算局部波数中采用解析展开的方法,避免直接除水平导数而出现奇点问题,采用解析信号的振幅作为分母,使计算稳定性大为提高.模型计算结果表明方法对单个异常体的计算具有很好的效果.     

基于加权模型参数的归一化磁源强度三维反演

强剩磁的存在使磁化方向与地磁场方向偏差很大,进而对常规的磁异常反演和解释产生很大的影响。归一化磁源强度(normalized source strength,NSS)是一种弱敏感于磁化方向的转换量,它与场源的中心对应性比同类型的转换量要好。基于模型参数加权,采用共轭梯度的反演算法,使所有反演网格单元的综合灵敏度一致,以消除NSS核函数随距离的四次方衰减的影响。将这种改进的正则化共轭梯度算法应用于剩磁条件下的NSS反演。在研究区内存在剩磁情况下,与直接反演磁异常相比,NSS反演提供了更为可靠和稳定的解;与常规正则化反演方法相比,这种模型参数加权的方式能更好地降低NSS反演中核函数随距离的四次方衰减对反演结果的影响,且其反演结果能更好地刻画场源体的几何形态与物性分布。模型和实测数据测试结果证明了该剩磁条件下的反演方法的有效性和适用性。     

航磁寻找油气藏几种方法应用效果分析

航磁异常与油气藏之间有着密切的关系 ,烃类向上逸散及局部构造在磁异常中都有不同程度的表现 ,由此可以建立航磁异常与烃类分布关系的理论模式。文中探讨了 3种提取与油气相关异常的方法 ,即用剖面上延剩余法提取与烃类相关的高频微磁异常及与局部构造有关的中频局部异常 ;用归一化总梯度法确定油气上方场源位置 ;用线积分法圈定油气田范围等 ,并结合实例对以上方法的应用效果进行了分析     

磁张量数据的边界识别和解释方法

本文利用方向解析信号进行磁张量数据的边界识别和解释,该方法最大优势是在进行反演时不用给出异常体形状的先验信息,且得到结果受磁化方向干扰小。文中给出了方向解析信号的定义,以及进行边界识别的基本公式,并将方向解析信号与欧拉方程联合进行异常的解释。通过对不同形状地质体产生的磁张量异常进行试验,表明该法能很好地完成张量数据的边界识别和解释。将其用于M区实测数据计算,获得了地下磁性体的分布特征。     

利用磁梯度张量识别地下小型目标体

针对地下小型磁性目标体提出基于磁梯度张量和支持向量机（SVM）的形状识别方法。首先利用不同形状、不同姿态的地下目标体磁异常模型，建立磁梯度数据样本库；然后分析并选取磁梯度张量矩阵的9个属性参量，构造支持向量机模式识别的特征向量；最后建立基于量子粒子群算法的支持向量机（QPSO-SVM）识别模型，对测试数据进行模式识别。仿真和实验证明利用本文方法能够有效识别地下小型目标体的形状，识别准确率达到90%以上。     

航磁寻找油气藏几种方法应用效果分析

航磁异常与油气藏之间有着密切的关系，烃类向上逸散及局部构造在磁异常中都有不同程度的表现，由此可以建立航磁异常与烃类分布关系的理论模式。中探讨了3种提取与油气相关异常的方法．即用剖面上延剩余法提取与烃类相关的高频微磁异常及与局部构造有关的中频局部异常；用归一化总梯度法确定油气上方场源位置。用线积分法圈定油气田范围等，并结合实例对以上方法的应用效果进行了分析。     

松辽盆地深层火山岩岩性预测方法

基于松辽盆地深层火山岩岩心的密度及磁化率数据,通过模型正演分析可以看出,深层火山岩产生的重、磁异常不大,大多表现为叠加在强背景之上的次级异常,不易识别火山岩体。为此提出了积分-迭代延拓平化曲方法,增强火山岩磁异常信息,均衡磁异常,消除深度影响。通过应用该方法进行深层火山岩岩体圈定及岩性识别表明:该方法能有效增强深层火山岩的磁异常信息;磁异常的斜导数、欧拉反褶积能有效圈定火山岩边界;重、磁反演的视密度、视磁化率及两者的相关系数是识别火山岩的最佳三参数组合;井约束下的神经网络能有效判别火山岩岩性。     

