可控源音频大地电磁二维约束反演研究及应用

发布时间：2017-04-07 19:17

  本文关键词：可控源音频大地电磁二维约束反演研究及应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：可控源音频大地电磁(CSAMT)法是近年来迅速发展起来的一种频率域地球物理勘探方法,该方法勘查效率高、抗干扰能力强、对低阻层敏感,被广泛应用于地热探测、油气勘查以及工程物探等方面的研究工作。虽然CSAMT的抗干扰能力较强,但是在矿集区、经济发达或者高压线密集路铺设等强干扰地区,电磁场极易受到人文干扰,采集得到的数据质量不高,甚至与地下电性构造的真实状况存在较大差异。为了提高CSAMT的应用效果,使干扰区的实测数据尽量真实反应地下实际电性构造,提高反演精度,本文提出电性约束反演方法。即在常规的反演成像基础上进一步提供关于局部目标构造的实测资料,比如测井资料,在反演过程中通过利用井中电性资料进行约束,能够提高反演解释精度,从而有利于获得更加丰富的地电信息,为地质构造特征的精细研究提供技术支撑。本文首先详细介绍CSAMT法的理论基础,并根据Maxwell方程组推导说明电磁场的波动方程,在此基础上根据水平电偶极源向外传播的电磁波分别推导说明近区和远区的电场及磁场公式,最后得到CSAMT的视电阻率和相位公式。在常规OCCAM反演算法的基础上,对目标函数中的模型粗糙度进行了改进,并根据修改后的目标函数详细推导出电性约束反演算法的迭代公式。通过对反演目标函数中巧妙地加入先验地电模型约束项,并将已知的地质、地球物理数据等先验信息加入到电磁反演需要的先验地电模型中,这样在反演迭代过程中,在已知有先验信息分布的区域内修正模型会逐渐地向先验信息靠拢,达到电性约束的反演效果,提高模型响应与实测数据的拟合精度。文章给出几个简单的模型,对模型同时进行常规OCCAM反演和改进条件下的电性约束反演,并将所得两种结果进行对比。结果显示电性约束反演可以使目标体边界位置等值线向内收敛,更加紧凑,目标体区域范围内电阻率值更加接近原始模型初始值。无论在目标体边界轮廓位置及阻值方面都在一定程度上提高了反演精度,更能准确反演模型实际形态。以长白山地区地热探测为实例,采用实测的可控源音频大地电磁测深数据作为电阻率模型进行反演,并利用剖面上实际钻探的井数据进行电性约束,可以发现电性约束反演方法能够提高反演解释精度,从而提高勘探分辨率,更有利于人们了解研究区地下电性构造,减少由于错误解释指导工程施工带来的经济损失,对开发不同方法的约束反演方式具有指导作用。
【关键词】：可控源音频大地电磁测深 电性约束反演 OCCAM 测井数据 反演精度
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P631.325
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 可控源音频大地电磁法概述10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 研究目的与研究意义13-14
• 1.4 论文主要内容14-16
• 第二章 可控源音频大地电磁法理论基础16-28
• 2.1 CSAMT法的基本原理16-18
• 2.2 电磁场的理论公式18-21
• 2.2.1 麦克斯韦方程组18-19
• 2.2.2 电磁场的波动方程19-21
• 2.3 均匀介质中的大地电磁场21-25
• 2.3.1 均匀半空间水平电偶源电磁场21-24
• 2.3.2 均匀分层介质水平电偶源电磁场24-25
• 2.4 视电阻率与趋肤深度25-28
• 第三章 CSAMT法二维有限元正演模拟28-40
• 3.1 基本原理及变分问题的建立29-32
• 3.2 有限单元网格剖分计算32-37
• 3.3 模型正演计算37-40
• 第四章 CSAMT二维电性约束反演方法40-57
• 4.1 电性约束OCCAM反演41-48
• 4.1.1 OCCAM反演原理42-45
• 4.1.2 电性约束反演原理45-48
• 4.2 反演网格建立48-49
• 4.3 典型模型反演49-57
• 4.3.1 单一模型反演49-52
• 4.3.2 双模型反演52-57
• 第五章 CSAMT电性约束反演实例57-68
• 5.1 工区概况57-60
• 5.1.1 地质概况58-59
• 5.1.2 地球物理特征59-60
• 5.2 野外数据资料采集60-62
• 5.3 数据资料处理及解释62-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 6.1 结论68-69
• 6.2 展望69-70
• 参考文献70-73
• 作者简介及科研成果73-76
• 致谢76-77

【参考文献】

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本文编号：291141