AB—s方式瞬变电磁测深资料处理方法研究

根据半无限均匀介质空间中场的表达式,介绍了一维层状介质情况下AB-s方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质,并讨论了求解方法。特别地,本文引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念,从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题。“虚拟全区视电阻率”能较连续和直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征 ,对瞬变电磁测深资料的定性解释具有重要意义,同时也为一维反演（构制初始模型和确立目标函数）奠定了基础。     

中心回线瞬变电磁测深法在表层结构调查中的应用

在准噶尔盆地腹部应用中心回线瞬变电磁测深法进行了沙漠地带表层结构调查的试验。采用“虚拟全区视电阻率”参数和一维“正演修正法”对实测数据进行反演成象．能直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征。同时。提出了在少量微测井控制下．由电阻率剖面转换地震波速度剖面的非线性高阶多项式拟合算法。结果表明。该方法可以精细描述10～300m深度范围内的地层电性变化特征。电性界面与微测井地震波速度界面有较好的一致性,说明该方法为地震资料静校正提供表层结构信息是可行的。     

中心回线方式瞬变电磁测深虚拟全区视电阻率和一维反演方法

根据半无限均匀介质空间中场的表达式，分析了一维层状介质情况下的中心回线方式瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义的基本性质，并讨论了求解方法。特别地，引入了基于感应电动势的“虚拟全区视电阻率”概念，从而解决了全区视电阻率解的唯一性和存在性等问题。“虚拟全区视电阻率”能连续和直观地反映地下一维电性层电性垂向变化特征，对瞬变电则深资料的定性解释具有重要的意义，同时也为一维反演（构制初始模型和确立目标函数）奠定了基础。模型试验表明，根据“虚拟全区视电阻率”曲线，采用一维“正演修正”进行反演是一种可行的方法。     

电阻率和极化率测深法的正演修正法反演

提出了电阻率和极化率测深法。该方法采用同一野外装置(直流电测深)同时进行直流效应和激发极化效应观测，测深点沿一条测线呈密集分布。对单一测深点的观测结果进行一维层状介质反演，得到地下电性介质层界面的深度、每层的电阻率和极化率参数。一维反演采用正演修正法，即通过比较电阻率转换函数的实测值和一维正演计算的理论(拟合)值，依次修正每一个电性层的电阻率、极化率和厚度。该方法将地下介质划分成与积分变量点数一样多的介质层，在纵向上能最大限度地反映观测资料分辨介质层的能力。在电法固有的等值性范围内，正演修正法能恢复各电性层的电阻率、极化率和厚度。模型试验表明，正演修正方法是一种稳定收敛和实用的方法。     

基于自适应差分进化算法的MT信号激电信息提取

从MT信号中提取激电信息的研究有助于提高大深度探测技术的勘探精度、深度和范围。针对MT信号激电信息提取中存在的非线性和非凸特征,通过改进混沌自适应差分进化算法中进化参数的自适应策略,提出了一种基于非均匀统计分布的自适应差分进化两阶段最小构造反演方法。一方面该方法利用柯西分布和高斯分布的统计特性自适应获取进化参数F和CR,提高算法的全局搜索能力, 通过记忆以往迭代过程中的优秀进化参数提高算法后期的稳定性;另一方面该方法通过引入第二阶段的反演过程强化极化率对观测数据的影响;通过将正则化参数引入差分进化算法的适应度函数解决反演的多解性问题。对含激电效应的MT一维模型的反演结果表明,本文算法能够较好地重构地电结构和提取激电信息并在加噪环境下具有较强的鲁棒性。与其他非线性算法(混沌自适应差分进化算法,标准差分进化算法和粒子群优化算法)的反演结果对比表明,本文算法具有更为优越的全局搜索能力和较高的反演精度,适于微弱激电信息的提取。     

带约束的一维时频电磁联合反演研究

利用时频电磁资料可同时获取时间域及频率域电磁信息。相比单一时间域或频率域电磁信号,综合利用时频电磁信息可明显提高电性反演精度。为获得精细地电模型,基于正则化反演方法,融合数据约束、模型约束及步长约束,提出一种一维自适应时频电磁联合反演算法。该算法对时间域和频率域数据平衡因子及正则化因子采用自适应调整方案,同时将模型参数搜索范围约束与WOLFE准则相结合,在限制参数搜索范围的同时约束迭代步长,确保反演的稳定性和精度。使用经典层状模型、含噪声的页岩气地电模型及实测数据对该反演方法进行测试与分析,结果表明带约束的时频电磁联合反演方法可有效提高复杂模型电阻率反演的分辨率,对提高时频电磁方法油气藏识别精度具有实际意义。     

