用傅里叶变换实现起伏地形上观测重力异常的单一密度界面反演

从位场变换理论出发,可导出适用于起伏地形上的重力异常值直接反演单一密度界面的迭代公式和Δg(x,y,-z)=∑(-1)∑F~(-1)[G_(■~*(u,v,0)]·■Δg■(x,y)=Δg(x,y,-z)+F~(-1)[G(u,v,0)](-1)∑F~(-1)[G_■~*(u,v,0)]·■以上的迭代公式是绝对收敛的,其速代过程是稳定的,当引入一个收敛因子后,可提高迭代收敛的速度。因此,在已知单一密度界面上某点的深度后,只要对重力异常作一定处理,就可以利用迭代公式实现界面反演。模型试算结果表明,此方法精度高,迭代稳定性好,适合山区重力资料的反演解释。     

Parker公式的一系列推广及其在石油重力勘探中的应用前景

本文采用一种比较简捷的方法,对Parker公式作了一系列推广,导出了Parker公式的各种具体形式,并且最终导出了任意变密度Parker公式公式揭示了密度函数、界面函数和重力效应函数之间的关系。它的各种具体形式(如指数型变化的密度模式的Parker公式、多项式密度模式的Parker公式等)在石油重力勘探中有广阔的应用前景。在数值计算方面,采用了乘子法和移样法两项新技术,保证了任意复杂密度模型的正演精度与空间域常密度正演精度相当。理论模型和应用实例表明方法有良好的效果。     

基于余弦变换的匹配滤波方法分离重磁异常

本文提出的基于离散余弦变换的匹配滤波方法,可以提高重磁异常划分的精确性和可靠性。通过对比分析信号的余弦变换和傅里叶变换振幅谱关系,指出利用匹配滤波对重磁异常的余弦变换谱进行分频是可行的; 通过分析直立矩形柱体异常的余弦变换谱基本特征,给出了异常余弦变换谱的分频计算公式。在双体模型实验中,采用傅里叶变换法分离的区域异常值的最大误差为12．71×10-6ms-2,均方差为5．63×10-6ms-2,最大百分比误差为10．9％,而且计算点在士20 km以外的误差均大干9．3％;而采用余弦变换法分离的区域异常值最大误差为1．65×10-6ms-2,均方差为0．067×10-6ms-2,最大百分比误差为6．12％,较大的百分比误差仅发生在边界的几个数据上,其余点的计算误差均小于3．0％。理论计算与实例检验表明,基于余弦变换的匹配滤波法明显优于傅里叶变换法。     

用重力,地震资料联合反演直接预测油气藏的方法

本文针对用高精度重力法直接预测油气藏技术存在的问题，提出了一种重力，地震资料联合反演直接预测油气藏的方法。该方法首先利用深度偏移地震剖面解释的地质构造信息为地质模型，进而用重力正演消除非目的层的密度界面对目的层的影响；然后，将目的层压缩成为一个等效密度界面，再用消除非目的层影响的剩余重力异常反演该界面的视界面密度差值。     

基于双曲线密度模型的频率域界面反演

密度界面反演是位场数据处理解释的重要方法之一。为了适应地层岩石密度随深度变化的特点,提高密度界面的反演精度,文中以双曲线密度界面模型为基础,从理论上推导了该密度模型的界面频率域正、反演公式,给出了反演方法的迭代计算过程。模型试验表明本文方法更适用于变密度地层界面的反演,其精度明显高于常密度界面的Parker-Oldenburg（简称PO）法。虎林盆地基底深度反演结果得到了大地电磁测深资料反演的佐证,且多处凸起和凹陷特征与前人研究成果可相互验证,进一步证明了本文方法的合理性和实用性。     

