Vinton dome地区全张量重力异常的解释

Vinton dome地区位于美国墨西哥湾,发育着大量的盐丘构造,为油气的储藏创造了有利条件.地震勘探结果在盐丘区域存在一定的发散从而难以准确地确定盐丘的准确范围,难以为钻探工作提供可靠的信息.为了获得准确的盐丘形态,现今大多采用重力与地震数据的联合解释.重力梯度异常相对原始重力异常具有更高的分辨率,Bell Geospace公司于2011-2012年在Vinton地区进行了全张量重力测量.本文推导出重力张量异常进行界面正反演的公式,并通过理论模型试验证明了重力与张量异常联合反演可有有效地提高反演结果的准确性.根据先前地震结果利用实测重力张量异常反演获得了Vinton dome地区盐丘界面的变化,此外还利用密度反演方法圈定出盐丘的具体分布,结果显示两种方法所获得的盐丘顶面位置相一致,从而为下一步的钻探工作提供了有力的保障.

基于U⁃Rnet的重力全张量梯度数据反演

重力反演是通过地表信息获取地下地质体空间结构与物理性质的重要手段之一。每个重力梯度分量反映不同的地质体信息,联合重力梯度分量进行重力反演能够更好地研究地下密度异常体的形态和分布。为此,提出基于神经网络的重力全张量梯度数据反演算法,将U⁃Rnet网络应用于重力全张量数据的三维反演问题。为了检验该算法的有效性,采用六种典型模型进行模拟实验,获得了具有清晰边界和稀疏的反演结果。首先,对比L2和Tversky两种损失函数的反演结果,后者的反演结果能更清晰地反映模型的边界位置;然后,对不同梯度张量组合进行反演,四组实验结果在三个方向(x、y、z)上具有不同的反演精度,组合四的误差最低;最后,将该方法应用于美国德克萨斯州文顿盐丘的FTG数据,反演结果与实际地质信息基本吻合。

空-地-井重力异常正则化协同密度反演方法

围绕综合利用空-地-井多源重力异常联合反演提升精度的目标,提出正则化协同密度反演方法,从而有效利用多维数据的横向和纵向变化特征提高反演精度,且无需先验信息的约束.此外,还提出利用奇异值谱和深度分辨率工具评价航空数据观测高度和层数对反演分辨率的影响.通过理论模型试验本文方法在空-地、地-井等不同情况下的应用效果,结果表明空-地-井重力异常正则化协同密度反演方法能获得更高分辨率、高精度的反演结果,且证明不同的钻孔位置对反演结果有较大的影响,从而可指导实际的空-地-井联合勘探.最后,利用文顿盐丘实际勘探数据进行空地和空地井重力数据协同反演,反演结果垂向分辨率明显优于地面观测数据反演结果,盐盖的顶面及中心埋深与前人研究和地质资料解释相吻合,验证了方法正确性及实用性,为推进我国空-地-井立体重磁勘探提供了重要的技术手段.

方向总水平导数法的改进和边界识别中的应用

为了提高重力勘探中边界识别方法的分辨率,增强对地质体边界的划分和检测能力,本文在方向总水平导数法的基础上进行了改进.提出了基于重力梯度数据的方向总水平导数与加强方向总水平导数的垂向导数、综合x,y和z方向的方向总水平导数及其垂直导数等6种新型边界探测器.通过理论模型与噪声试验,证明了改进的方法具有较好的边界划分能力;与原方法相比,改进后的方法识别出的边界与模型更好地吻合.将文顿盐丘地区的实测数据引入改进后的方法中,更清晰地识别出地下盖岩的边界,验证了方法的可行性.

重力梯度欧拉反褶积及其在文顿盐丘的应用

在矿产勘察与区域地质调查中,梯度数据由于精度高而得到广泛应用。基于三种张量分量的重力梯度数据,本文提出一种新的梯度欧拉反褶积算法,避免了常规计算中由于构造指数选取不当和张量分量转换产生的误差。建立单长方体和不同深度双长方体的理论模型,验证了该方法能够较准确地反演地质体的埋深和水平位置。将此方法应用于文顿盐丘的实测重力梯度数据,获得了盖岩顶部的形态与分布等信息,并探测到新的小规模地质体。该结果与已知资料相符,进一步丰富了该地区的地下构造信息。

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.