重力异常稳健迭代密度界面反演研究

重力异常界面反演是重力勘探中的一个重要研究课题,它是一个求解第一类Fredholm非线性积分方程问题,目前情况下直接求解比较困难,只能采用拟合法或逐步线性化办法实现反演计算.在计算过程中,由于反演的不适定性,往往不能很好地获得反演解.我们从二度体重力异常正演公式出发,导出地下界面迭代反演的计算公式;然后利用广义似然函数对模型参数进行优化选择,从而获得模型参数修正量迭代计算方法,实现二度体单一密度界面的稳健迭代(最小二乘加权迭代)反演.模型计算表明方法可以很好地反演出地下界面.     

变密度常磁化强度界面重磁联合反演

大多数沉积盆地的地层密度随着深度的增加而加大,基底界面反演时因而要考虑到密度差也随界面深度发生变化.当基底岩石同时也具有磁性,可通过重磁联合反演来揭示沉积盆地基底埋深这一重要的构造信息,尽量减少重、磁异常反演的多解性.针对变密度和常磁化率界面,采用迭代联合反演的方法,利用阻尼最小二乘法和重磁力Parker正演公式一级近似求取界面深度的修正量,来反演目标界面的起伏.模型试验表明这一方法行之有效.将此方法用于实际资料处理,取得了较好效果.     

关于各向异性倾斜地层AVO特征提取的方法改进

推导中间界面为倾斜界面时, 上覆层为均匀各向同性介质、下伏层为横向各向同性介质(HTI介质)的双层模型中倾斜界面处地震波入射角与炮检距的关系。基于Ruger提出的存在水平界面时均匀各向同性介质下面存在横向各向同性介质(HTI介质)的反射系数表达式, 反演地层的弹性参数。通过将反演结果与前人结果进行对比, 检验了新方法的正确性以及算法的优越性。     

羌塘盆地构造单元划分及含油气远景评价

对14条近4000km的大地电磁测探资料进行了一维及二维连续介质反演，根据反演结果及地面地质资料解释确定了侏罗系、上三叠统底界面海拨高度图以及前泥盆系顶界面海拔高度图，并根据以上研究结果以及地质资料对羌塘盆地进行了构造单元划分以及含油气远景评价。     

颗粒增强复合材料的界面损伤对有效波速的影响

研究了具有非完好黏接界面的球形粒子对弹性波的散射以及含分布球形增强粒子的复合材料中的弹性波多重散射．首先,在弹簧模型下研究了单个球粒子的弹性波散射问题．然后在统计平均意义下研究了具有随机分布粒子的复合材料中的有效波以及有效波波速和衰减的计算公式．进一步,根据有效波波速和衰减对界面常数的依赖关系,研究了界面损伤对有效波波速和衰减的影响．在此基础上提出了一种依据超声测量数据对界面损伤进行无损估计的方法．针对Sic—Al复合材料进行了数值模拟．计算了不同界面损伤程度情况下的有效波波速和衰减．并利用遗传算法对含不同误差水平的合成实验数据就界面损伤进行了反演计算．数值结果表明对含随机误差的合成实验数据进行反演计算能对界面损伤程度作出近似的估计并且反演算法对不同误差水平具有相对稳定性．     

分布式模糊聚类微动法铁路路基岩溶地球物理探测：以皖赣铁路宁国改线工程为例

微动勘探法可探查铁路路基地下岩溶、裂隙通道等不良地质体的发育位置,针对反演成果中土、岩体分界面模糊不清,异常位置及边界不准确等问题,采用分布式模糊聚类算法分析反演数据。系统回顾了微动勘探法和分布式模糊聚类算法基本原理,以皖赣铁路宁国改线某区间既有铁路路基岩溶勘察为例,开展分布式模糊聚类微动勘探进行地层分层、溶洞自动划分。将分布式模糊聚类法分析前后的反演数据同时与钻探揭露结果对比发现,分布式模糊聚类算法可对分界面、异常区域进行自动有效划定,可更加准确地识别地质异常体。说明该方法可较大程度提高微动反演数据的准确率,为铁路路基工程的设计和施工提供参考。     

