一、电偶源激发下水平层状介质电场的分布特征与反演研究(论文文献综述)
刘卫强,林品荣,严加永,陈家坤,杨良勇[1](2021)在《各向异性激发极化层状介质可控源音频大地电磁响应模拟研究》文中研究指明在自然界中,电性各向异性和激发极化效应是岩矿石客观存在的物理性质,传统的电磁勘探方法通常将地下介质简化为不含激电效应的各向同性电阻率模型,不利于实现多参数精细探测.本文开展了考虑介质各向异性激发极化效应的层状大地可控源音频大地电磁响应数值模拟研究.首先提出了各向异性的Cole-Cole模型,然后将各向异性复电阻率代入电偶源激发各向异性地层电磁场响应公式,实现了地面电磁场各分量的正演计算,进一步分析了各参数对地表电磁场响应及全区视电阻率的影响.在正演模拟的基础上,提出了一种基于粒子群最优化算法的反演方法.通过对地下模型参数取对数,并对各参数取值范围进行约束,可以依次反演得到各地层在平行层理与垂直层理两个方向上的电阻率、充电率及时间常数.本文的研究表明,当测区中浅部存在各向异性激发极化地层时,电磁响应会受到较大影响,全局最优化反演可以获得地下介质的电性多参数信息,更好地拟合观测数据.
王森[2](2020)在《可控源电磁法三维反演在漫江镇地热勘查中的应用》文中认为地热资源作为一种清洁型能源具有巨大的开发潜力,在我国的经济发展中起到巨大的作用。长白山是近代火山活动比较强烈的地区,其地下蕴藏着比较丰富的地热资源。目前松江河、二道白河等地已经发现多处温泉及地热井。漫江镇属长白山火山活动覆盖区,具备蕴藏地热资源的潜在条件。为查明漫江镇玄武岩下地质特征,查明研究区的地层、构造等分布,前人在这一地区进行了大量的地球物理勘查工作,其中可控源音频大地电磁法应用最为广泛。但是由于数据反演理论和技术的限制,过去对采集到的数据主要进行一维、二维反演。由于漫江地区地质结构复杂,这两种反演方法无法细致的反映地下复杂的电性结构。本文应用有限内存拟牛顿三维反演方法,通过对漫江镇某工区野外实测数据进行处理和反演,研究漫江镇地下电性特性和地层构造,对研究区的地热赋存条件给出客观评价。为在漫江镇地区寻找地热资源,为建立新型能源打好基础。论文首先建立理论模型,验证反演方法的有效性。然后收集这一地区的物探、钻探资料,对这一地区的可控源音频大地电磁数据进行逐点检查,数据平滑处理和剔除跳点数据,再结合工区的地质资料设置1000Ω·m作为三维反演模型的背景电阻率,反演的网格采用1/2倍点距,共剖分反演单元462875(115×115×35)个网格,选取复电场Ex分量进行三维反演,讨论不同频率对反演效果的影响,最后选择适当频率反演结果进行综合地质解译工作。结合钻探成果和反演结果将地层划分成三个构造层,第一构造层为第四系+中新统玄武岩层;第二构造层为中上侏罗统果林组(J2-3g)安山岩、流纹岩及其碎屑岩;第三构造层为中生代三叠系长白组(T3c)安山岩、花岗岩层。在垂直漫江谷地展布的NE向电阻率剖面划定了四条NW向断裂F1~F4;在平行漫江谷地分布的NW向电阻率剖面中也划定2条NE向断裂F5~F6。最终综合以上结果推断了三个热储构造。本文研究获得以下成果和结论:1、本文采用有限内存拟牛顿反演方法,研究可控源音频大地电磁数据三维反演的方法和流程、反演漫江镇工区实测数据并获得了三维电性结构图;2、本文对比研究了不同频段的反演效果。研究发现,对反演结果起决定性作用的是部分参加反演的频率,在实测数据反演时应选取适当频率进行;3、本文研究了漫江镇及其周边地区的地层结构并划分了地质构造层,分析了各构造层的岩性及其富水性,划分了隐伏断裂构造,讨论了断裂的性质和含水性。为深层地热资源探测和电磁探测结果的准确解译提供了背景信息;4、本文推断了三个热储构造,为进一步的地热资源开发提供了重要信息。
