沈白铁路定测过程中隐伏断裂带的高密度电法探测

为了确定辽宁省沈阳市到吉林省白河市高速客运铁路专线(简称沈白铁路)物探线路DK364+400~DK365+050段隐伏断裂带的具体位置和结构特征,采用高密度电法勘探对断裂带的位置和分布情况进行探测。共布置两条长为500 m的平行线路的高密度测线,通过反演得到两条测线电阻率剖面,并辅以剪切波测井结果,得到工区的物探地质解释剖面。通过分析,推断断裂带宽度为50 m,位置分布在物探线路的DK364+700~DK365+750处,走向约为NE 20°,倾向SE。本次勘探查明了隐伏断裂带的位置和产状,并为后续铁路施工提供了具体的断裂带信息,同时表明高密度电法勘探辅以剪切波测井对断裂带进行探测具有较好的效果。

导电性影响的地面核磁共振反演

导电性影响对实际的地面核磁共振反演非常重要.在导电条件下,导出了地面核磁共振感应电动势的平方是含水率分布的二次型.通过进一步分析,我们将其对含水率的灵敏度用显式表示出来,为由核磁感应电动势利用迭代技术快速求解含水率分布奠定了理论基础.数值模拟结果表明,在自由空间与导电条件下,采用非线性反演技术获得的含水率分布与理论模型都有非常好的一致性.

地面可控源频率测深三维非线性共轭梯度反演

讨论了地面可控源电磁勘探三维非线性共轭梯度反演的可行性以及反演过程中考虑场源的必要性.反演采用非线性共轭梯度反演方法.反演过程中,模型响应利用交错网格有限差分技术计算.反演数据采用与发射源平行的电场x分量Ex.利用层状导电模型作为背景,设计了两个理论模型进行数值试验:第一个模型中包含两个电阻率异常,以检验反演的有效性;第二个模型中,在测区外设置了一个低阻异常,以考察源的信息在反演中的作用.两个模型的反演分别从层状背景模型开始,迭代120次后终止.数值试验结果表明,(1)非线性共轭梯度反演所获得的电阻率分布和理论模型吻合较好;(2)非线性共轭梯度算法收敛速度较慢,需要较多的迭代次数完成反演;(3)对于可控源频率电磁勘探,必须考虑源位置信息.因此,本文采用考虑场源信息的地面可控源非线性共轭梯度反演方法能完成真正意义上的可控源频率电磁测深数据的反演.

矩形大定源层状模型瞬变电磁响应计算(英文)

针对矩形大定源介绍了一种层状导电模型瞬变电磁响应的快速计算方法.其基本思想是,将大定源同线源用较少的有限大小方形回线叠加.在频率域,该叠加过程导出矩形大定源回线模型响应可以表示为一个标准的Hankel积分,叠加效应仅仅是相应Bessel函数的空间积分过程.瞬变电磁响应可以利用余弦变换由频率域响应获得.均匀半空间模型计算结果和解析解较为吻合,层状模型模拟结果符合物理规律,不同测点位置感应电动势的视电阻率具有很好的一致性.新方法误差只是来源于圆回线对小方形回线的等效误差.与均匀半空间解析结果比较,只用16个方形回线等效,相对误差就可以小于10^(-3).

数据类型对三维地面可控源电磁勘探效果的影响

本文基于考虑人工场源辐射的可控源地面电磁勘探三维数值模拟技术,以目前常用的标量可控源音频大地电磁勘探测量方式为依据,讨论地面可控源三维电磁勘探中,为达到最佳的探测效果,如何选择合适的反演数据类型.地面可控源数据的三维反演采用有限内存拟牛顿方法.反演过程中,三维可控源频率域响应数值计算采用交错网格有限差分法,求解基于二次电场的Helmholtz方程.发射装置采用长度为1000m的有限长直导线源,测量频率为10Hz;测点个数200个,分布在10条剖面上.在异常体分布区分别观测(1)电场Ex分量的振幅和相位,(2)Ex振幅,(3)Ex与Ey分量的振幅和相位,(4)Ex与Hy的振幅和相位.反演的数据类型分别为上述4种数据以及导出的阻抗Zxy振幅和相位.反演模型由30×30×20个网格组成,测区内水平方向大小为50m×50m,垂直方向厚度为50m,最后5层厚度倍增.反演都从均匀半空间开始,迭代120次结束.数值模拟结果发现,(1)单个电场分量Ex,其相位信息对异常体信息提取非常重要,若只反演该电场振幅,深部电阻率分辨率低;(2)观测正交电场的效果比单个电场分量效果好,其浅部异常的边缘效应明显减弱,深部异常形态完整;(3)同时观测正交的电场和磁场,反演效果与只观测电场振幅和相位的相当;(4)从阻抗数据反演得到的异常位置和电阻率分布均有较大的改善,反演模型分辨率最好.因此,在理论上,建议在野外数据采集时,最好测量正交电磁场;次之,同时测量正交的电场;最次的,可以只观测电场Ex的振幅和相位,亦可取得较足够的信息.但如果只能获得电场的振幅信息,反演结果的深部将出现较大的不确定性.

