介绍大地电磁曲线的超相位现象

近年来,大地电磁(MT)勘探法作为一种勘探手段已经受到人们越来越多的重视,随着野外工作的开展,目前已获得大量野外的原始资料,本文将介绍D.R沃尔特博士的“大地电磁超相位现象”一文中所阐述的超相位曲线的发现,特征及有关理论的初步探讨。一、实测曲线大地电磁的最后成果图主要是视电阻率曲线和其相应的相位曲线,参见图1。图中是实测的视电阻率和相位曲线。f表示频率,TE和TM分别代表平行和垂直于构造走向的视电阻率,φ表示相     

不同极化模式的二维大地电磁非线性共轭梯度反演及应用研究

同时满足大地电磁反演精度与计算效率的反演方法中,非线性共轭梯度法具有明显优势。首先,利用该方法对块体低阻模型及隐伏构造模型进行TE、TM以及TE与TM联合(TE+TM)的视电阻率和相位反演研究,并完成了不同极化模式条件下,该方法对地下复杂构造的适用性与有效性测试,发现在二维构造条件下,TE+TM极化模式对异常体边界的刻画与反演精度均优于TE、TM极化模式。其次,采用该反演方法,对朝克乌拉凹陷大地电磁(MT)实测资料进行反演,对比不同极化模式反演曲线与测井电阻率曲线,发现基于TE+TM的反演电阻率吻合度最高。最后,对TE+TM极化模式的反演电阻率剖面进行了地质解释。解释剖面清晰地刻画了表层玄武岩分布及地层结构,为厘清研究区凹陷基底构造形态及储层提供了有效依据,表明大地电磁非线性共轭梯度反演方法在凹陷构造定量刻画方面优势明显。     

大地电磁测深资料的TE,TM极化视电阻率曲线识别研究

大地电磁测深解释中的一项重要工作是正确识别TE、TM极化视电阻率曲线。首先分析了TE、TM曲线的畸变规律,认识了TE、TM曲线畸变差异。在此基础上,提出了用相关分析法识别两类曲线。该方法依据不同测点TE曲线的强相关性来识别TE、TM视电阻率曲线。实测资料处理表明,用该方法进行TE,TM曲线的识别是实用、有效的。     

三维大地电磁数据的二维反演解释

鉴于现今三维电磁反演方法尚不成熟，探讨提高二维反演方法解释三维大地电磁数据仍有必要。文中给出3D／1D和3D／2D两种模型的二维反演结果，通过对三维棱柱导体地质模型与二维长方形导体地质模型的大地电磁视电阻率与相位响应的比较发现，二维TM模式的响应与对应的三维YX模式响应很接近，且可通过单一TM模式反演确定导体赋存位置，但反演的电阻率值要比真实值偏大；二维TE模式的响应与对应的三维XY模式响应在低频时相差较大，TE模式的反演结果能够反映导体的电阻率值，但是在垂直方向上有拉伸导体的现象。而TE和TM联合反演结果则结合了TE与TM模式反演的优点，可以较好地反演出导体的赋存位置及电阻率值。随着三维良导体埋深的增大，二维反演结果很难反映真实三维构造，若增大三维异常体的走向长度和尺度，使用二维反演仍可以有效地反映三维异常体的存在．     

二维高阻地垒上大地电磁测深曲线的研究

在野外所测得的大地电磁测深曲线都受到了介质水平不均匀的影响,其解释不能真实地反映地电断面的性质。为了改善大地电磁测深的地质效果,本文用有限元法计算了高阻地垒型构造上大地电磁测深视电阻率曲线,讨论了地垒的高度、宽度、中间高阻层电阻率及侧面倾角等因素对视电阻率的影响。研究结果表明,可以根据视电阻率的变化特征大致给出地下构造的形态;在有利的条件下,可对某些地电参数作出粗略的估计。     

基于分形插值的大地电磁静校正方法

鉴于协同克里格插值方法存在光滑效应的缺点,在前人工作的基础上,提出了基于分形插值技术的大地电磁静校正方法。该方法将分形技术与协同克里格法相结合,利用在二维构造情况下,静态效应使视电阻率曲线发生平移,对相位曲线无影响的特点,通过分析实测视电阻率和相位的空间分布特征及相关性,引入分形插值技术对受静态效应影响测点上的视电阻率对数进行插值计算,进而求取静态偏移因子。最后利用该方法进行了理论模型和实测数据试验,结果表明了该方法的正确性及有效性。     

MAGNETOTELLURIC STATIC CORRECTING METHOD BASED ON THE DECOMPOSITION OF EMPIRICAL MODALITY

大地电磁测深法中的静态效应使实测的视电阻率和相位曲线发生畸变而导致反演解释错误,因此提出了基于经验模态分解(EMD)的大地电磁静校正方法.基于经验模态分解的多分辨特征分析得到电阻率或相位曲线的系列模式分量,再通过浅部(或局部)不均匀体和深部有一定规模的地质体在频率域选择曲线响应的不同模式分量进行重构,从而达到分离、抑制静态效应的目的.模型试算结果表明,经验模态分解校正静态效应能够消除视电阻率和相位曲线产生的畸变现象.     