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。     

重力异常多层界面反演的应用

重力异常通常是地面至深部所有密度界面的综合反应。不同深度、规模、幅度、密度的界面引起的异常形态不同。-般来说,范围小、变化快,即所谓的“尖、陡、窄、小”的异常是由浅层密度界面产生的;而范围大、变化慢,即所谓的“平、缓、宽、大”的异常是由深层密度界面产生的。这是两种不同类型的异常。因此,在反演过程中,就应考虑重力异常的这种特性,即用浅层密度界面来补偿(或拟合)“尖、陡、窄、小”的异常;而用深层密度界面来补偿(或拟合)“平、缓、宽、大”的异常。此外,在-个沉积盆地中,-般来说不存在-个统-的、稳定的引起异常的主要密度界面,而这-点恰好是单层界面反演的假设前提。鉴于上述原因,现在人们均以多层界面模型代替单-界面模型进行反演,以使结果更真实地反映沉积盆地的实际情况。     

用逐段多项式法反演重力资料

逐段多项式法是一种新的反演重力资料的方法。它基于这样的假定:已知单一密度界面的平均埋藏深度,此界面的密度差是分段均匀的,因此,可用 M阶多项式逐段逼近各个区间内界面的起伏。在逐段逼近界面形态过程中,有时在各区间交接处会出现不连续现象,为此采用正、反向计算结果的平均值作为界面反演求得的埋藏深度。由反演结果求得的重力异常与实际的重力异常差异太大时,可根据它们之间的残差再进行计算,修正界面深度值,以逐步逼近真实界面。本方法兼顾了压缩质面法和多项式法两者的长处,无论对平缓的界面还是起伏频繁的界面反演,都显示了一定的优越性。压缩质面法和多项式法可视为逐段多项式法的两个特例。     

三维重力地震剥层联合反演

以地震资料解释的三维构造图作为模型，用重力三维正演剥离基底及基底以上界面所产生的重力效应，然后对分离后的基底岩性异常进行反演求取基底密度。在具体联合反演算法上，首次将广泛用于地震层析成像反演的DLSQR法引入位场反演，不仅增加了联合反演结果的稳定性，而且极大地提高了反演速度。理论模型的试算和实际资料的反演结果表明，两者反演的剩余密度等值线图形十分相似，剩余密度最小值和最大值相对误差小于4％。     

二维密度界面正反演的样条函数法

本文从重力场基本公式出发，研究了节点任意分划的二元三次样条函数的插值．求导和求积方法，并提出了常密度二维单一界面及多界面正反演的样条函数方法。该方法将形体正反演与界面正反演统一起来，使计算灵活方便，文中给出的理论模型和实际数据算例证明了该方法的实用性；该方法与其它正反演方法（线元法正演、方柱体组合正演，压缩质面法反演、Ｐａｒｋｅｒ公式正反演）相比，计算结果更加精确。     

四面体网格剖分下速度与反射界面的同时反演

针对含起伏地表、不规则反射界面及速度异常体的复杂模型的走时正、反演问题,本文采用四面体单元进行模型参数化,实现多震相地震射线的追踪计算,且推导了四面体单元下走时关于速度、走时关于反射点深度的偏导数计算公式;结合共轭梯度法求解带约束的阻尼最小二乘反演问题,实现了多震相走时联合及同时反演成像;通过在同时反演中对不同种类Jacobi偏导元素做归一化处理,有效解决了不规则界面存在散射而导致的散射点所在区域射线过密、速度和界面过度更新问题。数值模拟结果表明：采用四面体单元进行模型参数化,复杂模型正演计算结果具有较高精度;同时反演可准确刻画不规则反射界面和速度异常体。因此,本文提出的走时成像方法具有有效性和实用性。     

起伏地形上观测重力异常的界面反演——正弦级数迭代法

根据重力异常的级数系数与密度界面的级数系数的关系,提出-种反演任意起伏地形上观测重力异常的正弦级数法。假定已知单-密度界面上某-点的深度,即可求取布格重力异常原始值的傅氏级数系数,由此可以计算化平和网格化后的重力异常值,制定迭代方案。收敛快慢取决于设计的加速收敛因子。文中提供了该法计算若干理论模型的反演结果,试算表明,该法可用于山区重力资料的反演解释。     

