MT-重力模拟退火联合反演研究

为了合理互补不同地球物理场的优势和特点,本文研究了MT与重力模拟退火联合反演的技术.在分析MT与重力联合反演的必要性和可行性后,讨论并研究了主要技术难点及解决方法.重点解决了模型扰动、MT与重力界面不一致的处理、目标函数的加权联合问题,提出MT-重力模拟退火反演(MT-GSA)算法.在此基础上进行了理论模型试验和实际资料处理,取得了较好的效果.

电阻率和速度随机分布的MT与地震联合反演

在已有研究成果的基础上,为了适应物性参数剧烈变化的复杂模型并满足联合反演的要求,开发了速度和电阻率随机分布共网格单元模型的建模技术.基于这种统一的物性随机分布的网格介质模型,利用有限元方法和改进的射线追踪法分别正演计算大地电磁场和地震走时,结合改进的模拟退火算法,研究实现了电阻率和速度随机分布条件下的大地电磁与地震资料的同步联合反演.对物性界面不完全一致和物性变化剧烈的带地形复杂模型的试验,表明了该方法在精细反演复杂电阻率和速度结构方面的效果,克服了以往研究局限于简单模型的不足.对地震资料品质差的地区开展的实际资料联合反演,表明了方法的适用性,先验信息约束下的联合反演提高了反演精度.

带地形的MT多参量二维快速模拟退火约束反演

在井资料、地震资料等先验知识的约束下 ,采用非常快速的模拟退火算法对起伏地形的连续电磁阵列剖面(CEMP)资料进行非线性约束反演。理论模型试算表明了方法的正确性及有效性。CEMP2 6 8测线实际资料的反演补充了钻井、地震资料的不足 ,提供了该区重要的生、储层——中生界的厚度及分布 ,为地质人员提供了重要的基础性数据。

基于Gramian和惩罚函数约束的MT和重力联合反演

联合反演可以降低解的多解性,是目前地球物理反演领域的重要发展趋势。目前,在联合反演中,传统的岩石物性约束对先验的物性信息依赖较强,而Gramian约束对先验信息要求低。Gramian约束不必事先确定参与约束的物性向量组之间的关联系数,是目前联合反演领域的研究热点。但是单纯的Gramian约束联合反演对参数的解空间缺少约束。基于此,在实现了大地电磁测深(MT)和重力的Gramian约束联合反演的基础上,将惩罚函数引入MT和重力的Gramian约束联合反演的目标函数,进而实现基于Gramian和惩罚函数约束的MT和重力联合反演。模型试验表明:Gramian约束可以有效地促进不同物性参数之间的耦合,惩罚函数的引入可以保证物性模型在一定程度上满足先验认识。

重力与地震资料的模拟退火约束联合反演

联合反演是综合地球物理研究的重要定量解释手段.本文在总结和分析重力与地震资料联合反演的研究现状基础上,利用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,实现了重力和地震资料的约束同步联合反演.针对性地设计了密度和速度界面不完全一致的模型,理论模型的试验说明了方法的效果和适用性.结合最近完成的广东徐闻地区实际资料的处理和解释,表明该方法可准确确定复杂构造物性界面的密度和速度结构,在该地区的油气勘探中发挥了作用.在先验信息约束下,该联合反演方法要明显优于单独的重力反演.

基于宽范围岩石物性约束的大地电磁和地震联合反演

岩石物性约束是地球物理联合反演重要的实现方式.在以往联合反演研究中,这种约束通常以点对点的映射方式出现,要求经验性的岩石物性关联是相对精确的,无形中提高了岩石物性约束应用于联合反演的条件.基于此,本文结合全局寻优的模拟退火算法,提出了宽范围岩石物性约束技术.该技术将岩石物性约束与模拟退火模型扰动、模型接受准则相结合,实现了空间对空间的映射,将电阻率和速度耦合在一起.文章以MT和地震正则化同步联合反演为例,检验了不同的先验信息条件下的宽范围岩石物性约束技术的适用性.模型试验表明:新技术容易实现,容错性高,可降低"不精确"岩石物性关联信息引入带来的风险,提高岩石物性约束应用的灵活性.

