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广域电磁法视电阻率定义及一维横向约束反演研究

周光裕  
【摘要】:依托于“典型覆盖区航空地球物理技术示范与处理解释软件平台开发”课题“航空地球物理数据综合处理方法研究及软件开发”(编号:2017YFC0602202)和“隐蔽致灾体多方法综合探测智能识别及工程示范”子课题“地面多维多分量勘探技术与装备工程示范”的研究内容,本文提出了一种基于平移算法的广域电磁法视电阻率提取方案;同时针对如何在广域电磁法一维反演中添加测井等先验信息和改善剖面横向连续性问题上进行了研究。本文首先系统地讨论了广域电磁法一维正演理论,并分析了均匀半空间下双极源电磁场各分量不同频率的空间分布规律,由此给出了各个分量的测量范围。此外,目前广域电磁法中求解视电阻率多采用迭代法或逆插值法,计算速度较慢,本文通过分析均匀半空间下双极源电磁场各分量的解析表达式,发现在其它条件不变的情况下,发射频率与电阻率之间存在平移特性,并由此给出了一种不需迭代、精度高的视电阻率求解方案,相较于传统方法,该方法亦考虑到了发射源及接收点相对位置的影响且计算速度更高。为了验证平移算法的正确性,本文设计了均匀半空间模型及H型模型,对比分析了平移算法与迭代法和逆插值法计算结果,结果表明三者吻合很好,证明了平移算法的可行性。为了进一步验证平移算法的有效性,本文依次计算了均匀半空间、两层及三层模型各分量定义的视电阻率,结果表明,各分量均能正确反映地电模型参数,但对底层识别能力不一。最后分析了收发距对视电阻率曲线的影响,结果表明,大收发距下视电阻率曲线低频段更能趋近于底层真实电阻率,而中高频段分异较小。针对广域电磁法反演剖面横向连续性问题,本文在原有Occam反演的基础上添加了先验条件项,使得在模型反演过程中不仅仅考虑到了反演模型的纵向光滑性。当存在测井先验资料时,该项可实现对井相邻测点的纵向约束,其余测点则考虑与前一个测点反演结果差异最小,从而达到改善横向连续性的目的。为了充分利用先验资料及减小剖面反演误差积累,本文采取与测井相邻测点或电(磁)场值和广域视电阻率等频率曲线较稳定的测点为剖面分割点的办法,对整条剖面进行分段反演。最后,处理了广域电磁法野外实测资料,结果表明一维横向约束反演能一定程度上改善剖面结果的横向连续性,且与实际地质情况比较符合,表明该方法具备一定的实际应用价值。


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