均匀磁化直立长方体磁力三阶梯度张量无解析奇点正演计算公式研究

均匀磁化直立长方体是磁力异常正演模拟与三维反演的最基本、最常用的一种场源模型,推导其正演计算解析公式具有重要的理论意义和实用价值。磁力三阶梯度张量是最近提出的一个新概念,可能是未来卫星与航空等磁测研究的一个重要发展方向。此外,多种磁力异常转换参量也涉及磁力三阶梯度张量的部分元素。因此,在前人研究基础上推导了均匀磁化直立长方体的磁力三阶梯度张量无解析奇点正演计算公式。首先验证了该公式的正确性,然后将其应用于总磁场强度异常一阶垂向导数的解析信号、磁力二阶梯度张量不变量的一阶导数、正则化磁源强度的一阶导数的计算。这些高精度、高效率的正演计算解析公式可为将来磁力三阶梯度张量勘探方法研究及基于磁力异常转换参量的解释方法研究奠定重要基础。     

多异常源维纳反褶积

本文应用解析信号重新推导了维纳反褶积算法,将其推广到多异常源的情况。推广后的算法包括求解 一个线性最小平方问题,由此获得的系数确定了一个复合多项式,该多项式的根定义了异常体接触面的位置和深度。应用推广后算法根据航磁数据画出了胡     

基于欧拉反演法的金属磁记忆油气管道检测研究

油气管道应力集中区定量化研究一直是无损检测的热点和难点,本文为利用金属磁记忆检测技术定量化地反演油气管道应力集中区的位置,首先建立了油气管道应力集中区的磁偶极子模型,通过油气管道表面漏磁场及其梯度张量数据,使用欧拉反演法,采用多点联合反演,快速准确地反演出了油气管道应力集中区的位置,为油气管道的早期定量化无损检测提供了理论依据。     

重力梯度欧拉反褶积及其在文顿盐丘的应用

在矿产勘察与区域地质调查中，梯度数据由于精度高而得到广泛应用。基于三种张量分量的重力梯度数据，本文提出一种新的梯度欧拉反褶积算法，避免了常规计算中由于构造指数选取不当和张量分量转换产生的误差。建立单长方体和不同深度双长方体的理论模型，验证了该方法能够较准确地反演地质体的埋深和水平位置。将此方法应用于文顿盐丘的实测重力梯度数据，获得了盖岩顶部的形态与分布等信息，并探测到新的小规模地质体。该结果与已知资料相符，进一步丰富了该地区的地下构造信息。     

一种适用于有限长度混合相位未知脉冲的最小平方反褶积新方法

普通的最小平方反褶积只有在子波为最小相位脉冲和反射序列为白噪声的假设下才是成立的,而对于混合相位未知脉冲来说,这种最小平方反褶积就不再适用了。本文提出一种适合于有限长度混合相位未知脉冲的最小平方反褶积方法。运用此法只需预先估计一个混合相位子波的长度。合成数据的试验结果表明,该方法有较好的效果,且对预先估计出的子波长度不敏感。文中还证明混合相位未知脉冲最小平方反褶积等效于一种有间隙的平滑误差滤波器的作用,而这种有间隙的平滑误差滤波又可分解为一个前向多步预测误差滤波与一个后向多步预测误差滤波之和。可以预计这种新的反滤积方法将在地震数据处理中得到有效的应用。     

基于差分求导的伪总梯度余弦值法的位场边界检测

针对利用位场资料解决位场边界的精细划分和解释问题,本文提出了一种新的位场边界识别方法--基于差分求导的伪总梯度余弦值法。利用窗口滑动模式,对异常平均值采用差分方法计算导数,并引入伪总梯度的概念,以伪总梯度与观测面夹角的余弦值作为滤波输出,计算过程中对边界位置的极值特征进行了两次紧缩,其最大值与地质体边界相对应。模型实验对比结果表明,该方法稳定性较强,对边界平面位置的识别效果更好。在实际数据处理中,推测出黑龙江省虎林盆地的29条断裂,其中12条断裂的位置与欧拉反褶积反演结果一致,并有7条断裂在以往的研究中得到证实,证明了本文方法对地质体边界平面位置的识别能力。     

基于磁力梯度全张量特征值的均衡边界识别方法

目前广泛采用的重磁梯度全张量数据具有高精度、高分辨率、多参量的优点,成为近年来位场数据处理与解释的研究热点。基于磁力梯度全张量的最大特征值,提出一种新的均衡边界识别方法,可有效提高边界识别的精度和稳定性。模型试验验证了新方法不仅能够同时识别深、浅模型体的边界,而且具有较高的识别精度、一定的抗倾斜磁化能力以及较强的稳定性。最后,将其应用于中国北部某地区由实测航磁三分量数据转换的梯度全张量数据,获得了较清晰的边界信息,验证了方法的实用性。     