低信噪比核磁共振测井资料的处理技术

基线偏离是由噪音引起的低信噪比核磁共振测井振幅数据的非随机干扰 ,可采用修正的弛豫谱反演方法压制该干扰。在该反演方法中 ,将基线偏离作为独立的未知数直接考虑到原始方程中 ,进行弛豫谱反演的同时 ,将该基线偏离作为未知数反演出来 ,并将其从弛豫谱中剔除。结合时间依赖滤波技术 ,这种数据处理技术能将低信噪比核磁测井数据中的基线偏离量分离出来 。

层状导电介质中地面核磁共振响应特征理论研究

水平层状导电大地中层状含水层地面核磁共振响应的数值计算技术涉及到导电介质中回线源磁场的计算以及地下含水层中质子磁矩在线圈中产生感应信号的体积积分 .文中采用直接数值积分技术 ,对具有振荡核函数的Hankel变换进行积分 ,以求取回线源磁场的径向与垂向分量 ,计算并研究了回线产生的径向与垂向磁场分量随空间位置的变化规律 .基于磁场空间分布特点 ,利用不等间距空间剖分技术计算地面核磁共振的体积积分 ,模拟了不同模型的地面核磁共振响应并讨论了其影响因素 .结果表明 ,结合能对任意层状导电介质中磁场进行稳定快速计算的直接数值积分技术与不等距空间模型剖分技术 ,可正确模拟地面核磁共振响应 .导电性是产生地面核磁共振信号相位的先决条件 ,但影响响应振幅强度与相位的因素还有含水层的埋深、厚度以及装置大小等 .

大地电磁测深揭示的1668年郯城8.5级地震震中地壳精细结构

了解1668年郯城8.5级大地震震区深部电性结构,对获得郯城大地震的发震原因有重要的作用。在距离该震中20km远的南侧位置,布置了1条大地电磁剖面。剖面长度约50km,由17个测点组成,点距平均3km。观测采用十字形布极,测量时间为20h。在对数据进行处理后,利用高斯-牛顿反演理论对TE+TM模式数据进行反演,获得了剖面地壳范围内的电性结构。分析认为:剖面域郯庐断裂带由5条断裂组成,自东向西依次编号为F_0到F_4;其中F_1为主控断层,W倾,高角度,穿透岩石圈,但该断层已经转化为隐伏断层,为E倾的断层F_0所推覆;F_2、F_3E倾,倾角在45°左右,深部被F_1截断;F_4浅部E倾,但深部逐渐转为W倾,并断穿整个地壳,在莫霍面与F_1会合为1条深大断裂。F_2、F_3、F_4与F_1形成的整个断裂呈现花状构造特征,反映了郯庐断裂带的走滑性质,表明自燕山晚期—喜山早期郯庐断裂带发生了强烈拉张正断活动;而主控断层F_1W倾,并为E倾F_0断层所推覆,预示扬子地块受太平洋板块W向俯冲挤压而俯冲到华北板块下,郯庐断裂带由原先的拉张走滑特征叠加了现今的挤压特征。结合本次研究成果,推测1668年8.5级地震发生在断裂F_1和F_3相交位置,震源深度15km。正是由于上述断层结构及构造应力场的变化和转换,特别是太平洋板块向W俯冲挤压,导致苏鲁隆起沿F_0逆冲,诱发深部F_1的活动,连带造成F_3活化形成1668年大地震,并调整应力分布状态的过程。

