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。     

重力资料频率域反演三维地壳结构

1 引言利用重力资料反演地壳结构的各种方法已由Bott作了详细的评述。近年来许多作者提出了一些具体算法(其中包括三维地壳结构的反演),并用其处理实际资料。刘元龙等发展的质面系数法反演三维地壳结构,比坪井法及三维频率域sinx/x法在计算精度上都有明显的改善。     

基于Tikhonov 正则化微分形式的重力2D密度反演方法及其在鄱阳盆地的应用

详细讨论了用于计算重力密度分布的2D密度模型方法。该方法将已知地质地球物理数据作为先验信息以相对和绝对约束的形式引入反演方程中,从而在很大程度上减少了反演的多解性。首次利用洪吉诺夫正则化方法的微分形式处理重力数据的反问题,解决了方程解的病态性的同时进一步提高了反演结果的精度。将该反演方法应用于鄱阳湖盆地的剖面重力数据反演中,根据反演结果及重震综合解释结果将该盆地划分为三个构造分区。     

折射波法检波器二次定位

检波器位置漂移校正是海上地震勘探的一个技术难点。阐述了利用折射波旅行时进行检波器位置校正的基本原理,导出了相关的计算公式,给出了技术流程。同时迭代反演海水速度和海底速度,提高了反演的精度。实际资料处理证明,处理效果要优于声波定位系统。     

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.     

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。     

两种不同深度的海底地形反演精度对比研究

不同深度海域的海底地形反演精度不尽相同,而反演精度的高低决定了反演方法的适用范围.首先在远海选取深浅不同的海域作为研究对象,对两区域的测高重力数据与船测水深数据进行线性回归分析和Pearson相关性分析,然后计算两区域的重力异常和海深数据的相关系数,最后采用重力地质法对两区域海底地形反演,并评估精度.结果表明:在距离海岸和岛屿较远的海域,浅海和深海区的重力异常与海底地形近似线性相关且相关性相同,两区域海底地形反演精度相近.这说明在距离海岸和岛屿较远的海域,基于重力地质法的海底地形反演精度受海水深度的变化影响较小.     

利用重磁资料解译川西地区深层断裂构造及预测火山岩顶界面深度

研究川西地区可能控制火山岩相带的深大断裂以及火山岩的分布范围、深度等基础问题。利用最新大比例尺重磁资料,对数据进行斜磁化、剩磁处理和场源分离,采用物性反演方法进行反演,利用互相关系数和深度加权函数同时进行自约束,引入迭代正则化的LSQR法求解大型离散不适定问题以节省计算成本;采用正演模拟计算并确定了重磁资料主要解决的相关地质问题,即重力数据主要用于解译测区内具有密度差异的断裂构造,磁测数据主要用于预测火山岩;有针对性地采取响应的定性分析或三维反演成像,综合解译深层断裂构造、预测火山岩分布范围和埋深,并且根据已施工钻井对解译成果进行评价。火山岩埋深预测结果的最小相对均方误差仅0.86%,绝大多数情况下小于10%;重力资料能更好地反映深大基底断裂,而磁测资料对于火山岩的反应更为明显。     

基于FFT的重力正反演方法及其在漠河盆地油气远景预测中的应用

基于快速傅里叶方法原理改进了Parker和Oldenburg提出的重力数据二维及三维的正反演方法,通过对一组模型使用改进前及之后的两种方法进行验算,结果表明该方法在三维重力异常正演计算及三维深度反演计算中均取得了较好的效果。将该方法应用于漠河盆地的基底深度反演中,并综合前人论文资料及先验信息,将漠河盆地划分为四个构造单元。并通过详细分析,预测了漠河盆地的油气远景区。     

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.     

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     

基于卷积神经网络的重力异常反演

重力异常反演是地球勘探中常用的方法,它是通过地表观测重力异常推断地下介质的密度分布。针对传统反演方法存在的多解性、初始模型依赖和计算时间较长等问题,本文提出一种基于卷积神经网络(CNN)的重力异常反演方法,该方法首先通过大量正演计算获得训练数据集;然后采用该数据集训练CNN网络,使其建立从地表观测重力异常到地下密度模型之间的映射关系;最后将重力异常数据输入到训练好的卷积神经网络,得到对应的地下密度模型。实验结果表明,该方法能快速、准确的反演出地下重力异常体的密度、位置和形状,具有较强的泛化能力,能有效解决重力异常反演问题。     

