利用重力卫星数据恢复地球质量迁移方法的研究

利用卫星重力数据反演地球质量迁移一直是地球物理研究领域的重要课题。主要讨论了基于重力场球谐函数反演地球表面质量变化的基本理论,推导了反演模型的基本理论公式。利用GRACE月重力场数据对反演模型公式进行了试算;并将试算结果与CPC和GLDAS模型数据进行了比较。比较结果表明:该反演模型能很好地反映某区域水储量变化,具有较好的适用性和精确性。     

基于多种位场数据及3D反演结果的综合解释方法

近期位场梯度数据在勘探地球物理观测数据解释中的作用日益增加,随着计算机等硬件设施的进步,处理大型数据能力的增强,重力数据3D反演方法也越来越多的应用到重力数据解释工作中。本文提出结合重力数据、梯度数据及重力数据3D反演结果的综合解释方法,并将此解释方法应用到虎林盆地观测数据、梯度数据及3D反演结果的综合解释工作中。本文首先讨论单个棱柱体的重力数据、梯度数据的计算方法以及重力数据3D反演方法;然后,编制了matlab程序计算重力数据、梯度张量数据并处理重力数据的3D反演;最后,根据计算的数据详细讨论了梯度九分量之间的关系及重力数据反演结果的数值特征,提出结合梯度九分量数据及重力数据3D反演方法联合解释方法。模型试算及解释结果表明重力梯度数据对进一步提高勘探地球物理观测数据的解释精度及确定埋深较浅的异常源位置及水平尺寸等信息起到重要的作用,将其与重力数据3D反演方法联合解释可更准确的刻画异常源的分布特征。最后经过此综合解释方法将虎林盆地划分为8个构造单元。     

大地电磁测深和重力数据同步正则化联合反演

在以往正则化联合反演中,不同的地球物理方法均采用相同的正则化因子。当不同的地球物理方法的数据拟合泛函和模型稳定泛函的数量级不一致时,单正则化因子条件下的正则化联合反演不能充分发挥不同地球物理方法各自模型约束泛函的作用。针对这点不足,以大地电磁测深(MT)和重力联合反演为例,提出了双正则化因子的确定方法,新方法根据MT和重力方法各自的数据拟合效率实现了正则化因子的自适应调整。设计了非完全共界面的断块模型。模型试验表明:与传统的MT和重力正则化联合反演相比,双正则化因子条件下的MT和重力联合反演可以更好地发挥各自的模型约束泛函的模型约束作用,联合反演的解更符合真实模型。     

一种改进的二维MT预条件非线性共轭梯度反演方法

在大地电磁反演方法中反演精度与计算效率问题是一对矛盾,高斯牛顿类方法反演精度高但计算效率低,非线性共轭梯度类方法计算效率高,但是反演精度不如高斯牛顿法高。在前人研究的基础上,提出一种改进的预条件非线性共轭梯度法,通过构建性状更接近高斯牛顿Hessian矩阵的预条件算子提高反演精度和计算速度。同时采用正则化参数的自适应更新算法保证反演稳定性和反演精度的平衡。模型实验验证了该方法的正确性。与其他方法的对比结果表明,该方法在保证反演精度的同时,提高了计算效率。对中国西部某地的实测MT数据进行处理解释的结果表明,该方法在解决复杂构造问题方面具有较高的实用价值。     

有限元大地测量反演影响因素分析

有限元大地测量反演研究地球动力学问题,几何、物理以及地面监测点位均能对反演结果精度造成影响。本文结合以往研究成果,对主要影响因素比如断裂带、弹性模量、泊松比、GPS位移监测点位等进行了深入分析,并得出了明确结论。     

地球物理反问题的自适应均匀优化算法

针对地球物理反问题存在非线性和多参数性的特点，本通过对目前流行的模拟退火算法选择模型在整个模型空间具有非均匀性特点的分析，采用均匀设计模拟退火方法求解地球物理问题，为了使该方法便于应用，提出了模型不同分量的温度参数和退火过程的选取方式，提出了温度参数的具体计算方法，使该反演方法具有自适应的特点，理论和实际资料的试算表明了该方法的正确有效性。     

基于模拟退火算法的含水层参数非线性反演

基于模拟退火算法,根据水头和流量观测数据建立含水层参数非线性反演方法,通过对参数的全局随机搜索反演,解决了含水层参数反党解不惟一的问题,同时提高了参数反演结果的稳定性,提出了根据观测仪器精度建立算法收敛准则的方法,数值模拟结果表明,提出的非线性反演方法具有较好的抗观测噪音的能力。     