磁电法基本原理、发展现状及前景展望

磁电法作为一类特点明显的电磁勘探方法在外国(美国、加拿大、澳大利亚等)已经有了成熟的应用,但是该类方法在我国应用研究较少,甚至不为众人所知。本文从数据采集与分析、正反演技术以及应用现状3个方面详细介绍了国内外磁电法的技术原理和发展现状;总结了磁电法的优缺点及适用的条件,对于我国未来磁电法的发展提出了建议。综述表明:1)目前地面数据采集为中梯方式,可以借鉴其他应用成熟的电磁法观测方式;2)磁电法从静电场理论出发无法得到绝对电导率,可以尝试频率域理论;3)地面数据的深度分辨能力需要提高,可以通过多源多分量三维反演来提高反演的准确性;4)建议在国内将磁电法的应用范围扩展到井中、海洋以及环境和工程领域。

核磁共振测井数据高分辨率反演方法研究

将核磁共振测井回波数据反演为弛豫谱时通常采用梭状函数抽样方法。为了提高弛豫谱反演的分辨率 ,采用了阶梯函数对弛豫谱进行抽样离散 ,获得了与常规方法一样的线性方程组 ,并采用奇异值分解与投影迭代方法求解对应的非负约束的正则化问题。系数矩阵条件数与参数分辨率矩阵分析表明 ,阶梯函数抽样形成的线性方程组具有更高的稳定性和更好的参数分辨率。

基于回归M-估计的核磁测井数据反演

翁爱华 ,李舟波 ,王雪秋 ,陆敬安 ,莫修文 .基于回归 M-估计的核磁测井数据反演 .石油地球物理勘探 ,2 0 0 2 ,37(3) :2 5 8～ 2 6 1 通过对核磁共振测井数据分析 ,发现数据误差可能不服从正态 Gauss分布 ,为此采用回归 M-估计 (RME)进行弛豫谱反演 ,克服常规正则化反演弛豫谱受非 Gauss分布数据误差的影响。回归 M-估计通过对较大的离群数据误差赋较小权 ,对较小的数据误差赋较大权 ,从而压制较大数据误差对总误差的影响 ,并通过迭代过程进一步克服非 Gauss分布数据误差对弛豫谱反演的影响。在核磁测井数据反演中 ,首先采用回归 M-估计求取经过初步修正的误差数据集 ,接着利用正则化方法对修正后的误差数据进行弛豫谱反演计算。实际观测数据计算表明 ,回归 M-估计和常规正则化反演方法结合 ,能提高弛豫谱估计精度和孔隙率计算效果。

利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究

介绍了一种新的全区视电阻率计算方法。该方法利用连分式迭代求解非线性方程技术 ,直接对均匀半空间电偶源瞬变电磁法观测的垂直磁场与电阻率的非线性方程直接求解。利用该数值方法对层状介质进行了理论计算。数值计算结果表明 。

基于电场不连续边界条件的层状介质电磁格林函数计算

给出了适用于全空间层状模型偶极子源格林函数的去奇异性广义描述技术。过源平行于层界面设置一个虚界面,使相邻层界面限制的区域中电磁矢量势函数可以分解为TE模式和TM模式标量势函的叠加,且它们都满足齐次Helmhlotz方程,相应的解可以通过叠加上行波和下行波函数得到。源的奇异性被耦合到切向电磁场所满足的不连续边界条件上,并通过反射系数所描述的振幅递推关系延拓到其他任意层中,实现了全空间任意位置格林函数的计算。该思路被应用到VED源激发的海洋电磁模型数值模拟中,计算结果很好地反映了电磁场在海洋模型中的传播过程,验证了该技术思路的正确性。

天然气水合物的磁电阻率响应特征

文中将含天然气水合物的海底浅部层状沉积层的电性结构分为低阻海水、相对高阻的海洋沉积物、高阻天然气水合物和相对高阻的沉积物基底四层,借助点源直流磁电阻率计算公式,对海底天然气水合物沉积层模型进行了模拟。数值模拟结果表明:①天然气水合物沉积层可以引起较为明显的磁电阻率高阻异常;②天然气水合物沉积层的厚度、埋藏深度对磁电阻率异常观测结果影响不大;③装置相对海底高度的变化、装置间的相对位置变化对磁电阻率异常观测结果影响很大。因此利用磁电阻率法进行海底天然气勘探是可行的,并且近海底装置是最优的观测装置。

