A three-dimensional transient electromagnetic data inversion method based on a time–frequency transformation

Herein,a three-dimensional(3D)inversion method in the frequency domain based on a time–frequency transformation was developed to improve the efficiency of the 3D inversion of transient electromagnetic(TEM)data.The Fourier transform related to the electromagnetic response in the frequency and time domains becomes a sine or cosine transform under the excitation of downward-step current.We established a transformation matrix based on the digital fi ltering calculation for the sine transform,and then the frequency domain projection of the TEM data was determined from the linear transformation system using the smoothing constrained least squares inversion method,in which only the imaginary part was used to maintain the TEM data transformation equivalence in the bidirectional projection.Thus,the time-domain TEM inversion problem was indirectly and effectively solved in the frequency domain.In the 3D inversion of the transformed frequency-domain data,the limited-memory Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shannoquasi–Newton(L-BFGS)method was used and modifi ed with a restart strategy to adjust the regularization parameter when the algorithm tended to a local minimum.Synthetic data tests showed that our domain transformation method can stably project the TEM data into the frequency domain with very high accuracy;furthe rmore,the 3D inversion of the transformed frequency-domain data is stable,can be used to recover the real resistivity model with an acceptable effi ciency.

时频电磁技术在黄土塬覆盖区河道砂油藏分布预测中的应用

鄂尔多斯盆地西部黄土塬覆盖区的中生界侏罗系油藏成藏主控因素复杂,在未开展三维地震勘探的区域,仅利用二维地震资料进行钻探的成功率较低。为了提高钻井成功率,针对该区侏罗系河道砂油藏特点,采用时频电磁双侧、双源激发、多线接收的油气检测技术方案。在鄂尔多斯盆地西部ZB地区进行攻关试验,总结了适用于黄土塬覆盖区的时频电磁采集、处理、解释技术方案,即两项针对性采集方案设计和三项针对性处理、解释技术。利用GeoEast软件系统,基于深度学习开展时频电磁多参数智能油气预测。根据时频电磁解释成果,在时频电磁强异常区域部署并完钻Z6井,获得工业油气流,表明时频电磁预测结果与实钻结果吻合,证实了在黄土塬覆盖区利用时频电磁技术对侏罗系薄储层进行油气预测的可靠性。

时频电磁法多分量联合反演及在川西火成岩勘探中的应用

近年来,非地震勘探在川西地区火成岩、深层结构和断裂研究方面发挥了一定的指导作用,特别是时频电磁法通过弱异常信息提取、精细反演,在寻找火山通道、探索火山岩形成机制方面效果良好。由于人工场源的存在,其产生的非平面波效应、阴影效应以及场源附加效应会造成资料反演的多解性,使数据反演成像的质量偏低,甚至造成假异常。多分量电磁场反演是克服上述困难的一种有效手段。从时频电磁勘探的原理出发,推导了二维模型三维源九点差分结构的有限差分正演公式。根据正则化反演原理,构造了多分量联合反演目标函数,推导了适合时频电磁法的多分量联合反演算法。为了平衡不同分量之间数量级的差异,在反演过程中增加了动态平衡系数。理论模型测试结果表明,相对于单分量数据反演,多分量联合反演对模型恢复的效果更好。加噪模型数据测试结果表明,该算法正确、可靠,同时具有较好的抗噪性。利用该方法对川西地区实测时频电磁数据进行处理,反演结果与钻井信息和其他已知信息吻合,证明该算法实用且有效。

基于物性分析建模的时频电磁反演及储层评价——以准北缘石北构造带为例

时频电磁法(TFEM)在油气勘探中发挥着重要作用,数据反演中模型精度对反演精度影响很大,充分利用已知资料精确建模可有效降低反演的非唯一性、提高反演精度。基于准北探区实际资料,对研究区电测井数据进行高斯分布统计分析,获得各地层的电阻率均值、离差等特征数据,据此提出对研究区上、下构造层及不同地层进行分层电性建模的方法;通过火成岩储层岩石频散测试分析,获得探区不同油气饱和度火成岩的频散特性,同时依据该地区时频电磁油气检测结果与钻井含油气信息建立油气电磁属性识别模板。示例展示了通过分层建模和反演获得的电阻率和极化率剖面,以及剖面的分析、解释结果,指出了含油气有利目标。文中的建模方法和油气目标解释思路可为类似地区的油气储层评价提供有价值参考。