时频电磁与大地电磁数据联合反演

时频电磁法属于一种人工源电磁方法,具有抗干扰能力强、对中—浅层的电性层有较高分辨率的优点,但目前受限于最低激发频率,对深层电性层反映有限;大地电磁是一种天然场源电磁方法,具有测量频率低、探测深度大的特点。因此,这两种方法具有互补性。基于奥克姆反演算法,笔者提出新的联合加权方法,对时频电磁与大地电磁的数据进行联合反演处理。模型和实测数据试算结果表明,时频电磁与大地电磁的联合反演既可提高对浅部电性异常体的分辨率,也能提升对深部电性层的探测精度,增强了利用电磁勘探技术解决地质问题的能力。     

时频电磁法时域激电参数提取与应用

时频电磁法可同时研究电阻率和极化信息,适用于频域资料中极化信息的提取及利用。但通常从时域信息中提取激电参数更方便,其油气指示特征也更直接、明显。本文引入频域等效介质激电（GEMTIP）模型,对其进行简化和拉氏反变换,得到时域GEMTIP模型;分析模型时域特征后,将耦合与极化模型组合方式应用于激电真参数反演,实现了GEMTIP激电谱参数反演;针对华北油田文安斜坡-大城凸起区时频电磁法02测线,提取其面极化参数曲线,并与已处理的频域相位参数和反演极化率剖面进行对比,发现异常形态与位置对应一致,表明GEMTIP激电谱参数提取方法有效,同时也增强了油气检测结果的可靠性。由于GEMTIP激电谱参数提取过程便捷且效果明显,使得时频电磁法在油气检测中更具应用前景。     

大地电磁测深“正演修正法”一维反演

本文提出了一种新的大地电磁测深一维层状介质反演方法－－“正演修正法”。“正演修正法”通过比较实测的视电阻率曲线和一维正演计算的理论视电阻率曲线,依次修正每一个电性层的电阻率和厚度。因为该方法将地下介质划分成与观测周期点数一样多的电性层,在纵向上它能最大限度地反映观测资料所能反映电性层的分辨能力。在MT固有的等值性范围内,“正演修正法”能正确恢复各电性层的电阻率和厚度。模型试验表明该方法是一种较为精确、稳定收敛和实用的方法。     

差分进化算法在双侧向和双感应测井联合反演中的应用

针对线性反演算法在反演过程中易出现局部收敛等问题,采用差分进化算法对双侧向和双感应测井资料进行原状地层电阻率、冲洗带电阻率和冲洗带半径等参数反演。利用多层层状高侵、低侵模型对算法进行验证,在无噪声和5%随机噪声下反演结果比较接近真实值,表明差分进化算法具有较好的稳定性和抗噪性。实例资料应用表明,与原始含油饱和度相比,根据反演得到原状地层电阻率计算的含油饱和度更加接近于试油结果。     

大地电磁激电效应油气检测试验

柴达木盆地A气田主要产气层段因与其上、下段电性差异大,呈现明显的高电阻率特征,应用大地电磁测深方法能够反映这种电性变化。但影响地层电阻率升高的因素较多,通常应用大地电磁测深也不能准确确定引起高电阻率异常的原因。为此,本文开展大地电磁激电效应试验。结合试验区的地质目标,在电磁法中引入频谱激电法中的柯尔—柯尔模型模拟大地激发极化特性,提取激发极化信息。试验结果表明,气田区呈现高电阻率、高极化异常模式,由此可利用极化异常对高电阻率异常的含油气性进行检测评价,有可能指示油气的存在。     

瞬变电磁数据一维反演的初值选取研究

 在进行瞬变电磁数据一维反演时,如何合理选取初值对反演结果影响较大。文中利用视纵向电导能够划分电性层位的优势,根据视深度—视纵向电导曲线特征,结合视深度—似电阻率和视深度—全区电阻率曲线,相互对比,确定曲线拐点;根据拐点个数给出层数,再利用拐点对应的坐标值选取层参数。以此作为一维线性反演的初始模型进行反演。试算结果表明,当初值选取合理时,利用常规的线性反演方案就可使反演曲线获得快速、稳定收敛和等值性减小的效果。     

