储层厚度和电阻率对海洋可控源电磁法的影响分析

随着海底油气资源勘探的进行,海洋可控源电磁法（CSEM）成为研究的热点。本文采用二维自适应有限元正演程序MARE2DCSEM,建立正演模型,模拟了不同厚度、电阻率对异常的影响。模拟结果表明：厚度一定时,MVO曲线和电阻率先成正比例,而在达到最大响应的收发距时则随之减少;电阻率相同时,厚度从小渐渐增大时,MVO曲线逐渐增大,在达到最大响应的收发距时则随之减小;储层厚度和电阻率变化是一个体积效应,当乘积相同时,归一化曲线差别很小,大约在2%左右,这为反演提供了理论依据。     

垂直磁偶源频率域电磁测深法一维正演及响应特征

为了探究磁偶源频率域电磁法的测深能力,本文以垂直磁偶源频率域电磁剖面装置为例,从垂直磁偶极子在一维层状介质的Z方向磁场公式出发,在低感应系数条件下推导了视电导率的表达式,最终实现了垂直磁偶源频率域电磁测深法的一维正演；然后通过对典型层状模型进行一维正演模拟,分析了磁偶源频率域电磁测深法的响应特征。研究结果表明：通过同时减小发射频率和增大收发距并保持频率与收发距平方的乘积不变能够实现电阻率测深,属于频率和几何测深联合方式,可见该方法能够准确地反映地下介质视电阻率的垂向变化信息。     

拖缆式时间域海洋电磁勘探一维正演

深海频率域海洋电磁已成功商业化;但在浅水区域,频率域海洋电磁受限于空气波的强烈干扰,其应用受到限制。为此,国际上加大了针对拖缆式时间域海洋电磁的研究。利用余弦数字滤波算法,编写了时间域海洋电磁一维正演代码;并试算了多个模型。分别研究了发射源的深度、接收极的深度、储层厚度,以及储层埋深深度对于水平电场冲激响应曲线的影响。通过以上比较分析,可以发现拖揽式时间域海洋电磁具有很大的可行性和实用性。     

大地电磁二维正演响应特征试算

采用基于有限差分的大地电磁二维正演程序,分别对单个低阻异常体、高低阻复合异常体和断层两侧高阻异常体模型进行了模拟计算,对比TE、TM视电阻率和相位特征以及TP振幅的响应规律进行模拟归纳并且总结出大地电磁二维正演的响应特征,为大地电磁方法的设计和数据解释提供参考与借鉴.通过计算结果表明:在二维大地电磁测深正演响应特征中,TE、TM视电阻率和相位以及TP幅值展现出不同的形态,其中TE模式可以更好地分辨纵向地质体异常,TM模式可以更好地分辨横向地质体异常.     

海井电磁法一维正演研究

海井电磁法是将电偶极子发射源放置在海水中,在海底油气井中接收电磁场响应以监测海底油气藏开发过程中分布的方法,以较低的成本监测海底油气藏开发的技术。尽管该方法在我国还没有公开的研究资料,但在国际上,海井电磁已经逐渐受到海洋油气开发研究的关注,成为一个新的研究技术。本文针对此方法,在忽略井套管影响下,试算了多个海底电阻率一维模型,并讨论分析了不同方向的电偶极子源的响应特征,试算结果表明海井电磁法在油气监测上具有非常大的潜力和优势。     

ZTEM三维正演响应特征分析

天然源频率域航空电磁法(ZTEM)对于地下异常体的探测有着显著的优势,其正演响应特征的分析对提高勘探精度有着重要的意义.简要地论述了ZTEM基本原理,基于交错网格有限差分法开展三维ZTEM正演模拟,首先正演模拟复杂模型的倾子响应,研究表明倾子数据对横向电性分界面反映准确;其次通过大量的模型试算,分析了影响ZTEM正演响应的主要因素.结果显示,不同地电条件下的倾子响应幅值不同,进一步加深了对ZTEM三维正演响应特征的认识,对ZTEM的实际应用和异常解释提供了依据.     

瞬变电磁2.5维有限元正演的程序实现过程

瞬变电磁2.5维有限单元法正演近几年发展很快,公式推导已经很成熟,但编写程序实现瞬变电磁2.5维有限单元法正演却是一个比较繁琐的过程,因为其中涉及波数范围的选择、(s,m)域一次场的计算、拉氏逆变换、傅氏逆变换等几个影响程序实现、运算速度及精度的关键技术.本文就以上几个关键点展开论述,力求比较清晰的描述瞬变电磁2.5维有限元正演程序的实现过程.使感兴趣的读者以此为基础,进一步把瞬变电磁2.5维正演做得更好.二维地电模型的中心回线装置响应的计算可以得出瞬变电磁烟圈效应,也可以使瞬变电磁勘察地质体的可行性分析由一雏上升至二维.     