陈汉波[3](2020)在《电导率各向异性的海洋可控源电磁三维正反演研究》文中提出近十年来,海洋可控源电磁法因具有成本低、探测精度高等优点而被广泛用于海洋地质结构、资源勘探。如今,海洋电磁勘探测仪器的快速发展,极大提高了数据的质量和采集的效率,使得三维密集测量布局成为了获取海洋电磁数据的常规方法。全面的数据覆盖能够有效增强地下三维结构的成像分辨率以及减少相应的模糊性。然而,随着勘探难度的加大,对于复杂海洋地质条件下的海洋电磁数据解析方法技术的需求日益增长。例如处理复杂条件下的海洋电磁三维正反演算法。显然,目前对于复杂介质条件下的海洋电磁数据处理和解析技术的发展相对滞后。目前国内外的海洋可控源电磁正演大多基于介质的电导率各向同性的单一特性,忽略了介质各向异性、以及岩石的物理结构参数的影响。同时海洋可控源电磁三维反演的稳定性和效率有待进一步提高,并且大多忽略介质电导率各向异性的影响,这往往会导致解释出现偏差,同时,目前反演大多采用的是规则网格进行反演,对于复杂的地下地质结构的几何特征的反映,显然是不足的。为了解决以上所提到的问题,本文开展了电导率各向同性和各向异性介质条件下的海洋可控源电磁三维数值模拟研究,并详细分析了电导率各向异性、岩石的结构参数等对海洋电磁响应的影响。同时,采用非结构化网格开展了电导率各向异性条件下的海洋可控源电磁数据三维反演研究,并讨论了电导率各向异性、地形条件下的反演效果。本论文首先分别从总场和二次场的海洋可控源电磁控制方程出发,采用矢量有限单元法实现了电导率主轴各向异性的海洋可控源电磁三维数值模拟。采用非结构化网格对模型区域进行剖分,有利于构建复杂的地质模型。为了提高求解方程组的效率,采用开源的并行直接求解器MUMPS对矢量有限元线性方程组进行了求解。并引入微增等效介质模型来研究在电导率各向同性介质条件下,部分岩石物理结构参数对电导率及海洋电磁响应的影响。同时也分析了主轴各向异性介质条件下的海洋可控源电磁响应特征。接着,从基于库伦势规范约束的矢量-标量位所满足的二次场控制方程出发,采用非结构网格节点有限单元法开展了电导率任意各向异性条件下的海洋可控源电磁三维数值模拟研究。应用基于不完全LU分解的IDR迭代算法对所形成的节点有限元线性方程组进行求解,进一步提高了求解效率.采用滑动平均最小二乘算法对矢量位和标量位进行求导,有效地提高了计算精度。并分析了电导率任意各向异性对于海洋电磁响应的影响。反演研究中,采用不精确迭代的高斯牛顿法实现了电导率VTI各向异性条件下的海洋可控源电磁三维反演研究。我们采用拟正演的方式实现雅可比矩阵及转置与向量的计算,可以有效避免显示计算和存储雅可比矩阵,从而节省了计算时间和存储空间。正演和反演部分均采用非结构化网格,因此可以模拟任意的起伏地形和复杂地质体,并且我们采用正演和反演网格分离的策略,通过计算两套网格的重合体积部分,来实现两套网格参数之间的传递,能够有效减少反演的不确定性,又不失正演计算的精度。同时,为了减少反演的计算时间,我们对正演和反演关键部分均采用了并行化处理。海洋可控源电磁合成数据的三维反演结果表明,本文所开发的电导率VTI各向异性的海洋可控源电磁三维反演算法是可靠的,有效的。
杨冶[4](2020)在《地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究》文中认为地面-巷道瞬变电磁法是针对地面瞬变电磁法与矿井瞬变电磁法的技术缺点而提出的一种新的探测技术,该技术在克服地面、矿井瞬变电磁法缺点的基础上,融合了两者的优点,在煤矿隐蔽突水灾害水源探测方面有着良好的应用前景。由于采用地面发射、地下巷道空间中接收的观测方式,在数据处理与资料解释中,不能简单地移植原有的方法技术。