大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究一——阻抗张量分解与构造维性分析(1)
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大地电磁阻抗计算方法进展马海荣;王世彪;郭荣文;柳建新【摘要】大地电磁法主要依据视电阻率及相位曲线的形态特征来分析大地电性分布,因此阻抗张量的计算十分重要.在实际探测中,噪声的存在使得计算得到的阻抗张量往往存在一定的偏差,干扰了数据解释的准确性.本文概述了大地电磁阻抗张量计算方法的发展,首先介绍了现在常用的几种大地电磁阻抗计算方法及其不足之处,然后介绍了如何利用两种Jackknife方法来判断阻抗估计的稳定性.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2016(013)004【总页数】6页(P423-428)【关键词】大地电磁法;阻抗张量;Jackknife【作者】马海荣;王世彪;郭荣文;柳建新【作者单位】中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,湖南长沙410083;广东省有色地质环境中心,广东广州510080;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,湖南长沙410083;中南大学地球科学与信息物理学院,湖南长沙410083;中南大学有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】P631.3大地电磁测深法(Magnetotelluric, MT)诞生于20世纪50年代,随着技术及仪器的发展,已成为油气田、煤炭普查、岩石圈结构探测、地下水与地热资源寻找、工程勘探等领域的一种重要手段,是一种应用较广的地球物理方法。
在实际探测中,大地电磁往往受到较强的电磁噪声干扰,且现在的勘探环境相对复杂,勘探难度相对加大,如何获得质量较好的原始数据及对原始数据进行有效的处理,对后续反演等工作有着积极的作用。
在工程物探中,大地电磁阻抗计算采用传统的最小二乘法,但是因为大地电磁测深应用的是天然场源,易受到外界噪声的干扰,为了提高信噪比,获得无偏的阻抗估计,提出了两种改进方法:一是Robust稳健阻抗估计法[1-3],它的核心是减少较大异常值对整体数据的影响;二是远参考法[4],它的核心是设置参考点,消除输入场(磁场)的噪声带来的偏移。
大地电磁阻抗张量旋转方法和曲线圆滑方法的比较赵维俊;孙中任【摘要】随着三维深部地质填图和含页岩气盆地潜力的评价项目展开,大地电磁方法的重要性越来越突显.大地电磁资料处理和解释中,至今还存在几个挑战性难题,例如阻抗张量旋转、TE和TM模式识别、静态矫正、TE和TM模式选择二维反演问题.从WinGlink软件大地电磁模块出发,使用5种阻抗旋转方法和3种数据圆滑方法处理在内蒙古扎鲁特旗采集的大地电磁数据.以数据质量不同的3个测点的处理结果为依据,对各种旋转方法和圆滑方法进行详细评价,数据极化图显示地下结构模型是复杂的三维结构.对这些方法的比较研究,对三维结构下大地电磁数据处理,特别是对使用WinGlink软件处理大地电磁数据具有重要现实意义.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2013(037)006【总页数】8页(P1125-1132)【关键词】大地电磁;阻抗张量旋转;曲线圆滑;WinGlink软件【作者】赵维俊;孙中任【作者单位】沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034;沈阳地质矿产研究所,辽宁沈阳 110034【正文语种】中文【中图分类】P631大地电磁测深[1-2]是一种被动源电磁测深方法。
它利用在地表测量随着时间变化的电场和磁场来推断地下电阻率分布的电磁方法。
大地电磁(MT)方法在石油天然气勘探[3]、矿产勘查[4]和地热勘查[5]中得到了广泛应用。
近年来,中国地质调查局开展了三维地质填图和深部地质调查试点工作,MT这种球物理工作的重要作用越来越突出,而随着对能源需求的日益增加,非常规能源页岩气的勘探与开发已经提上日程,MT在页岩气勘探中也必将起到重要作用。
但是,在MT 资料处理与反演中,还存在一些难题没有很好地解决,例如大地电磁数据二维反演的数据旋转方向选择[6]、反演数据极化模式选择[7-8]等。
在中国地质调查局试点项目“松辽盆地外围深部地质调查”支持下,2012年在内蒙古扎鲁特地区采集了5条剖面的大地电磁数据。
