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。     

多个三维薄板瞬变电磁响应的比较

基于张量格林函数的体积分方程法对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应,然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。通过对水平电偶极子源激发下5层地层模型中同一深度上2个第3个远源的水平导电薄板的瞬变电磁场响应的计算,发现在长偏移距瞬变电磁测深中,近源异常体总是比远源异常体系表现出更大的异常,因此远源异常体在勘探中容易被忽略或漏掉,这是一个在资料采集和解释中需要注意的问题。     

三维电阻率测深有限元正演模拟中的边界影响

在三维电阻率正演模拟计算中,由于边界单元同样参与计算,边界单元的电阻率取值对三维电阻率测深正演结果具有一定影响,文中指出边界单元与非边界区电阻率值相差2倍时,测量结果的最大相对误差超过5％。文中对均匀介质模型和三维低阻体模型进行了数值模拟,并得出以下认识:①边界电阻率值的变化基本上不会影响电阻率测深正演断面图的异常形态,但会影响视电阻率值,即低阻边界单元使断面深部的视电阻率值单调递增,高阻边界单元使断面深部的视电阻率值单调递减;②X方向的边界单元电阻率值变化对电阻率测深正演断面结果影响最大,Y、Z方向边界单元电阻率值变化对电阻率测深正演结果的影响基本上可以忽略;③低阻边界对视电阻率测深正演结果的影响略大于高阻边界。     

层状地层中三维薄板的瞬变电磁响应

用基于张量格林函数的体积分方程对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应;然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。文中分别通过对五层地电模型表面的水平电偶极子和接收器下方不同深度的水平导电薄板的瞬变电磁场响应进行计算,并作了详细分析。结果表明：当导电异常体位于场源下方时,其近源影响非常大,同时表明随着异常体与周围介质电导率对比度的增大,当异常体埋深增大时,瞬变电磁（TEM）法对其探测能力反而可能会增大。     

频率域地-井垂直电磁法响应特征数值模拟

地-井垂直电磁法是一种在地面用长导线源激发、井中接收的电磁勘探新技术。采用有限单元法对不同的模型进行数值模拟,利用不完全LU分解处理的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解最终的线性方程组。分别计算了低电阻率异常体与高电阻率异常体在均匀半空间情况下的频率域地-井电磁的异常响应,从异常体性质、异常体与收发位置关系模拟和分析其特征响应规律,为研究与实际应用地-井垂直电磁法提供参考。     

带地形频率域可控源电磁法三维反演研究

单一的地震勘探不能满足所有地质地形条件下的油气勘探开发需求,试验证明与非地震勘探方法尤其是电磁法的联合应用可以有效提高钻井成功率,而对带地形三维可控源电磁法的正反演研究可以有效克服地形对勘探结果的影响,进一步提高勘探精度。采用基于二次电场的有限差分方法进行三维正演,与前人有限元大地电磁计算的经典地质模型在远区卡尼吉亚视电阻率正演方法相比,结果基本一致,证明该正演算法的可靠性和准确性;应用非线性共轭梯度（NLCG）方法进行三维反演,提出并使用初值优化方法,能减少每次反演迭代所需时间,从而提高反演效率。带地形的地质模型反演结果表明：反演的地下电阻率模型能够较好地还原异常体的形态和位置;初值优化方法能够明显缩短反演时间,为三维反演的实用化带来可能。     

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。     

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.     

瞬变电磁法对薄层的探测能力

 为了正确认识瞬变电磁法对薄层的分辨能力，文中设计了不同的地电模型，进行了瞬变电磁法响应正演计算，对有无薄层存在时相应视电阻率曲线进行了对比，并计算两者之间的相对误差，根据误差大小分析瞬变电磁法对薄层结构体的分辨能力，得出有实际指导意义的结论。对于同样的薄层地电模型，进行了瞬变电磁法与可控源音频大地电磁法探测能力的比较，认为瞬变电磁法对薄层的分辨能力强于可控源音频大地电磁法。     

三维井间电磁最小二乘法反演

引入积分方程法对空间位置变化的井间电磁三维油气藏模型进行模拟研究,指出不同井孔中油气藏电磁场异常特征各不相同,是开展井间异常体三维反演的基础。采用最小二乘法对四个油气田注水进程电阻率变化模型及考虑储层电阻率三维井间电磁场进行反演研究,反演结果表明,三维井间电磁最小二乘法反演可用于确定油气藏的空间分布和物性参数及其储层电阻率参数,可为井间电磁探测技术应用于油气田开采动态监测和探测剩余油气藏提供了新的途径。     