为此,采用“动静”转化,将不同时刻的瞬变磁场等效为一系列连续的静态磁场,基于静磁场空间分布理论,提出了地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法,以实现对电性异常体的直接快速空间定位,主要研究内容如下:(1)依据自由空间中矩形回线源阶跃电流电磁场三分量表达式,计算矩形发射源激发磁场的时空分布特征。结果显示:在各个平面观测到的磁场合成矢量均指向发射回线中心,不同分量的形态各具特性,为矢量交汇技术的实现提供了理论基础。(2)基于“等效涡流环”理论,阐述了矢量交汇技术理论与方法,形成地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法。(3)建立了多组地面—巷道瞬变电磁探测地球物理模型,采用数值计算获得了不同地电模型的瞬变磁场信号响应特征,通过对磁场三分量进行矢量交汇处理,研究了矢量交汇技术在不同条件下(异常体与围岩不同电性差异、异常体不同空间位置、不同采样延时、低阻覆盖层影响、煤层影响、层状地层)对异常体中心的定位效果,探讨了该方法的适用性。结果表明:尽管不同条件下定位效果有所差异且在z方向上定位有一定误差,但整体而言矢量交汇技术实现不同异常体空间定位是可行的。(4)进一步分析了地面-巷道瞬变电磁法矢量交汇技术在z方向上存在定位误差的原因,提出了针对不同观测位置的矫正因子非线性拟合校正方法,提高了z方向定位精度。该论文有图60幅,表5个,参考文献100篇。
赵涵[5](2019)在《任意发射波形的TEM视电阻率定义方法》文中认为瞬变电磁法(Transient Electromagnetic)近年来发展迅速,能够解决的地质问题越来越多,范围越来越广,在水资源勘查,工程地质勘查等多个方面都有重要应用。瞬变电磁法具有勘查效率高,覆盖面积广,探测成本低等优势,这使得瞬变电磁法成为重要的地球物理勘探方法。在实际工作中,中心回线装置应用非常广泛,一般情况下用仪器测得的数据是磁感应强度的时间导数,而磁感应强度的时间导数对于地下电性界面信息的反应不明显,而视电阻率的定义能够接近地下电性差异的分布情况。在前人的研究中,一般都会用阶跃波代替真实的发射波形去求解均匀半空间或层状介质的响应,这样存在解释误差,因而进行视电阻率定义时对地下介质反映不准确。本文以中心回线装置下的瞬变电磁法为主要研究对象,讨论不同发射波形激发下的瞬变电磁响应以及视电阻率定义结果。对于正演响应计算来说,本文求解带波形的响应则利用卷积定理以及阶跃响应和脉冲响应之间的关系,得到任意发射电流在时间域内的电磁响应的褶积公式,从而得到任意发射波形的正演响应。为了使发射波形更加接近真实波形,对于基本发射波形进行了分类研究,对于地面系统来说,发射机的发送波形,大多为双极性方波,电流切断时间0.1ms左右,也存在双极性梯形波,或者斜阶跃波等,对于航空系统来说,发射机的波形有三角波,半正弦波,方波,梯形波等多种波形,本文主要研究梯形波,半正弦波,三角波以及伪随机波作为发射波形时的瞬变电磁响应,并分别和矩形波的正演响应进行对比,对比矩形波代替不同发射波形时正演响应的差异,并讨论影响不同发射波形激发时的瞬变电磁响应因素。对于场值和磁感应强度的时间导数来说,典型波形与矩形波在早期差异明显,且对于飞行高度和视电阻率发生变化时,响应曲线呈规律变化。本文应用的视电阻率计算方法是基于反函数的视电阻率计算方法,该方法具有计算快的特点,且能够真实,渐变的反映模型的电性信息变化。在视电阻率计算过程中,首先讨论梯形波关断时间不同时用矩形波视电阻定义方法时的视电阻率曲线,对于用阶跃波代替真实发射波形进行视电阻率定义的结果的准确性进行数值模拟。其次对不同发射波形激发下的瞬变电磁响应进行视电阻率定义,并讨论了影响视电阻率定义的因素。视电阻率曲线在早期和晚期都能趋于模型的真实电阻率,且曲线光滑,视电阻率曲线随影响因素变化呈规律变化,对于不同的模型曲线情况不同。本文对于正演响应进行了对比研究,讨论了不同发射波形激发下的视电阻率定义方法并进行验证,得到了不同发射波形激发下中心回线装置的瞬变电磁视电阻率定义结果,这对于以后在实际工作中应用视电阻率定义方法提供了理论依据,同时更加丰富了视电阻率定义方法。