基于二维小波分解的MT二维反演方法刘苗;吴健生;于鹏;张罗磊【摘要】对于大地电磁反演,期望得到快速稳定的反演结果并且能够反映清晰的、未发生畸变的地质界面.为了解决这一问题,提出了基于二维小波分解的MT二维反演技术,对小波分解得到的背景场采用光滑反演,细节部分采用聚焦反演.通过模型试验,证明了该方法的有效性,同时对某区的实际资料进行了处理,表明了该方法的适用性和效果.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2009(033)003【总页数】5页(P337-341)【关键词】大地电磁测深;二维小波分解;分频反演【作者】刘苗;吴健生;于鹏;张罗磊【作者单位】同济大学,海洋地质教育部重点实验室,上海,200092;中国石化集团,上海海洋石油局,上海,200092;同济大学,海洋地质教育部重点实验室,上海,200092;同济大学,海洋地质教育部重点实验室,上海,200092;同济大学,海洋地质教育部重点实验室,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】P6312D大地电磁反演方法有RRI(rapid relaxation inversion,快速松弛反演),OCCCAM(极小可能构造意义下符合数据的模型反演), NLCG(nonlinearconjugate gradients,非线性共轭梯度法),REBOCG(rduced basis occam's inversion,简化的OCCAM反演)和SBI(sharp boundary inversion,尖边界反演)等[1-3]。
这些反演方法各有侧重点,如OCCAM反演偏重于最小结构的光滑模型反演,RRI反演偏重于反演速度,SBI反演偏重于反演具有确切地质意义的目标体及其界面。
另外还有相关的非线性反演方法,如蒙特卡洛法、人工神经元反演法、模拟退火反演(SA)和基于小波分析的多尺度反演法等,并且开始用于实际MT资料的处理解释[4-6]。
以往的多尺度反演是把目标函数分解成不同尺度的分量,根据不同尺度上目标函数的特征逐步缩小全局最小点。
基于大地电磁三维响应的二维反演解释研究作者简介:周汝峰,男,1992年102017年6获得工学硕士学位。
摘要实际的地电构造是三维的,故应在大地电磁中采取三维的反演方法来得到地下的电性结构,但现在大地电磁三维的反演因为存在一些问题而仍未得到广泛使用。
故研究大地电磁三维响应的二维反演解释是较有意义的。
本文首先介绍分析大地电磁三维正演基本的一些理论和公式、三维响应特征,然后简要介绍了二维反演的一些基本理论和公式并对比介绍了不同二维反演方法的特点及其在不同极化模式下的特征;其后对大地电磁的阻抗张量进行了理解和学习,重点学习了相位张量分解的特点和用法;然后建立了一个三维空间中存在不同电阻率块体的典型三维模型,以分析其在不同极化模式下的三维响应特征,深刻研究其特征差异,即不同极化模式对电性分界面分辨的灵敏度,并探究了其原因;建立了另外一个空间中存在一个低阻块体的三维模型,以分析其在不同极化模式下的二维反演结果,探究了极化模式的选择对二维反演的影响;最后综合利用上述的研究成果对两个较复杂的模型进行了试算,采取阻抗相位张量分解,进行构造维性分析、寻求最佳旋转角,并将旋转后的数据作二维反演,探求了一种大地电磁资料处理解释的合理流程。
发现对于同一异常体,不同极化模式的正演响应是不一样的,其不同极化模式的反演结果也会出现一些差异,有时差异较大,也就是说不同的极化模式对电性分界面的分辨能力是不一样的;在野外工作,布设测线时,应当尽量垂直于构造的走向,并且采取合适的极化模式来进行反演。
并且对于三维响应尤其是实测资料很容易出现受浅表低阻体等影响而引起畸变的情况,或者遇到采样方向不与构造走向垂直的情况,假设不对观测资料进行任何的校正,而直接做反演解释,那么所得到的结果将会出现偏离实际构造的情况;另外,假如采用的校正方法不恰当的话,也会使得后续的反演结果得到错误的结论;故应首先选取合适的地球物理模型、张量分解方式,进行阻抗张量分解、构造维性分析、求取最佳旋转角,并将数据旋转到最佳角度,再进行合适极化模式的二维反演,最终将可能消除冗余构造、达到合理的反演效果。
文章编号:1672—7940(2006)01—0009—07大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究陈小斌1,赵国泽1,马 霄2(1.中国地震局地质研究所,北京100029;2.大港油田集团石油工程监理中心,天津300280)作者简介:陈小斌(1972—),男,中国地震局地质研究所副研究员,主要从事电磁测深正反演方法及地球动力学数值模拟方面的研究。
E -mail :cxb @pku 1edu 1cn摘 要:设计了一个简单的三维模型———均匀半空间的三维低阻异常体模型。
采用51×51×38的网格计算得到了331333Hz 至010071Hz 之间共34个频率的三维正演响应。
选取其中5条具有代表性的测线,比较了不同测线上自适应正则化(ARIA )一维反演结果和非线性共轭梯度法(NL CG )二维反演结果相互之间及其与原三维理论模型之间的异同,研究大地电磁三维模型的一维、二维反演的近似情况。
发现:对于三维模型响应,一维、二维反演都能得到反映模型真实信息的结果,但二维模型对三维模型的近似程度比一维模型要高得多;在二维模型反演中,采用TM 模式更易得到真实的模型信息。
研究中,采用蒲兴华等(1994)开发的M T 三维正演程序进行正演计算,采用“大地电磁数据管理器(M TDA TAMN G )”软件进行数据处理和一维、二维反演。