水平井感应测井在精细构造解释中的应用

以水平井感应测井资料为基础,根据Maxwell方程,从感应测井原理入手,建立感应测井三维数值模拟正演算法,引入阻尼因子,形成马奎特反演算法,利用交互式正反演方法,确定水平井井眼轨迹和地层相互关系,从而达到利用水平井感应测井曲线进行砂体顶界面反演目的。正演模拟表明:水平井中双感应能够反应的界面距离为2 m;且地层界面上下地层电阻率数值相差越大,双感应测井对地层界面信息反映越灵敏;当仪器所处地层电阻率比围岩高,则双感应能够反映的地层界面越远。利用水平井双感应测井资料采样交互式正反演该校正后的构造界面符合生产情况,弥补了由于地震分辨率不足造成构造界面误差,为油藏精细地质建模提供较为准确的砂体顶界面。     

基于二维高密度电阻率勘探数据的三维反演及应用

针对目前高密度电阻率法所采用的数据处理方法主要是把地质结构体视为二度体进行二维处理,从而二维数据资料处理结果只是一种近似解释,其计算精度与反演效果达不到精确反演的要求,设计一种典型的地质体模型,利用有限单元法进行正演计算,对含有高斯随机误差的各测线二维正演数据分别进行高密度电阻率法二维、三维反演,对比二维和三维的反演结果.最后在广东某场地采用高密度电阻率法对岩层划分,利用二维勘探的数据进行二、三维反演.研究结果表明:三维反演受高斯随机误差的影响更小,反演结果与实际地质模型更接近;三维反演在岩层划分中更能凸显岩层分界面区域,岩层的空间分布及岩层、覆盖层的整体连续性能更真实地体现,与钻探结果吻合程度更好.     

低磁纬度磁界面反演

指出了低磁纬度地区化极存在的误差,研究了磁异常数据的模拟退火反演方法,以立方体单元剖分网格充填磁场参数后模拟磁界面,同时反演磁界面,并结合模拟退火非线性算法的特点,研究易于加入约束条件的、方式灵活的建模方法,设计磁异常结构较复杂的模型.通过模型试验和实际资料处理,验证了该方法的正确性.     

重磁震统计推断联合建模反演技术研究与应用

提出了一种新的基于统计推断的重磁震联合反演方法。首先利用重磁差值趋势面进行场源分离 ,以分布独立的断裂系统为单元 ,把反映目标层地震波反射界面深度作为与其对应的重磁异常的二元复合逆函数 ,然后利用已知重磁震资料统计推断其逆函数在空间域上的泰勒级数分布。该方法无须事先对地质模型进行假设 ,避免了反演的多解性。对合肥盆地印度支面构造的反演结果说明了该方法的有效性 ,并成功地编绘了合肥盆地印度支面重磁震联合反演构造图     

超高密度直流电法在边坡工程中的应用

为了获取更多关于边坡的内部地质信息,合理、经济的解决边坡问题,本文简要介绍了超高密度直流电法勘探反演系统的基本原理、方法和特点,采用超高密度直流电法勘探反演系统对某公路边坡进行现场试验,采集相关数据,利用该系统的反演软件对数据进行反演数值模拟计算,得到边坡的地电模型,即电阻率分布图,结合已掌握的边坡工程地质条件,包括地形地貌、地层岩性及构造、水文地质条件等,对边坡进行综合地质分析,确定覆盖层厚度,基岩埋深、岩土分界面起伏等情况,对边坡可能发生的破坏模式做出预判并采取相应的工程措施。     

重磁震统计推断联合建模反演技术研究与应用

提出了一种新的基于统计推断的重磁震联合反演方法。首先利用重磁差值趋势面进行场源分离,以分布独立的断裂系统为单元,把反映目标层地震波反射界面深度作为与其对应的重磁异常的二元复合逆函数,然后利用已知重磁震资料统计推断其逆函数在空间域上的泰勒级数分布。该方法无须事先对地质模型进行假设,避免了反演的多解性。对合肥盆地印度支面构造的反演结果说明了该方法的有效性,并成功地编绘了合肥盆地印度支面重磁震联合反演构造图。     

高频声学流速层析研究

海陆界面是人类海洋开发活动最为集中的区域,流速在线监测对于其物质通量和生态系统演变极其重要.本文研究了小尺度海陆界面的高频声学流量层析,基于声互易传输原理构建河流平均流速和流量的声学反演算法,并在漳州九龙江海陆界面开展验证实验.应用高频换能器(中心频率为60 kHz,带宽为40–80 kHz)进行互易收发.根据声速剖面和水下地形测量,开展射线声学数值模拟,揭示高频声传播规律.实验测量表明,声信号具有较高的信号幅度和互相关峰值,能够反演河流的平均流速和流量,并对台风“海贝思”期间河流平均流速和流量实现动态监测.研究表明,高频声层析可应用于海陆界面水动力研究、水文测量、洪峰和强降雨等极端事件的监测与预报等.     