陈晓亮[6](2019)在《各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟》文中研究说明井地电磁法是指井中供电,在地面接收电磁场的一种探测方法。在油气勘探开发过程中,井地电磁测井可用于圈定油藏边界和勘探剩余油气等工作。随着近年来非常规油气勘探开发工作的深入,如何在复杂的各向异性地层中开展井地电磁测井工作是一项新的挑战,而针对各向异性地层中的井地电磁正演问题开展研究工作可为这一应用提供重要的理论依据。本文首先采用解析方法对垂直电偶源在各向异性地层的井地测井正演响应进行理论推导,得到频率域的电磁响应并对比验证公式的正确性,考虑到瞬变电磁法具有对低阻体敏感、分辨能力强等优点,利用余弦变换法对频率域电磁响应进行频-时转换,得到时间域电场和磁场的离散表达式,采用数值模拟方法在时间域内对垂直电偶极子源井地测井正演响应进行计算,并针对薄互储层、覆盖层和基底层等不同模型参数对正演响应的影响进行分析;为了对深部各向异性油气探测,研究计算了长导线源在各向异性地层模型中的正演响应解析解,同时采用数值仿真软件进行对比验证解析解的正确性;最后使用有限元仿真软件对含套管的长导线源进行了正演模型分析及总结。本文通过理论分析及数值模拟表明:垂直电偶源和有限长导线源作为激励源在地表的电场响应中,地层纵向电阻率都起主导作用,横向电阻率影响较小;垂直电偶源瞬变电场响应受各向异性覆盖层的影响比各向异性基底层的影响明显;采用长导线源相比采用垂直电偶源,对油气层识别能力更强,敏感度更高;对于含有套管的有限长导线源测井模型,在套管的厚度以及套管电导率一定的条件下,随着地层电阻率的增加,套管对电磁响应的影响逐渐减少,频率越低电场受套管的影响越小,对异常体的敏感度也会降低。这些正演模型分析结果可为各向异性地层中开展的井地电磁测井工作提供理论基础和参考依据,具有重要的研究意义和价值。
张迎利[7](2019)在《二维各向异性介质海洋主动源电磁反演研究》文中进行了进一步梳理海洋可控源电磁(marine controlled source electromagnetic method,MCSEM)通常利用一个可移动的电偶源向海底的接收阵列发射低频(0.1Hz-10Hz)电磁波信号,海底采集站测量并记录相应电磁场分量的值,通过分析信号的振幅、相位随场源距离的变化即可确定海底几十米到几公里范围内的电性结构。海洋可控源电磁方法对储层的电阻率很敏感,当地下含有油气时,该区域相对于围岩呈现高电阻率值异常。由于电阻率这一特性的存在,使得电阻率值的测量备受关注。然而,自然界中地下介质的电导率特性常表现为各向异性,因此,开展各向异性的研究对认知地下介质电性结构具有重要意义。本文在前人研究成果的基础之上,深入研究海洋可控源电磁二维各向异性正、反演相关技术,其主要的研究内容为:(1)在二维海洋可控源电磁自适应有限元算法中,为了消除场源奇异性问题,运用叠加原理将电磁场分解为一次场和二次场进行求解。一次场即是一维均匀半空间或层状介质下产生的背景场可由解析方法直接求解,二次场偏微分方程的求解采用有限元方法进行离散。有限元的求解过程中采用非结构化三角单元网格以模拟复杂的电性边界结构,利用后验误差估计方法对有限元的精度进行判断评判,对其中误差较大的网格单元进行逐步地细化以保证全局网格细化的合理性,从而在节约计算资源的情况下,获得较高精度的数值解。(2)二维海洋可控源电磁在进行反演时,为了提高计算效率、降低内存需求,采用分区并行方式对反演域上的灵敏度矩阵进行求解。