基于CNN的矿井富水区电磁反演研究

针对传统卷积神经网络(CNN)在电磁反演中提取数据特征时冗余信息多,导致网络反演精度降低的问题,提出一种变步长卷积神经网络电磁反演方法,将输入数据拓展为一维行向量,在各层网络中交替使用不同步长的卷积核进行卷积运算提取数据特征,利用变步长卷积方式替代传统网络的池化层,完成对冗余信息的过滤和特征信息的选择,并通过小卷积核级联的方式增大网络感受野提高网络的非线性表达能力。通过二维时域有限差分法(2D-FDTD)对不同电磁参数的富水区模型进行正演计算,并根据计算得出的电场时域响应特征建立样本数据集;将变步长卷积神经网络应用于电磁反演研究,建立适用于富水区问题的变步长卷积神经网络电磁反演模型,并验证变步长卷积神经网络电磁反演方法的精度。结果表明：该方法对坐标位置的反演平均相对误差为2.85%,对相对介电常数的反演平均相对误差为6.07%,反演结果与实际模型吻合度较高。所提方法对提高矿井富水区电磁反演的精度和效率具有一定的理论参考价值。     

地球物理线性反演评价准则及分辨力问题的研究

首先归纳和总结了地球物理反向问题的各种准则，然后推导出相应的数据和模型参数的分辨力矩阵，从理论上指出了选择评价准则的一般性原则．认为，加阻尼因子ε的折衰评价准则在观测数据精度不是很高，且结构按矩阵ＧＧＴ条件不很强的情况下，其线性反演效果好，但是，阻尼因子的选择仍然是一个待试验确定的参数．     

基于GF-1遥感数据的大兴安岭林区雪水当量反演

【目的】以Landsat-8卫星数据为对照,探索国产GF-1卫星数据对林区积雪特征的估测能力,实现基于国产卫星对东北林区雪水水文过程的监测。【方法】以大兴安岭北部林区为研究区,结合同期的地面雪水当量野外观测数据,利用偏最小二乘回归与BP神经网络两种方法建立线性与非线性雪水当量反演模型。通过平均均方根误差(E_(RMSE))、平均相对均方根误差(r_(RMSE))和平均估测精度这3个评价指标对所建模型进行对比评价。同时,利用两种遥感数据建立的最优模型对研究区内雪水当量分布特征进行反演,并对反演结果进行对比分析。【结果】基于GF-1数据所建立的线性与非线性模型性能均略低于以Landsat-8数据构建的模型,其中GF-1数据最优反演模型精度为80.3%,较Landsat-8反演模型低1.6%;基于GF-1数据反演的雪水当量值与Landsat-8的基本相同;两类遥感数据反演得到的雪水当量在空间分布特征上基本一致,均反映了雪水当量与地形、植被及土地利用类型的高度相关性;由于山地林区植被和地形复杂,并且春季升温过程中地面积雪日消融速率快,GF-1数据以其高空间与时间分辨率上的优势能够更好地对研究区雪水水文过程进行监测。【结论】国产GF-1卫星能够替代Landsat-8卫星成为对大兴安岭北部林区雪水水文过程监测的遥感数据源。     

重磁电震信息联合反演的随机建模技术

为了把目前的重磁反演从理论建模延伸到随机建模领域，本文从物理场、级数理论出发提出了重磁统计推断建模反演的方法．该方法在重磁场源分离的基础上，以断裂系统把研究区划分为一些独立的次级单元．在各单元内把要反演的地下界面深度作为其对应的极值重磁异常的二元复合逆函数，利用已知的重磁电震剖面资料，统计推断其逆函数的级数分布，以建立重磁电震联合反演的随机地质模型．应用该方法获得了合肥盆地的结晶基底构造图．该项技术探索．有潜能推进综合地球物理信息勘探技术发展．     

大地电磁测深和重力数据贝叶斯联合反演

贝叶斯反演是地球物理联合反演领域的研究热点。目前,虽已有其他方法之间的贝叶斯联合反演文献发表,但鲜有文献涉及大地电磁测深(MT)和重力数据贝叶斯联合反演。现基于非常快速的模拟退火(VFSA)算法实现了MT和重力数据贝叶斯同步联合反演。将MT和重力联合反演的解表达为电阻率和密度的后验概率密度分布,并提取了电阻率和密度的最大后验概率解、均值解和最终迭代解。模型试验表明,参考多种解的表达有助于获得更加接近实际的解,认识解的多解性和不确定性。     