大地电磁与地震正则化同步联合反演

文中在于鹏等提出的电阻率和速度随机分布的大地电磁与地震联合反演方法的基础上,将Tikhonov正则化思想引入到联合反演中,加入先验信息进行模型约束,以最小模型为稳定器,采用L曲线方法来确定近似最佳的正则化因子。考虑到线性寻优算法容易陷入局部极小,文中采用非线性的模拟退火方法来实现大地电磁与地震的同步联合反演。通过模型试验的对比分析,我们认为加入有效模型约束的正则化联合反演可以比单纯考虑数据拟合的联合反演和单独反演方法更有效地提高解的稳定性和计算效率,获得更接近实际而且稳定的解。

基于局部相关性约束的三维大地电磁数据和重力数据的联合反演

为解决地球物理反演中多解性的问题,综合多种地球物理信息的联合反演受到了广泛的关注.本文依据不同地球物理响应可能由相同异常体引起,而不同地球物理分布参数之间存在相关性等特点,提出了一种基于局部Pearson相关系数约束的联合反演方法.该方法假设每个局部区域模型参数的分布具有线性相关特性,在拟合不同类型观测数据时,对局部模型参数施加相关性约束,进行联合反演以减少多解性.本文采用交替迭代联合反演流程,改善了同一目标函数下联合反演收敛性和速度问题.基于新的联合反演方法和流程,我们测试了三维大地电磁和重力仿真数据的联合反演.结果表明,本文提出的基于局部相关性约束的联合反演方法,能充分利用大地电磁和重力观测数据信息,有效改善单一地球物理反演收敛性和多解性的问题,反演效果得到明显提升.

大地电磁与地震资料仿真退火约束联合反演

在对仿真退火算法研究的基础上 ,将非常快速仿真退火的连续模型空间改为可变的离散化形式 ,理论模型试算表明 ,使用本文方法可提高工作效率 5— 1 0倍 .为适应联合反演的需要 ,对非常快速仿真退火的误差“单判断”检验准则改为误差“双判断”检验准则 ,避免Metropolis接受准则的判断失误 .在此基础上 ,实现了一维及二维起伏地形条件下大地电磁与地震资料多参量信息的联合反演 .

密度和速度随机分布共网格模型的重力与地震联合反演

针对重力与地震联合反演存在的问题,结合已有的研究成果,本文研究实现了速度和密度随机分布共网格单元模型的建模技术,以适应密度和速度剧烈变化的复杂模型及联合反演的计算要求.重力正演利用了该网格的二度半体模型,并进一步改进了地震走时的二维射线追踪计算方法,以适用于速度随机分布的网格介质.结合改进的模拟退火算法,实现了这种共网格条件下的重力与地震资料的同步联合反演.模型试验证明了重力与地震联合反演可以准确确定复杂物性界面的密度和速度结构,适用于物性界面不完全一致和物性变化剧烈的复杂模型,并且联合反演结果要优于单独的重力反演.带先验信息约束下的实际资料的联合反演,进一步证明了该方法的适用性和效果,可提高反演精度并减少多解性.

重磁电震资料联合反演黔中隆起物性结构

黔中隆起区地形和构造复杂,地震勘探难度大,资料品质受到一定影响.因此,利用大地电磁测深(MT)资料并结合重力和磁力资料,通过联合反演来重点解决研究区下古生界目的层的分布及基本构造特征.在物性研究基础上,建立该区基本的物理-地质模型.利用MT与地震资料的模拟退火约束同步反演技术,对黔中隆起实际采集的MT资料和地震数据进行了处理,并结合重磁力资料进行了顺序反演和综合解释,确定了该区基本的速度、电性、密度和磁性结构,为构造研究提供了全面和可靠的依据,证明了联合反演技术的有效性和实用性.

改进的重力模拟退火反演研究

通过对模拟退火方法中常用的VFSA算法的分析 ,针对其在模型扰动及退火计划上存在的缺陷 ,针对性地作了更合理的改进VFSA算法 ,提高了VFSA算法的计算速度与稳健性 ,并结合重力反演过程中对模型的修正 ,克服了常规重力反演方法所存在的等值效应。研究中还把重力正演计算的单元体改为垂直侧边梯形单元 ,并合并同一层位的垂直侧边梯形单元成为一大单元再作计算 ,加快了正反演计算速度并提高了正反演精度。通过模型试验及实际资料的处理 。

二度半长方体组合模型的重力模拟退火反演

针对重力异常反演的现状,采用矩形单元体网格剖分的二度半体组合模型,模拟任意的多层密度界面或形体,实现了重力正演.该建模方法适应性强,适合于实际工作中常见的密度横向变化的复杂模型.使用改进的全局寻优的快速模拟退火算法,对重力异常进行反演,结合这种灵活的密度建模方法,反演过程中只需要反演各矩形单元体的密度参数,即可同时得到地质体的界面或形态以及密度值分布.通过复杂界面和形体的模型试验,证明了方法的效果.在江苏下扬子地质构造复杂区的实际应用说明,在地震等先验信息约束下,该重力反演方法提高了反演精度并减少了多解性,可有效解决古生界泥盆系-志留系目的层分布等地质问题.