Magnetic susceptibility inversion method with full tensor gradient data using low-temperature SQUIDs

Full tensor magnetic gradient measurements are available nowadays. These are essential for determining magnetization parameters in deep layers. Using full or partial tensor magnetic gradient measurements to determine the subsurface properties, e.g., magnetic susceptibility, is an inverse problem. Inversion using total magnetic intensity data is a traditional way. Because of difficulty in obtaining the practical full tensor magnetic gradient data, the corresponding inversion results are not so widely reported. With the development of superconducting quantum interference devices (SQUIDs), we can acquire the full tensor magnetic gradient data through field measurements. In this paper, we study the inverse problem of retrieving magnetic susceptibility with the field data using our designed low-temperature SQUIDs. The solving methodology based on sparse regularization and an alternating directions method of multipliers is established. Numerical and field data experiments are performed to show the feasibility of our algorithm.     

旋转磁场定向测距随钻测量仪的研制与试验

采用水平对接连通井开发煤层气时,为了确保水平井能够与洞穴井准确连通,需要给司钻人员提供准确的导向信息,即需要精确测量2口井的相对距离和方向。通过研究旋转磁场信号强度与相对位置关系,根据正交磁偶极子模型,提出了一种旋转磁场定向测距方法,研制了旋转磁场定向测距仪样机,进行了样机的地面试验和现场试验。该样机主要包括近钻头强磁短节、井下数据采集系统和地面解算系统3部分。地面试验装置包括转速可调的永磁短节台架、姿态可调的数据采集系统台架和轨道正交的50 m×30 m试验场地。地面试验结果表明,30 m以内的定位误差不超过0.1 m。现场试验结果表明,钻头距离洞穴井80 m时就可以探测到有效信号,偏航角平均误差小于1.5°,能够用于连通井的引导钻进。试验结果说明,利用旋转磁场将钻头与洞穴井靶点耦合为一个闭环系统,进行2口井的相对定位是可行的。      

基于峭度最大化的地震盲反褶积方法

从地震褶积与反褶积过程的等效总系统出发,使脉冲响应满足单位脉冲序列形式,导出方差约束下反褶积输出的峭度最大化准则,作为地震盲反褶积的目标函数;针对目标函数关于反褶积算子的优化问题,采用粒子群算法进行全局寻优操作,实现地震信号的反褶积。数值模拟和实际资料处理结果表明,该方法不但适用于最小相位子波的反褶积,而且适用于混合相位子波的反褶积。与梯度法优化峭度准则的反褶积结果相比,能够更好地从地震记录中估计反射系数,拓宽地震资料的频谱,提高地震资料的分辨率。     

多参数约束磁性体三维形态反演

传统的磁性目标形态反演中,反演模型的初始磁性参数和几何参数需根据经验赋值,针对这一问题,提出了基于多参数约束的磁性目标体三维形态反演方法.首先,通过L1范数和正则化约束函数建立目标函数,在待增长模块中选择最优解更新反演模型;然后,利用磁性目标多参数估计方法,无需先验信息,直接对磁性目标的位置、磁化方向以及磁化强度进行估...     

浅水多次波衰减

浅水海域地震资料通常会有较为严重的鸣震等短周期多次波干扰,一般采用预测反褶积进行压制,但是在地质构造较复杂地区其效果并不理想。而表层相关多次波压制方法(SRME)(Surface related multiple elimination)方法,由于海底反射信息较差,很难压制浅水海底相关等短周期多次波。本文使用数据驱动的浅水多次波压制方法,该方法同时基于SRME褶积方式与多道预测算子,在浅水复杂构造区压制短周期多次波方面可以取得比预测反褶积更好的效果。在实际资料应用中,使用本文方法与预测反褶积组合的方式,其多次波压制效果更为理想,优于单独使用其中任何一种方法。     

煤层气连通井导向钻井钻头定位方法

基于低频交变磁场的特性,构建了近钻头磁源的低频交变磁场数学模型。根据随钻测量仪器（MWD）的测量原理, 建立测量坐标系,并推导出磁源坐标系向测量坐标系转换的解算方法,从而形成了测量坐标系下的钻头定位方法。在此基础上设计并制作了精确连通导向仪器和工具,配套了磁导向连通井的钻井工艺,并进行了现场应用,结果表明:在常规导向钻具组合基础上增加近钻头磁短节形成磁导向钻具组合,利用参数优化和轨迹实时测量和轨迹姿态控制,在730 m 水平段实现了连接误差小于1 m,使水平井和直井精确连通,为煤层气的开发提供了技术支撑。