山前复杂岩性地区低频模型的构建方法

山前地带复杂油气藏的准确勘探一直是地球物理勘探中的难题，由于山前地带的地质构造复杂、地层岩性变化大，分析和预测其储层砂体的展布规律很困难。笔者以均匀介质背景下的楔状体模型为例，研究了低频模型对反演结果影响的重要性，并针对塔里木盆地神木地区白垩系舒善河组砂岩的勘探难点，提出利用速度体及反映沉积趋势的属性体补充3 Hz以下甚低频成分以及利用构造层位控制下的井插值模型补充3~10 Hz频率成分，来构建山前地带复杂地质体低频模型的新方法。该方法在库车前陆深层油气勘探目标评价中取得了良好的应用效果。     

通南巴构造须四段致密砂岩优质储层预测

摘要：针对川东通南巴构造须家河组四段储层较致密的特点,采用地球物理反演、地震属性分析、含气储层地震响应分析等多种方法相结合的研究思路,首先进行砂体预测,在明确砂体分布特征的基础上开展孔隙度预测,寻找砂体中孔隙度相对高的部分,同时在含气储层地球物理响应模式研究的基础上进行含气储层预测,最后预测了须四段优质储层的平面分布。该方法充分利用各种地质与地球物理信息,从砂体预测 → 高孔隙度砂体预测 → 含油气砂体预测,多种储层预测方法相结合逐步深入地寻找优质储层,指出有利勘探目标区,可以为致密碎屑岩油气藏勘探提供有充分地质依据的、行之有效的方案。     

地质地球物理综合解释技术在六盘山盆地的应用

六盘山盆地属于典型的黄土塬地貌沉积盆地,地表条件及地下地质情况复杂,导致二维地震资料信噪比低、静校正难度大、资料品质较差、物探综合解释难度大。综合利用地震合成记录、井正演及野外露头开展地层多元综合标定,明确探区内各组系地层顶底反射界面及其地震反射特征;结合野外构造形迹调查,利用重电震联合约束反演进行相互验证,建立了走滑冲断构造解释模型;通过精细速度分析,建立了研究区速度场,运用模型层析变速成图技术准确落实地下构造。在地质与地球物理技术综合应用基础上,预测有利烃源岩展布区带,部署马参1井。该井钻遇了与预测较为吻合的泥岩及暗色泥岩,并在下白垩统李洼峡组见到了良好的油气显示,证实六盘山盆地西南部确实存在成烃成藏的过程,盆地内马东山构造带是下步勘探的重点区带。     

基于密度-孔隙度-自然伽马的储层多参数反演——以苏里格气田为例

针对苏里格气田含气砂岩厚度薄、延伸有限及其波阻抗范围与泥岩存在重叠的难题,对苏里格气田储层敏感性地球物理参数进行了分析,选取了密度-孔隙度-自然伽马进行联合反演预测含气砂岩分布,避免了单参数反演的多解性,提高了储层反演的精度.经钻井证实该方法能较好地对苏里格气田含气砂岩进行预测.     

基于改进的和声搜索算法的地面核磁共振反演*

地面核磁共振反演能抽象为一个求解矩阵方程An=E的问题,A为与背景电阻率空间分布有关的核函数矩阵,E为测量信号的初始振幅值,n为带求解的含水量分布值,由于A和E都存在误差,为了提高n的求解精度和稳定性,构造了正则化-总体最小二乘模型,并将该模型转化为受条件约束的非线性优化问题,设计了改进的和声搜索算法以求解该问题,在含水层数大于激发脉冲矩数的欠定方程或者病态方程的求解中,该算法仍然适用。野外实测数据反演中,导电层电阻率分布情况来自垂向电测深勘探结果,观测信号的信噪比为6.9 d B,算法的反演结果含水量值的方均根为3.12%,法国Samovar v6.2反演软件反演结果含水量值的方均根为3.65%,两种反演结果均与钻探结果接近,但本文算法略显优势。     

非线性约束储层反演技术在卫城油田的应用

常规线性地震反演储层预测可以得到区域大套砂体的展布特征,但对于滚动勘探需要的认识到砂组乃至小层级别的要求是不够的.在对地震资料和测井资料进行目标处理的基础上,采用构造—测井共同约束下的非线性反演技术,得到清晰的储层构造认识,为油田部署调整提供依据.在卫城油田卫北地区的滚动勘探目标研究过程中,通过地震和测井资料目标处理,使老资料提高了分辨率,凸现了砂体特征,然后通过更能反映地震资料数学特征的非线性地震反演,清楚地识别出薄层砂体,并得到了钻井资料的良好验证.实践证明通过非线性约束储层反演进行储层预测,对于认识储层和地层对比,解释和验证构造具有重要作用,是滚动勘探开发研究的重要工具.