改进人工蜂群算法及其在反演分析中的应用

将人工蜂群算法用于混凝土坝参数反演,为提高算法的搜索效率、减少搜索过程中的停滞现象,引入了文化算法中的信仰空间和模拟退火的可控性概率突跳特性,提出一种具有知识引导功能的文化退火人工蜂群算法,采用上层知识进化空间和下层群体进化空间两个进化空间,在知识空间的引导下重新设计搜索算子并按一定的概率进行模拟退火搜索。算例分析表明,改进后算法的收敛性能优于原算法,为解决类似系统的优化和参数识别提供了一种新方法。

复杂盆地地球物理-地质结构模型的构建--重磁电震综合解释在楚雄盆地勘探中的应用

楚雄盆地由于其复杂的地质构造,基底深度及内部构造隆拗深度一直不明了.本文以楚雄盆地区域重力及航磁数据为基础,依据横贯东西的两条重磁电震剖面定量反演解释结果,并以云参1及楚参1钻井作为约束,分西区、中区及东区三个区块反演得到了楚雄盆地三叠系顶底界面深度,进而得到三叠系厚度分布特征.本次取得的成果为研究楚雄地区深部地质构造和主要沉积盆地厚度以及盆地基底深度提供了较为可靠的资料,可作为楚雄盆地油气评价的重要依据;同时也为复杂盆地地球物理-地质结构模型的构建提供了一条可行的思路.

一种混凝土重力坝分区弹模反演新方法

建立了一种解决实际工程中测点数少于待反演参数个数的混凝土重力坝分区弹模反演问题的新方法 .这种方法利用已知的补充信息作为反演问题的物理约束条件 ,建立参数反演的多目标优化数学模型 ,解决了反演结果的惟一性问题 ;并且使用改进的模拟退火算法这种全局最优算法来求解大坝的分区弹模 .数值算例表明 ,这种方法对大坝反演问题具有较高的识别精度 ,反演结果可靠 ,可以应用于实际工程 .

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。

海洋可控源电磁与地震一维联合储层参数反演

海洋可控源电磁法能识别高阻油气藏,可大幅提高钻井成功率。以Archie公式和Gaaamann公式为基础,建立油气储层的岩石物理关系,并将其引入目标函数,采用模拟退火结合粒子群算法的优化反演方法进行一维海洋可控源电磁和地震数据联合反演,直接得到储层孔隙度和饱和度参数。数值模拟反演结果表明,该算法不依赖初始值,反演效果好。

重磁—地震联合反演解释技术在大杨树盆地深层构造研究中的应用

由于大杨树盆地表层广泛分布的火山岩的强反射屏蔽作用造成地震中、深层反射能量弱,致使盆地基底(T5)及主要目的层九峰山组、龙江组沉积岩分布范围不清,严重制约了勘探进程。通过在GM-SYS重磁拟合软件中加载地震剖面,在地震解释的基础上建立重磁模型,利用地震浅层可靠解释成果做约束条件,减少了重力反演深层构造界面的多解性。在消除高位玄武岩的重力干扰效应后,反演了基底深度,揭示了大杨树盆地南部坳陷区基底形态为两断阶(西部断阶、东部断阶)夹两凹一凸(太平川断陷、玉林屯断陷及格泥乡凸起)的构造格局。经综合分析认为,玉林屯断陷为有利勘探目标区,预测了主要目的层九峰山组、龙江组沉积岩分布范围,为该区的进一步油气勘探奠定了基础。

大地电磁与地震联合反演技术在西亚某区的综合应用

西亚某区山前复杂带勘探程度低,且地震勘探难度大,反射品质差。为此,开展了大地电磁与地震联合反演技术的研究。对反演所采用的模拟退火算法进行了探讨和改进,给出了联合反演的处理流程;讨论了反演的约束条件类型以及建立速度模型和电性模型的方法;利用实际采集的大地电磁连续阵列剖面法(CEMP)资料和地震数据进行了模拟退火约束同步联合反演处理,确定了各地层的电阻率和速度,并根据研究区的物性研究结果建立了基本物理-地质模型;利用重磁资料进行了顺序联合反演,确定了各地层的密度和磁化率,并得到了磁性体的位置;利用各种物探资料反演的结果进行了综合解释,划分了有利构造区带。在该区某构造带上钻探的一口井获得了高产油气流。