矿化度对流体核磁共振性质影响的实验研究

横向弛豫时间 T2 、含氢指数 H I和扩散系数 D是核磁共振测井技术中重要的参数 ,通过实验研究发现矿化类型和矿化度对它们的影响是不同的。具体的变化规律是 :1扩散系数随矿化度的增加而减小 ,但矿化类型不同 ,扩散系数受矿化度的影响不同 ,受 Ca Cl2 溶液的影响很小 ,而受 Na Cl和 KCl溶液影响相对大 ;2自由流体的横向弛豫时间 T2 随矿化度变化。对于Ca Cl2 溶液 ,T2 随矿化度的增加而减小 ,而对 Na Cl和 KCl溶液 ,T2 随矿化度的增加而增大 ;3含氢指数 H I随矿化度的增加而减小 ,Ca Cl2 溶液相对 Na Cl和

核磁测井数据弛豫谱反演软件研究

简单介绍了核磁测井数据弛豫谱反演方法原理 ,用混合编程方法和动态连接库技术 ,将用FORTRAN语言编写的核心处理模块转换为动态连接库 ,并在C++语言中动态调用。应用快速应用程序开发工具完成了图形用户界面的核磁测井数据处理软件设计。

地面核磁共振响应数值模拟研究

模型响应的数值计算是地面核磁共振勘探的一个重要组成部分 ,作者在本文中给出了地面核磁共振数值计算方法。在文中 ,作者借助直接数值积分方法 ,对回线源产生的磁场轴向和垂向分量进行计算 ,并采用不等间距空间坐标剖分技术 ,对地面核磁共振积分方程进行数值积分。利用这些计算方法 ,计算了在均匀导电半空间中的某一深度上 ,磁场的垂向分量沿轴向变化曲线 ,并给出了两层导电模型中存在一层含水层的地电模型的地面核磁共振响应的数值模拟结果。采用在本文中介绍的数值计算技术 ,可成功地进行一维含水模型地面核磁共振信号的数值计算。

有限长导线源频率测深有限内存拟牛顿一维反演

本文采用有限内存拟牛顿法实现有限长导线源频率测深阻抗响应数据的一维反演。水平层状介质有限长导线源阻抗频率响应由基于虚界面法获得的地表水平正交电场和磁场计算得到;一维反演优化问题的求解利用有限内存拟牛顿法,结合光滑模型约束,直接对阻抗的频率响应数据进行反演。在反演过程中,正则化参数的调整采用目标函数自适应技术。反演模型剖分为多层,各层厚度自地表按比例增加。反演从均匀半空间开始,终止条件为目标函数相对变化小于10^(-4)。分别对理论模型和实际数据进行了反演模拟。为考察反演的稳定性,还对理论数据添加10%随机噪声后进行了反演。数值计算结果表明:有限内存拟牛顿方法可以用于有限长导线源频率测深阻抗频率响应的反演;该反演方法对初始模型的依赖性弱,从均匀半空间模型出发基本可以恢复到真实模型;反演初期收敛较快,后期收敛速度变慢,反演结束一般需要迭代40次左右。噪声数据反演结果表明,随机噪声对反演结果影响不大,说明有限内存拟牛顿法具有较好的抗干扰能力。本文研究成果给出了可控源电磁数据反演的一种新方法;同时,利用本文的研究成果,可以为二维或三维反演建立合适的初始模型。

地表大回线源在任意层状介质中产生磁场的计算

在地面核磁共振数值模拟中 ,地下介质中任意一点处磁场的快速计算非常重要。作者针对水平层状介质 ,推导出利用递推方法求得任意一层中电磁波的透射和反射系数的简单方法 ,从而为精确。

高分辨率反演方法及其在核磁共振测井数据处理中的应用

本文对核磁共振测井数据的高分辨率弛豫谱反演技术及实际应用效果进行了讨论。首先 ,介绍了基于梭状函数抽样的高分辨率弛豫谱反演方法的原理 ,并用该方法对岩心核磁数据进行了弛豫谱分解 ,讨论了弛豫谱抽样间隔对该方法的影响 ;其次 ,高分辨率弛豫反演结果和压汞结果的比较证明了弛豫谱反演方法的高分辨率优点。实际核磁测井数据分别来自砂泥岩井段的高泥质含量与低泥质含量两个层位 ,通过与常规弛豫谱反演结果的对比可以发现 ,采用高分辨率的弛豫谱反演技术能够更加精细地给出孔隙流体的弛豫分布 。