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电阻率成像技术的二维三维正反演研究

李天成  
【摘要】: 电阻率成像技术是重要的地球物理勘探手段,在水文、工程、环境、考古、矿产资源和油气勘探等领域的浅部到深部探测具有广泛的应用。对于地表电阻率成像技术的研究和应用,前人已做了大量的工作,而井-地电阻率成像技术的研究和应用目前尚显不足。本文系统总结了前人关于电阻率成像技术的概念、研究历史及研究成果,在此基础上,以有限差分、有限元正演数值模拟和阻尼最小二乘法反演为方法手段,通过对大量理论模型的二维、三维地表与二维井-地和跨孔以及三维井-地电阻率数值模拟正反演研究,系统总结了从地表二维、三维到井-地二维、三维的响应视电阻率特征,取得了多个规律性认识,并给出了若干个重要结论。 通过地表二维有限差分正演数值模拟,系统研究了不同装置在纵向水平产状组合模型和横向直立产状组合模型上的视电阻率响应特征,重点分析对比了常用装置的纵向和横向分辨率,研究结果有助于在实际应用中针对特定的地质任务选择恰当的装置或其组合,达到对地下电阻率最佳重构的目的。 通过建立多个理论模型,采用三维有限差分算法对实际中常见的高低阻并存的三维电阻率模型的偶极异常特征进行了研究,分析了高低阻并存情况下三维电阻率异常的分布规律。 井-地电阻率成像技术的研究是本论文的主要研究内容,由于井-地电阻率成像技术将供电电极放入井下,对于有一定深度的目标体,其分辩能力远优于地面装置形式,但井-地方式的视电阻率响应与电极设置,异常体的埋深和性质以及异常体和钻孔的相对位置均有关系,视电阻率响应具有固有的复杂性,给资料的正确处理与解释带来很大困难。本文通过高、低阻水平板状体和背斜翼部油藏理论模型的二维井-地与跨孔方式以及高、低阻水平板状体三维井-地方式的有限元数值模拟和反演,对其响应视电阻率特征进行了详细研究,并给出重要结论,对实际资料的正确处理与解释具有重要的指导意义,在油气和矿产资源勘探中具有实用价值。


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