利用傅里叶变换反演密度界面

在给定密度界面初始模型之后,可以计算出地下某一起伏界面引起的重力异常。将此异常向上延拓到地面,并与实测异常对比,求出模型的修正量。用此修正量修改初始模型,如此反复选代,直至满意为止。由于上延计算可利用傅里叶变换转换到频率域进行,因而使计算大为简便、快速。文中还介绍了对初值平均深度进行修正的方法。理论模型试算表明,在界面两侧密度差较为稳定的情况下,反演效果是良好的。     

东营凹陷盐膏层的重震联合解释技术

本文提出的基于重力"剥皮"的变密度多界面重震联合解释技术弥补了用单一物探方法难以探测沉积盆地盐膏层的不足。该技术采用重力"剥皮"法获得由盐膏层引起的剩余异常,据此成功地反演出了东营凹陷盐膏层的顶面深度和等效厚度。推断解释东营凹陷盐膏层由10个规模较大的盐膏体组成,呈北东向的扇状展布,顶面埋深 1700-3700m,北部埋深较大,南部埋深较小。反演结果与实钻误差仅为2.96%。     

层状介质中重力,地震联合反演的迭代算法

本文提出一种用于层状介质中重力、地震资料联合反演层速度、层密度及弯曲界面深度的迭代算法。该方法通过引入加权最小平方目标泛函,将层状介质中的重力、地震资料联合反演问题转化成具体的优化问题。为了得到反问题的最优解,文中系统地研究了层状介质中双摄动处理技术,以及层状介质中波场摄动的一阶 Born 近似解与理论重力异常摄动解。并应用 Tarantola 的反演理论,导出了梯度算子的计算公式。然后应用最速下降法给出了求取最优解的具体算法,得到了一种类似于地震偏移与空间更投影的迭代反演方法。对理论模型进行重力、地震联合反演的结果表明,该方法不仅可碱少未知参数的个数,提高反演的收敛速度,而且可减少反演的不适定性,不失为一种可行的多参数反演方法。     

密度随深度变化的二度体重力正演公式

沉积岩的密度是随深度而变的，用重力资料研究盆地及其内部构造时必须考虑变密度的情况。本文把密度随深度的变化表示成任意次多项式函数，推导出了计算任意和规则开头二度变密度体重力异常的通用解析公式。通过对有关理论模型的计算，与其它已知方法对比表明，本文方法和公式正确、适合性强。     

2．5维有限元法CSAMT数值反演

2.5维有限元法CSAMT数据反演是建立在2.5维有限元法正演模拟和CSAMT-RRI灵敏度矩阵近似计算以及拟一维反演方法基础上的一种反演方法。它是一种快速松驰算法型的CSAMT数据反演方法。该法采用2.5维正演模拟,利用CSAMT-RRI方法近似计算的灵敏度矩阵,既符合精度要求,又提高了计算速度,而且在计算中采用拟一维反演减少了对灵敏度矩阵的大量代数运算,进一步加快了计算速度。文中通过两低阻体上覆导电层模型进行数值反演,结果表明倾斜低阻体能得到较好地归位,但反演的模型结构的异常范围要比真实模型大,倾斜异常体在深度方向上也有下拉现象。尽管如此,模型反演与真实结构的拟合曲线均方根误差除个别点外都小于2,达到了较好的拟合。     

试论青藏高原深部重力场与新生代构造体系

青藏高原深部重力场表现为由东西走向长达 170 0 km的“一高二低三带”异常所组成,且沿走向存在南北向错断带,形成南北分带,东西分块的格局。根据地壳测深资料进行重力异常的正演,利用变密度反演方法对深源重力异常进行反演得到该区地壳厚度。高原重力场和地形之间具有四个级次的相关关系,其中第三级次的相关,得到 MT壳内低阻层的证实。充分反映了地壳深处地幔物质活动与地表新生代构造有密切的关系。这种深部与浅部、构造与地形、地质与地球物理现象的紧密联系,反映了高原地区存在一个由深部作用导致形成的新生代构造体系。E3 - N1为拉张沉降阶段,N2 - Q2 为高原急剧隆升、断块差异活动阶段。最终指出,中央断陷带及北部白滩湖、西金乌兰、沱沱河等断陷为找油气的有利地区。     

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。