瞬变电磁测深和直流电测深资料的联合反演

直流电阻率法(DC)对良导层和高阻层都反应灵敏,但对薄层出现的多解性又使问题变得复杂化;瞬变电磁方法(TEM)对良导层反应灵敏,对高阻层却不敏惑。这两种方法的联合反演能扬长避短,消除各单一方法中存在的某些缺陷,增加重要参数的个数。作者在前人工作的基础上,联合反演了模拟的 TEM 和 DC 资料,解决了层状介质中各向异性的分辨问题。     

水域MT勘探电磁信号分离采集的视电阻率计算

在水域进行大地电磁测深勘探中,因接收磁信号的探头难以在水底精确布设,只能布设在岸上,因而必须电、磁信号分离采集,这势必导致接收的电、磁信号不在同一界面上,由此计算出的视电阻率和阻抗相位需要进行校正。本文通过层状介质不同界面上电磁场及阻抗间的关系,推导出了将实测资料改正到水面或水底的视电阻率和阻抗相位的计算公式。经理论模型试验和实测资料应用,证实所述改正方法的正确性。     

各向异性地层电磁脉冲测井响应的FDTD模拟

利用三维柱坐标系时域有限差分（FDTD）方法计算了各向异性地层中电磁脉冲测井响应。首先验证了算法的正确性及可行性,然后分析了均匀无限厚各向异性地层中及考虑泥浆、围岩、侵入等因素存在的复杂各向异性地层中的电磁脉冲测井响应特征。结果表明：视电阻率随着倾斜角度的变化而变化;高阻地层比低阻地层受泥浆的影响更严重;高阻围岩比低阻围岩对目的层的影响更大;侵入带对视电阻率的影响非常明显,必须对测井资料进行侵入影响校正。     

大地电磁法分辨力的模拟分析

对大地电磁测深方法探测油气藏的能力进行了研究,建立了同深度同规模条件下低阻背斜油气藏与高低阻互层背斜油气藏2种不同的储层模型,利用数值模拟的方法,计算这2种模型的大地电磁测深响应,获得理论计算的视电阻率资料井分析2种模型之间的异常差异。数值模拟结果表明,2种模型的理论响应之间存在6％的相对偏差,异常偏差大于实际观测的噪声水平,能被大地电磁观测仪器有效观测到,表明该方法具有比较高的分辨能力,能用于识别不同类型储层的油气藏。     

论瞬变电磁测深法的探测深度

文中分析了瞬变电磁发送线圈等效回路的暂态过程，得出线圈自感信号振幅的理论表达式，认为线圈自感信号的衰减不仅与时间有关，而且与等效回路的材料有关；计算了不同大小线圈的自感信号的幅值和衰减时间范围，得出了瞬变电磁测深法对地探测时存在一个最小深度的结论。由于电磁信号在地下传播时不断衰减，瞬变电磁测深法有一个最大探测深度。对大小不同的线框和不同介质电阻率等常用装置及典型地电情况，给出了估算瞬变电磁能探测的最小和最大探测深度的方法及估算结果。得出的结论对野外生产具有指导意义。     

瞬变电磁全期视电阻率的弦截无限逼近算法

应用瞬变电磁法进行地质勘探的过程中,视电阻率的计算至关重要,反演视电阻率可以直观地描述地下地质体。利用传统的近似公式法计算的视电阻率误差过大,因此针对地面中心回线瞬变电磁法中全期视电阻率的隐函数特点,通过引进针对非线性函数的弦截求根方法,给出了视电阻率的弦截无限逼近求解方法及其计算步骤。该方法可避免对复杂函数的导数计算。仿真计算与应用实例表明,弦截法具有比二分法更快的收敛速度,并可以任意精度求解地面中心回线瞬变电磁法中的全期视电阻率。     

浅层瞬变反演电阻率资料在表层速度成像中的应用

通过浅层瞬变电磁测深反演的电阻率剖面与同一测线的微测井速度深度曲线的对比研究认为,表层速度结构与电阻率分层有较好的对应关系,这种关系表现为非线性。提出了对弗斯特公式的修改方法,即在对数域中以电阻与深度的高阶多项式来近似表示地层速度,通过利用剖面上微测井速度资料及其该测点上瞬变反演的电阻率资料,用共轭梯度法反演求取多项式系数,给出了速度与电阻率及深度的经验关系式,并利用该关系式对瞬变电磁测深反演的电阻率剖面进行速度成像。试验剖面的速度成像结果对认识表层速度结构和划分低、降速带有参考价值,对地震资料的静校正的速度建模有指导作用。     

瞬变电磁测深法在大地电磁测深曲线静校正中的应用

针对大地电磁测深中视电阻率曲线的静态畸变问题，作者提出了用瞬变电磁测深校正ＭＴ曲线静态位移的方法技术，并利用此技术在塔里木盆地北部开展了ＭＴ实测资料的静校研究，通过对静校前后ＭＴ资料的解释对比分析，说明了用ＴＥＭ法校正ＭＴ曲线静态位移的有效性。     

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。