关键词:大地电磁;三维;一维;二维;反演中图分类号:P631124文献标识码:A收稿日期:2005—12—18RESEARCH ON INVERSION OF MT3D MODE L APPR OXIMATE LY B Y 1D ,2D INVERSION METH ODC H EN Xiao 2bin 1,ZHAO Guo 2ze 1,MA Xiao 2(11I nstitute of Geolog y ,China Seismological B ureau ,B ei j ing 100029,China;21Dagang Pet roleum S u pervision Cent re ,Tianj ing 300280,China )Abstract :In t his paper ,a simple 3d model ,low -resistivity abnormity 3d model in halfspace ,is designed 1Responses of 34frequencies from 331333Hz to 010071Hz are obtained in3d modeling wit h 515138grids 15rep resentatio nal lines are adopted to st udy approxima 2ting 3d model wit h 1d ,2d inversion result s 1Result s of 1d inversion ,2d inversionfor each line are comp uted ,and are compared wit h each ot her and wit h t he original model 1St udies show t hat bot h 1d and 2d inversion result s contain t rue 3d model information ,but t he 2d inversion is far more app roached to 3d model t han 1d inversio n 1Furt hermore ,when app roaching 3d models wit h 2d inversion ,it is t he TM polarization modedata rat her t han t he TE polarization mode data t hat sho uld be adopted 1The 3d modelingprogram used in t his paper was developed by Dr 1PU Xinghua 1The new visual integratedsystem ,M TDA TAMN G ,is used in data processing and inversion 1The 1d inversion met h 2第3卷第1期2006年2月 工程地球物理学报CHIN ESE J OU RNAL OF EN GIN EERIN G GEOP H YSICS Vol 13,No 11Feb 1,2006od is adaptive regularized inversion algorit hm(A RIA),and2d inversion met hod is nonlin2 ear conjugate gradient s algorit hm(NL C G)1K ey w ords:M T;3d;1d;2d;inversion1 引 言当前,大地电磁测深的一维和二维反演技术已相对成熟,并成为实际资料处理和解释中的主要手段。
基于多测点多频点的大地电磁一维区域阻抗恢复王琪琪;马涛;王红兵;谭鑫;高鑫;汪强强【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2022(19)4【摘要】在实际勘探中,浅部三维电性不均匀体的存在会导致大地电磁响应发生畸变,使阻抗张量偏离真实区域阻抗,影响后续反演和解释工作。
本文主要利用1D(One-dimensional)区域构造中静态因子的统计学性质对多测点多频点畸变校正方法进行了改进。
首先通过粒子群全局优化算法得到GB(Groom-Bailey,GB)分解参数中确定参数的全局最优解空间,将其作为高斯牛顿法的初值来进行局部优化,然后通过ssq(the Sum of the Squared Elements,SSQ)旋转不变量的统计特性得到不确定参数,最后利用正演模型验证了该算法的有效性。
结果表明:该方法结合了粒子群算法和高斯牛顿法,避免结果陷入局部最优,通过正演模型发现不确定参数随测点位置呈“正态分布”,在异常体中心位置取最大,并且不确定参数可以指示静态效应的影响频段。
同时静态校正后视电阻率和相位曲线与未受畸变影响的数据具有较高的重合度,说明该方法很好地消除了1D区域构造中多个浅部异常体的影响,恢复了原始区域阻抗信息。
【总页数】8页(P566-573)【作者】王琪琪;马涛;王红兵;谭鑫;高鑫;汪强强【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司陕西铁道工程勘察有限公司【正文语种】中文【中图分类】P631.3【相关文献】1.大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(四)——阻抗张量分解的多测点-多频点统计成像分析2.区域三维大地电磁阻抗张量畸变效应的Mohr圆分析3.基于K中心点聚类分析的大地电磁阻抗识别4.大地电磁测深首枝频点统计求平均法在连片静位移区的校正实验研究5.对大地电磁测深阻抗张量的解释:区域感应及局部大地电流畸变因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