由MT资料反演真谱参数的基本原理

常规的大地电磁测深反演方法没有考虑岩矿石激电效应。基于岩矿石激电响应的Dias新模型,分别计算了3层模型的中间层在有极化与无极化2种情况下的视电阻率和相位曲线。结果表明,2种情况下的视电阻率和相位曲线在高频段和低频段基本上重叠,而在中频段有明显的差异。进而研究了从大地电磁测深复视电阻率资料反演地层的真谱参数的方法,推导了层状模型反演的基本公式并给出了相应的具体反演算法。该算法能从MT资料中提取激电谱参数,为解释提供更多的依据。     

大地电磁测深中用一维反演结果近似二维地电断面的效果

一维反演方法仍然是现今大地电磁测探资料解释中最常用的方法。但是利用一维庆演方法所得的等值线图很准确定二维地电断面的形态和大小,若配合截断电阻率,就能基本确定地电断面的形态和大小。文中利用有限元法计算了四种二维地电断面上的大地电磁TE极化和TM极化时的机电阻率测深曲线,反演分别采用Bostick法和最小二乘迭代法。     

利用构造恢复原理制作古构造演化图

利用构造恢复原理，提出用“构造恢复法”来研究川西地区（复杂构造地区）的构造演化，它是一种新的构造演化分析方法，其原理是模拟地层沉积演化过程的逆过程，通过“去断层恢复”、“去褶皱恢复”、“去压实恢复”等方法，将目的层构造形态逐渐恢复到刚沉积时的构造形态，从而得到不同地质时期目的层的“古构造图”。用该方法制作的古构造图成图精度有较大提高，在复杂构造地区也能较好地进行构造演化分析，并且在川西地区须家河组须二段储层构造演化分析中取得较好的应用效果。     

山区电磁测深的地形影响分析

探讨了山区地形对大地电磁测深曲线的影响。设计了山地地形的二维和三维模型，并进行了模型正演。正演结果的对比表明，地形相对高差越大，畸变越大。在二维情况下，地形起伏变化主要引起TM极化模式曲线畸变，而对TE极化模式曲线影响较小；在三维情况下，地形起伏变化主要引起2种极化模式曲线低频段畸变，且畸变的情况较复杂。针对实际地形条件进行了地形对测深影响的高差实验，实验结果表明，当地形起伏不大于极距的30％时，基本上可以忽略地形起伏对测深资料的影响，某山区的实测资料也证明了这一结论。综合分析正演模拟、野外高差试验及山区实测资料表明，在山区进行大地电磁测深时，地形起伏产生的地表不均匀性引起的静态影响十分严重，远远大于地形影响。     

油气MT勘探COPROD-2S1模型数据的二维反演

在传统的奥克姆法基础上，反演问题从模型空间转换到数据空间的迭代过程中，把解表示为由模型协方差平滑过的灵敏度矩阵行的线性组合，可以降低对计算机内存和时间的需求，有效地提高反演速度。应用简化基奥克姆法分别对此二维模型的TE、TM、TE+TM、TE+TP、TM+TP、TE+TM+TP等极化模式数据进行了联合方式反演，过程中用一维广义逆反演法确定背景场模型。５次迭代后反演模型结果表明，该数据模型成层分布，包含6个良导体；推测在水平位置30～130 km，垂直方向为1～40 km之间良导体存在，电阻率可能值为1，在垂直方向0～40 km可能是电阻率为1000 的高阻层；TM反演模型对此高阻层反映比较明显，对低阻体反映效果较差；加入TP信息的TE+TM+TP联合反演结果最好，分辨率比其它反演结果要高，表明TP联合反演有助于提高MT反演的纵向分辨率。     

MT二维正演计算中地形影响的研究

本文以有限元直接迭代算法为基础,首先给出了各种基本地表条件下的有限元迭代格式和复杂地表条件下视电阻率的定义。在此算法的基础上,通过２个简单的算例讨论了地形起伏对ＭＴ视电阻率和相位的影响,证实了复杂地表下２种极化模式的ＭＴ观测资料都有明显的异常,并且以ＴＭ模式尤为严重。文中总结了一些地形起伏对ＭＴ资料的影响情况,同时分析了ＭＴ视电阻率异常的成因,提出了一些自己的观点。     

电磁方法在三峡输电工程中的应用

用瞬变电磁测深（TEM）和大地电磁测深（MT）两种方法测量了三峡直流输电工程中接地极址的地下电性分布，将TEM资料通过时频转换，转换成频率域的视电阻率曲线，它与MT的视电阻率曲线对接后，再经过反演可以得到极址下方由浅层到深层的电阻率断面图，该断面图为接地极址的设计和建设提供了可靠而又必要的电性参数依据。     

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在南方海相川东断褶带黄金口构造带，由于受多期地质构造运动和沉积条件的影响，地层倾角较大，在毛坝1井直井钻探过程中发现，大部分地质构造表现出了较强的地层自然造斜能力，防斜和打快形成了尖锐的矛盾，该地区的其它直井也面临同样的矛盾，严重制约了该地区的勘探和开发进程，急需寻找经济有效的钻井技术提高机械钻速。对此开展了该地区的地层自然造斜规律研究，利用反演法、统计法和参比法等，结合毛坝1井地层倾角测井解释结果和实钻数据分析，反演出了该地区的地层倾角和走向，最终得到了地层自然造斜规律，其研究结果用于指导毛坝2井的井眼轨道设计和井眼轨迹控制施工，利用地层自然造斜规律设计定向井的方位角和轨道剖面，在实际钻井过程中，充分利用地层自然造斜规律优配钻具组合和优化钻井参数以控制井眼轨迹，已取得了解放钻井参数，减少定向钻进时间，提高钻井速度的良好效果。