电性源瞬变电磁法油气藏动态监测模拟分析

油气藏开采过程中,储层剩余油气被流体驱替前、后声阻抗变化较小,会造成时移地震监测失效,但驱替前、后储层电阻率变化较大,因而时移电磁法在油气藏动态监测中具有物性方面的优势。通过三维数值模拟,分析了电性源瞬变电磁法对剩余油气藏动态监测的能力。为提高数值模拟精度,基于非结构化网格矢量有限元法,采用二阶后退欧拉法(BDF2)变步长差分格式,实现了电性源瞬变电磁三维正演。对比均匀半空间电磁场解析解及三维复杂模型的数值结果,验证了该方法满足正演精度要求。基于此模拟方法,计算并分析了复杂地质背景油气藏模型的电场相对异常动态监测响应特征。基于涪陵页岩气实际地质资料进行建模,对比压裂前、后电场相对异常。研究结果表明,电性源瞬变电磁法对油气藏动态监测响应效果明显,能满足复杂三维油气藏动态监测的地质要求,应用前景广阔。     

有效的一维MT直接反演新方法

在大地电磁测深方法中,视电阻率反映在给定频率处穿透深度范围内的平均电阻率,不同频率的电磁波,其穿透深度不同。据此,利用等效电阻率的概念,设计了一个由视电阻率曲线直接计算地层电阻率的算法。该算法首先依据最高频率点的视电阻率确定表层电阻率并估算其厚度;然后由高频的视电阻率确定相应的并联等效层的电阻率和厚度;之后再由第一层的电阻率及厚度和等效层的电阻率及厚度计算第二层的电阻率及厚度;依次类推,从上到下计算出各电性层的参数。该算法不需要初始模型,也不必进行数据拟合。对不同模型的理论数据的反演均表明该方法在划分电性层时很有效,反演结果与实际模型对应较好。     

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。     

用逐步缩小搜索范围的遗传算法反演一维MT曲线

本文用逐步缩小搜索范围的遗传算法反演一维大地电磁数据，理论模型和实测数据反演表明，结果令人满意，本文还讨论了连续变化电性层的反演问题。     

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。     

柴达木盆地某油气聚集区电性结构研究

柴达木盆地某油气聚集区地质条件复杂,地震勘探效果不明显。 在该区布设了 5 条广域电磁法测线,采用 2 n 序列伪随机信号发射源和广域电磁法油气目标识别技术,研究了该区电性结构特征。 结果表明,该区存在 5 个主要电性层,产气层为高电阻率特征,产气层反演电阻率是非产气层的 2 倍以上。 反演
结果与钻井及地震资料对比证明,广域电磁法对油气层识别较有效。 由于施工简单,成本低,广域电磁法有一定的推广应用价值。     

模拟退火法计算大定源瞬变电磁法的视电阻率

利用模拟退火法拟合理论感应电动势和实测感应电动势,可获得大定源瞬变电磁法矩形发射回线内测点的视电阻率,本文采用均匀半空间和三层地电模型验证了算法的精度和稳定性。以均匀半空间地电模型验证时,采用不同初始模型运行该算法20次,得到的视电阻率大部分与真实电阻率误差在0.5%以内,部分误差在1.5%~6.0%之间,这些误差较大的时刻随机分布。每次迭代计算约40次即可获得高精度的视电阻率值。以三层地电模型验证时,通过与翁爱华利用二分法计算的视电阻率比较,进一步验证了本文算法的正确性。     

直接消除电场分量静态效应的静改方法

大地电磁测深法(MT)中的静态效应使实测的视电阻率和阻抗相位曲线发生畸变,导致反演解释得出错误的结果。本文基于大地电磁测深响应在高频时应具有一维响应特征这一认识,提出了对实测电场分量直接进行校正,并给出了相应的计算方法。采用电场分量校正法可同时校正静态对MT中诸如电性主轴、二维偏离度、椭率等参数产生的畸变,使其反映出真实的地质意义。