基于格点型有限体积法的直流电测深2.5维正演模拟

采用格点型有限体积法,建立直流电测深2.5维正演模拟算法。首先,从点电源电位所满足的边值问题出发,导出格点型有限体积法控制方程的离散表达式,对边界条件近似处理后求解线性方程组即得离散电位数值解。其次,通过模拟计算均匀半空间模型和一维层状介质模型,与解析法计算结果对比,验证格点型有限体积正演算法的正确性和稳定性。分别采用本文建立的直流电测深2.5维正演模拟算法、Res2dmod开源软件构建的有限差分算法对典型二维地电模型进行正演模拟,得到2种算法的视电阻率拟断面图。研究结果表明：直流电测深2.5维正演模拟算法在一维求解域内的计算结果与解析解之间的相对误差小于2%,满足数值计算精度要求;该算法能定性判断异常体电阻率与围岩电阻率相对大小和异常体的空间展布,与经过验证的成熟软件Res2dmod相比较,电阻率数值解的绝对误差不超过3.4Ω·m,证明该算法能正确分析直流电测深2.5维异常响应规律,可为实测数据的定性解释提供指导。     

电偶源海洋瞬变电磁法三维数值模拟与响应特征研究

由于海底能源资源勘查和其他研究的需要,人工源海洋电磁法已经成为一个研究热点。使用傅里叶伪谱法来模拟瞬变水平电偶极源对不同三维海底模型的响应,与全空间解析解对比,验证算法的正确性。海底低阻体模型响应说明,时间域电磁法可以连续地追踪电磁场扩散及与海底低阻体的响应过程。高阻体模型响应说明,可以通过研究早期电磁场的幅值随收发距的变化来确定高阻体的存在。     

基于二次场算法的时间域激电2.5D有限元正演

二次场算法是提高时域激电正演计算精度的有效方法之一,能很好处理场源奇异问题。研究工作首先通过引入Cole-Cole模型,推导了在此模型下复电阻率二次场满足的边值问题;并利用有限单元法进行数值计算。然后通过Guptasarma滤波算法,实现了频率域激电到时域激电的转换,改变了传统求解时域激电的方法。为了提高计算效率,首先对边界采取近似处理。经处理的刚度矩阵只与供电频率及波数有关,而与供电点位置无关。其次设计了基于图论理论的矩阵重排与填入元分析算法,实现了矩阵的LDLT分解,从而实现了基于二次场算法的时间域2.5维激电正演的快速算法。利用快速算法,计算并分析了视电阻率、视极化率异常特征;其次通过计算频散率异常特征,验证了极化率与频散率对异常体响应具有相似性。     

矿井电快速瞬变脉冲辐射特性研究

为了研究井下电快速瞬变脉冲群引起的辐射骚扰,分析了EFT/B单脉冲波形的频谱,得出其幅值频谱达到1 GHz,运用时变电流源电磁辐射理论,建立了电快速瞬变脉冲电流激励下电偶极子辐射电磁场的时域解析模型,并进行了仿真计算. 仿真结果表明,辐射电磁场与峰值电流成正比,辐射电场较强,磁场较弱,场强随距离增加而迅速衰减,辐射场以近场为主. 通过井下开关投切试验,验证了投切感性负载会引起较为严重的瞬态电磁辐射骚扰.      

海洋电磁勘探中空气波相互作用机制和水深影响分析

基于一维层状介质的电磁位和电磁场分析,采用电磁场的模式分解理论建立空气、海水层和海底地层之间的电磁场相互作用关系.以假想无限水深模型和五层介质模型为基础,导出水平电偶极子(HED)的横电(TE)和横磁(TM)模式的电磁场数学关系,分析空气波占优的临界偏移距随水深和海底地层电导率的变化规律,指出前人定义的300 m水深作...     

电偶极近似条件下电磁相互作用的Feynman路径积分描述

本文讨论了电偶极近似条件下的电磁相互作用。采用相空间中的Feynman路径积分，利用正则变换，计算出变质量变频率谐振子与电磁场相互作用时的传播子以及常质量常频率谐振子与电磁场相互作用时的波函数。同时也表明了传播子的形式与规范选择有关。     

用于煤与瓦斯突出的3D电磁辐射探测系统

针对煤与瓦斯突出时产生的电磁辐射信号微弱的情况,给出一种3D电磁辐射探测系统。该系统采用3个空间相互垂直的偶极天线感应探测电磁辐射信号,利用超外差接收原理,通过混频、放大、滤波、模数转换等处理,完成感应电磁辐射信号的处理。采用这种装置,既可分别独立探测空间3个相互垂直的电磁辐射信号,也可进行3维电磁辐射信号的综合探测。实测表明,系统具有很好的性能,其工作频率范围为100kHz~3GHz,电场感应灵敏度为0.1V/m。接口可以输出中心频率为36MHz,带宽为6MHz的电磁辐射信号,也可实时进行FFT等信号处理。     

电偶极子激发的电场

分析电偶极子产生的电场,对于研究电介质的极化;电介质中的电场以及电磁波的辐射等具有重要作用.本文讨论了几种不同情况下电偶极子在空间激发的电场问题.     

UPML吸收边界在电磁脉冲孔缝耦合计算中的应用

用时域有限差分(FDTD)法模拟电磁脉冲与腔体的孔缝耦合过程,利用各向异性理想匹配层(UPML)作为吸收边界截断计算空间。通过对腔体内特定观察点的时、频特性计算,得到了电磁脉冲对孔缝的耦合特性,计算结果表明了UPML吸收边界的有效性。