基于倾斜发射-倾斜接收仪器结构进行随钻地质导向与地层各向异性评价

由严格的电磁理论出发,分析不同仪器结构探测信号的方位敏感性和对电阻率各向异性的敏感性,结合目前主要方位电磁波仪器设计,提出倾斜发射-倾斜接收的仪器结构,分析该仪器结构的信号测量特征、地质导向能力与各向异性评价能力。针对仪器测量信息,建立距地层界面距离反演算法,实现仪器距地层界面距离与地层电阻率的实时反演。理论与测试结果表明:倾斜发射-倾斜接收的仪器结构具有良好的方位敏感性,地质信号响应(相位差与幅度比)与仪器距界面距离具有良好的线性关系,可以实现任意地层条件下仪器与地层相对倾角、方位角、水平电阻率与垂直电阻率反演。新型仪器能很好地为地质导向与地层评价提供技术支持。     

双界面模式Parker算法磁性界面正反演方法

推导了双磁性界面模式正反演公式,并提出解决反演发散问题的新算法,讨论算法实现的关键技术和措施,通过模型试验分析算法的精度和可用性.结果表明:新算法能够保证反演过程稳定收敛;计算精度高,误差绝对值为0.01%～4%,且具有一定抗噪能力.用新算法处理中国某地磁测数据,得到的反演结果较为合理.     

浅海环境噪声垂直相关提取海底反射参数

分析小掠射角海底反射特性与浅海环境噪声场垂直相关的关系,从而提取表征海底反射的参数.对某海域浅水区观测的海洋环境噪声数据进行垂直相关特性研究,并用于反演海底参数.鉴于海底参数之间存在耦合,采用分步反演的方法:首先利用曲线拟合或经验公式的方法获取海底反射相位,然后再反演海底反射幅度,最后将反演结果用于同海区的爆炸声声场预报,预报结果和试验测量相比,相对误差均小于10%.根据本文建立的噪声场垂直相关模型提取小掠射角海底反射参数,不需要限定特定的海底模型,反射损失中还包括界面散射的影响,可以有效地预报声场.     

反射波地震层析成像算法研究

反射波地震层析成像技术广泛应用于地下精细构造和目标的堪测，其分辨率由正反演方法的精度决定。提出了一种精度更高的反射波射线追踪法作为层析成像的正演算法，小生境遗传算法的引入较好避免了复杂介质反演成像中容易陷入局部极值的问题。数值模拟结果表明，提出的反射波地震层析方法可反演地下介质的层速度和界面形状，且精度较高、收敛性好。该正反演方法可应用于海底不规则界面的探测。     

土钉抗拔分析和参数反演

应用有限元方法对土钉抗拔进行了分析计算,并依据土钉现场抗拔试验结果,对土钉与周围土体的界面粘结强度和抗剪刚度进行了反演分析,为土钉墙支护结构设计,施工及分析提供了依据和参考。     

质面系数法在重力反演中的边界效及改进

得用重力资源反演三维单一密度界面的质面系数法是目前最为常用的方法之一。本文提出这一问题以臁改进的措施，理论模型和琉球沟弧盆系实例计算表明，经边界修正后的反演效果有了明显改善。     

波数域重力异常正演计算精度分析

重力异常正演计算是反演计算的关键环节,其精度对波数域反演有着重要影响。介绍了基于Parker公式的波数域重力异常正演计算的原理与算法过程,通过与空间域的高斯求积法进行比较,探讨了波数域算法正演重力异常的精度问题。结果发现波数域parker方法正演重力异常的精度较高,与空间域高斯求积法所求结果一致,两者之间差异微小,差值最大最小值出现在界面起伏较大处。