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。     

基于差分进化算法的叠前AVO反演

针对传统的线性化迭代反演算法对初始模型依赖程度较高、反演过程容易陷入局部最优的问题,本文研究了一种基于差分进化算法的叠前反演方法。该方法利用差分的简单变异操作和一对一的竞争生存策略,对初始模型的依赖程度较低,全局收敛能力较强,且具有操作简单、运算速度快的特点,是解决复杂优化问题的一种有效方法。针对叠前地震反演问题,本文以贝叶斯理论为基础,结合似然函数与先验约束信息,建立反演目标函数,然后利用差分进化算法对初始模型进行优化,直至目标函数取得全局最优值。模型试算验证了该方法是可行的,且对初始模型的依赖程度较弱,具有较好的全局收敛能力;将该方法应用于实际叠前道集数据,得到了分辨率较高的反演结果。     

瞬变电磁测深一维反演及结果分析

利用Ｇ－Ｓ（Ｇａｖｅｒ－Ｓｔｅｈｆｅｓｔ）拉氏逆变换方法对层状地电模型阶跃电流偶极源激发下的瞬变电磁响应作了正演计算。以该正演结果为试验数据，采用一种随机搜索方法进行反演计算，以较高的分辨率得到了地电模型的参数．反演结果表明，该方法对初始模型的依赖性不强，较为稳定可靠．     

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。     

瞬变电磁测深资料反演———逐步缩小搜索范围的演化算法

将逐步缩小搜索范围的思想引用到郭涛算法上，提出了一种逐步缩小搜索范围的演化算法，并用此法对TEM资料进行反演计算，以较高的分辨率得到了地电模型的参数。反演结果表明，该算法对初始模型的依赖性不严重，不易陷入局部极小值，收敛较快。     

长偏移距瞬变电磁测深的全区视电阻率求取及快速反演方法

长偏移距瞬变电磁测深法作为电法勘探中的一门新兴技术，其研究与应用在我国尚属探索阶段，其测量数据的处理与解释也仅局限于定性范畴。     

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。     

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。     

一种用于波形反演的改进差分进化算法

当波形反演中待求参数维数较高时,传统的全局优化方法逐渐失去其有效性和优点。本文在差分进化算法的选择算子中借鉴协同进化法分解—协调的思想,将复杂问题分解为若干子问题,并为每个子问题引入局部适应度的概念,提出一种改进的差分进化算法(DE-CCS)。此方法首先根据局部适应度选择出准下一代;考虑到子问题之间的协调优化,最终的下一代则仍根据全局适应度选取。改进差分进化算法同时利用局部适应度和全局适应度引导进化方向,提高了收敛速度,且对高维问题更加有效。将该方法应用于正演速度慢、局部极值多的高维波形反演,模型和实际数据算例结果证明了该方法的有效性。     

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。     

二维大地电磁资料的差分蚁群法反演

差分蚁群算法是一种有效的多维函数优化算法。它将每一维变量对应的连续取值的步长离散成有限多个差分步长; 然后将这些离散的差分步长和图顶点建立起对应关系; 进一步利用柯西分布在图顶点上分配信息素, 这样蚂蚁就可以按照信息素的浓度随机选择步长。将此算法应用到二维大地电磁资料的反演中, 理论和数值实验结果表明, 差分蚁群算法不受初始模型的限制, 不仅能够很好地处理无噪声下的反演问题, 用于实测资料的处理也取得了较好的效果。     

横向约束瞬变电磁拟三维反演

一维反演是当前瞬变电磁数据反演的主要方法之一,但一维反演存在剖面连续性差的问题,因而将横向约束引入三维测网瞬变电磁数据的一维反演.考虑到一般情况下实际测点分布并不严格规则,构建了距离加权相邻点横向约束的拟三维反演方法,利用高斯—牛顿法求解,并采用反射系数递推的方法快速求取雅可比矩阵.该方法能对非规则测网数据加入横向约束...     

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。     

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。     

大地电磁非线性共轭梯度一维反演

非线性共轭梯度(nonlinear conjugate gradient,NLCG)反演法具有较好的稳定性和反演精度,在二维反演中得到了广泛的应用,但是正则化因子选取困难以及计算量较大等问题限制了其在一维反演中的应用。针对上述问题,结合一维反演实际,提出了一种改进的NLCG优化算法。该算法以Bostick反演结果为初始模型,采用正则化因子自适应迭代调整方案,每次迭代时根据目标函数自动调整正则化因子,无需再对正则化因子进行不断尝试反演;简化了预处理因子和最优步长的计算,用单步线性搜索法代替迭代法求最优步长;对反演结果进行优化并做二次NLCG反演,进一步提高了反演精度,使非线性共轭梯度一维反演算法更高效。通过几个模型算例分析了优化算法的有效性。实际大地电磁数据NLCG反演结果与钻井资料吻合好、精度高;与Occam反演结果相比分层更加清晰,未出现异常高阻层,对地下电性结构的划分更加可靠。     

几种简易有效的大地电磁一维反演方法

本文介绍几种简单易行而又相当准确的一维反演方法,其中包括博斯蒂克反演方法和用直流电场分布逼近大地电磁场分布的反演方法。叙述了这些方法的原理及计算公式,并选用规则模型作了试算,以验证方法的反演效果。结果表明,博斯蒂克反演得到的最下部界面位置比较准确,其余界面深度误差较大;直流逼近的效果取决于逼近方案的选择。在本文叙述的五种逼近方案中,以假设直流电场随总纵电导呈指数衰减的效果为最好。     

长偏移距瞬变电磁法全区视电阻率的二分搜索数值算法

 本文分析研究了长偏移距瞬变电磁法感应电动势曲线随电阻率变化的规律, 认识到感应电动势在任意时刻随电阻率的增大而具有分区单调的特性。据此，设计出了计算全区视电阻率的二分搜索数值算法。该算法可以利用感应电动势数据直接计算不同时刻的视电阻率值。理论数据的计算表明，该算法非常精确，相对误差在0.1%内，文中还给出了二分搜索算法的基本思想和详细步骤、以及流程图。     

电磁传播电阻率测井快速稳定的混合反演方法

多参数阵列电磁传播电阻率测井(EPRL)资料的反演问题具有较强的非线性和多值性.高斯-牛顿法是求解这类问题的有效方法之一,但其反演的稳定性与精度对初值有较强的依赖性.微分进化算法可以有效地避开对初值的依赖性且其反演稳定性很好,但耗时量大效率较低.在高斯-牛顿法和微分进化算法的基础上发展了一种混合反演方法,即先用微分进化算法筛选得到好的初值,然后再用高斯-牛顿法反演得到最优解.经过一些资料的反演实践,表明该混合反演方法是一种快速、稳定、有效的反演方法.     

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。     

二维MT多尺度反演中的自适应网格算法

针对ＭＴ二维反演中采用规则网格剖分时，网格过粗，分辨率低；网格过细，反演不稳定，反演结果易产生假象问题，本文提出一种自适应网格方法以克服传统的规则剖分方法之不足。数据例表明该算法精度高，稳定性好，值得做进一步的研究。