一种简单的大地电磁阻抗张量畸变分解方法王立凤;晋光文;孙洁;白登海【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2001(023)002【摘要】提出了一种简单的大地电磁阻抗张量畸变分解方法.引入3d/2d模型,使得全畸变的大地电磁阻抗张量被简化.通过对比Swift旋转和Bahr分解后的资料,用联系二者的畸变矩阵表示浅层三维电性异常体对区域二维构造的局部畸变影响.通过研究畸变张量矩阵,并对其进行分解,可将局部三维电性不均匀体产生的畸变与区域构造分离开来,从而了解区域构造的维数特征和局部畸变类型及其对区域构造的影响.最后,应用3个测点的实际资料,对这种简单的畸变分解方法进行了检验.结果表明,该方法简单且应用方便,解释效果较好.%The necessity of establishing a 3d/2d model is discussed. Owing to introducing the model, the full electric and magnetic field galvanic distortion tensor is simplified. The effects of a surface 3-d conductivity anomaly on a regional 2-d structure is derived by comparing data through Swift rotation with data through Bahr decomposition, then is expressed by a distortion matrix. The effect of a local anomaly can be separated from a regional structure by researching and decomposing the distortion tensor matrix. So it is available to find out the regional structure dimensionality, classification of the local structure and the effect of it on the regional structure. Eventually, the simple distortion decomposition method is tested through three sites of practical data.【总页数】9页(P172-180)【作者】王立凤;晋光文;孙洁;白登海【作者单位】中国地震局地质研究所,;中国地震局地质研究所,;中国地震局地质研究所,;中国地震局地质研究所,【正文语种】中文【中图分类】P631.3+25【相关文献】1.大地电磁阻抗张量格林—贝利分解方法及其应用 [J], 李伟;欧阳明明;周成涛2.基于遗传算法的大地电磁阻抗张量分解方法研究 [J], 尹曜田;魏文博;叶高峰;金胜;董浩3.表面局部三维大地电磁曲线变校正:MT畸变校正阻抗张量分解方法 [J], 王书明4.基于改进粒子群算法的大地电磁阻抗张量分解方法 [J], 陈先洁;王绪本;李德伟;谢卓良;乃国茹5.相位张量分析约束下的大地电磁测深阻抗张量分解方法研究 [J], 谢成良;魏文博;金胜;叶高峰;景建恩;张乐天;董浩;张帆;王辉;姚硕因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
二维与三维大地电磁反演的敏感度研究孟绿汀;张慧茜;黄清华【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2022(65)8【摘要】大地电磁法可应用于岩石圈结构探测、金属固体矿产以及地热资源勘察等方面,目前三维大地电磁反演技术日趋成熟,但二维反演依然应用广泛.受台网布设及复杂地质构造影响,大地电磁数据往往结合二维与三维反演技术来减轻计算负担和改善反演效果,而评估二维与三维反演模型及其差异对准确获取地下电性结构信息至关重要.本文提出了一种基于敏感度矩阵的电性异常体边界划定以及反演模型可靠性评估方法,该方法通过求解大地电磁正演的伴随问题来构建敏感度矩阵,无需设计额外模型即可分析反演结果的可靠性.此外,本文还利用合成数据讨论了大地电磁二维与三维反演的有效探测深度.当地下结构三维性不强时,二维反演可以有效恢复深部低阻异常体的电阻率值,为深部地质解释提供定量约束.但当电性结构三维性较强时,三维反演重建的边界与真实位置更加吻合,而二维反演会产生虚假异常,不利于后续地质解释.【总页数】10页(P3078-3087)【作者】孟绿汀;张慧茜;黄清华【作者单位】北京大学地球与空间科学学院地球物理系;河北红山巨厚沉积与地震灾害国家野外科学观测站(北京大学)【正文语种】中文【中图分类】P319【相关文献】1.大地电磁三维模型的一维二维反演近似问题研究2.大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(六)——交错模型的大地电磁二维反演3.大地电磁资料精细处理和二维反演解释技术研究(三)——构建二维反演初始模型的印模法4.利用大地电磁三维反演方法获得二维剖面附近三维电阻率结构的可行性5.大地电磁三维反演在土屋铜矿床探测中的应用研究--三维反演和解释因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。