瞬变电磁勘探中的人工神经网络反演法

为使瞬变电磁勘探的反演法简单和通用,提出了一种瞬变电磁勘探吵的人工神经网络反演法,基于人工神经网络的BP算法,设计和开发了一个自适应的人工神经网络反演系统,该系统避免了复杂的电磁场计算,只需经过学习训练就能够解决复杂的实际问题,而且具有记忆功能,从而使瞬变电磁法的反演工作具有延续性和可继承性,通过对实际的地质数据进行反演,结果表明,该方法是切实可行的。     

重磁震平面统计建模反演技术的理论探讨

目的 为重磁震的平面联合统计建模反演提供理论依据与方法基础,力图将国内目前占主导地位的重震、磁震剖面的单项理论建模反演推进到新的层次。方法 基于场论,以独立地质系统为控制单元,把重磁震共存的物性界面深度作为与其一一对应的极值重磁异常的二元复合逆函数,利用差值趋势面分析,按单元在空间(波数)域内逼近其逆函数的泰勒(傅立叶)级数分布,建立重磁震联合反演的随机地质模型。结果 重磁震平面统计建模反演技术,成功应用于胜利油田新区和潜山区的油气勘探实践,编绘出仅靠地震难以成图的深层构造图。结论 随着高分辨率重磁界面识别技术的不断提高,该项探索性研究成果有望推进综合地球物理联合建模反演技术的发展。     

基于深度加权的重力梯度数据联合相关成像反演

针对矿产勘查中相关成像反演存在的纵向分辨率较低的问题，提出了一种基于深度加权的重力梯度数据相关成像反演方法.通过联合多个重力梯度分量、引入基于先验信息的深度加权函数与地下空间分区加权等方法，提高反演的纵向空间分辨率.在数据试验中，利用立方体组合模型证实了提出的方法能够准确反演出目标体的空间位置，计算的密度数值范围与理论模型基本一致，且方法具有一定的抗噪能力.将反演应用于美国文顿盐丘地区的实测重力梯度数据，结果显示出的盖岩位置与已知地质资料相符，证明了本文方法具有可行性和实用性.     

基于自适应模糊聚类分析的重力张量欧拉反褶积解

利用将重力全张量数据应用在欧拉反褶积中,规避位场梯度计算的精度问题,引入自适应模糊聚类算法克服聚类数目需要求预先确定、模糊聚类分析局部最优、分类不确定等弱点,并准确的确定多异常源的情况.核密度估计结果表明,张量欧拉反褶积比预设结构参数的欧拉反褶积方法更能表征地下异常类型;反演结果表明,传统欧拉反褶积难于识别在深大型异常源附近的浅部规模相对较小异常源;过滤后的欧拉反褶积解的空间包络基本与初始模型的一致,张量欧拉反褶积在获得多异常源的空间结构信息更具有优势.     

基于FLAC3D的岩体初始高水平构造应力场反演方法

为探讨深部岩体工程初始高水平构造应力场的数值模拟反演方法,采用三维有限差分法FLAC~(3D)分别对位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件及基于初始应变能理论的反演方法进行数值试验对比分析。结果表明:在模拟岩体初始高水平构造应力场过程中,位移边界条件、应力边界条件、混合边界条件三种方法均不能满足要求;而基于初始应变能理论的反演方法效果较好,将该方法应用于狮子山矿区地应力场的反演分析,计算表明各测点的地应力反演值与实测值之间误差在允许范围内,进一步验证了该方法模拟计算岩体初始高水平构造应力场具有较好的可靠性,研究成果为深部岩体工程高水平构造应力场的反演计算方法提供了参考。     

概率成像方法对台阶模型的成像

对重力场中的台阶模型进行了概率成像研究.这种方法不是对台阶本身进行成像,而是对台阶模型的顶点成像,由此,可根据顶点推断出台阶模型的几何参数.这种方法可仅使用一条重力异常曲线,反演计算特别简单,成像结果表明,这种方法是可行的.     

基于有限元及修正梯度法的材料二维缺陷弹性波识别

文章研究了一种利用弹性波识别二维缺陷形状的方法。采用有限元方法直接由入射场计算散射场,反演计算中采用二元三角基函数将扰动函数展开,并取残差模量的梯度作为迭代收敛的方向,同时引入梯度因子与梯度相乘以对其进行修正从而加快收敛,通过对扰动函数的反演识别出缺陷的形状。从算例可以看出,此方法能够有效地识别材料的二维缺陷。