求解策略是先基于“敏感区域”大小对测区进行单元划分,以减小反演域灵敏度矩阵的计算规模,在完成各个测区单元电磁数据的反演后,组合可得到反演区域内总的电性分布,从而提高反演计算效率、降低反演所需要的时间。(3)海洋可控源电磁反演研究过程中,如果知道某区域物理场的背景信息,那么可以将其作为约束增加到反演中,但是背景信息往往不易直接获得。为了在反演时设置更为合理的初始模型,根据地震解释剖面将反演区域划分为多个层位,每个层位电阻率值作为一个单独参数进行反演,然后将反演结果作为初始模型进行模型空间的OCCAM约束反演直到收敛。上述研究结果表明,自适应有限元方法可以模拟复杂的地质体,提高数值解的模拟精度。分区并行方式的引入可以提高计算效率,降低反演所需要的时间。由于MCSEM实测资料处理过程中,反演计算量大、内存需求量高,因此需要将分区并行方式应用到实测资料的处理中。但是通过对工区的电性结构进行分析,发现工区内电阻层紧密接近,电阻率变化范围小,如果不增加任何额外结构信息难以取得较好效果。为了使反演能够得出好的结果,本文运用基于背景模型约束的OCCAM反演方法对实测数据进行处理,结果表明方法的有效性。
岳明鑫[8](2019)在《复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究》文中进行了进一步梳理可控源电磁法凭借其成本低,勘探深度大,野外抗干扰能力强等特点,已广泛应用于油气和矿产资源勘探、环境工程等领域。近年来,为适应实际勘探中电磁精细结构探测的需求,可控源电磁仪器研发及数据采集技术不断提高,工业界和学术界都积累了大量的电磁观测数据。然而,与丰富的数据资源相比,复杂介质条件下的可控源电磁数据处理和解释能力依然不足。目前的可控源电磁三维正演大多基于介质各向同性电导率单一电磁特性,通常忽视地下介质客观存在的电导率各向异性、频散以及磁导率异常;而且可控源电磁方法众多,有频率域电磁法和时间域电磁法,发射源的形式又包括电性源和磁性源,因此目前的可控源电磁三维正演一般只适用于特定的电磁系统,存在兼容性差,无法处理复杂介质模型等诸多问题。同时,国内外的三维反演技术尚未成熟,计算效率和稳定性均有待提高,而且忽视电导率各向异性、频散以及磁导率异常带来的影响,会导致难于预料的解释偏差。针对以上问题,本文实现了电导率各向异性、频散及磁导率异常等复杂介质情况下的可控源电磁三维数值模拟,并研究复杂介质因素对频域和时域可控源电磁响应的影响;同时,实现了频率域可控源电磁数据的2.5维和三维反演,并讨论电导率各向异性、起伏地形等条件下的反演结果。正演部分基于电磁场的二次场控制方程,利用棱边单元离散二次电磁场,实现了电导率各向异性、频散以及同时存在磁导率异常等复杂介质情况下的可控源电磁三维矢量有限元数值模拟,以及有限元最后集成的大型线性方程组直接求解算法的并行化。在求得频率域电磁场后,使用快速余弦变换计算给出时域电磁场值。理论模型的数值模拟结果验证了三维正演计算的精度,并行计算则极大地提高了算法的效率。在研究各种复杂介质因素对可控源电磁响应的影响中,特别地利用基于Cole-Cole电导率频散模型的电磁三维矢量有限元,本文研究了频率域三维可控源电磁响应中的激发极化效应,提出了电磁频率测深中极化效应识别因子。该算法适用于可控源音频大地电磁、航空电磁、海洋电磁、瞬变电磁等频率域和时间域可控源电磁系统在复杂介质中三维正演计算,在此基础上建立起来的可控源电磁三维正演计算平台具有很好的通用性。反演研究中,考虑到可控源电磁实际应用中大多还是剖面测量,本文首先实现了频率域电阻率主轴各向异性条件下的2.5维反演算法并成功将其应用于海洋可控源电磁实测数据的反演解释,理论模型合成数据以及实际数据的反演结果均验证了本文算法的稳定性与可靠性。由于正演模拟中采用了非结构化网格的有限元算法,因此可以模拟任意的起伏地形和复杂的不规则异常体,实现2.5维带地形反演;同时,在正则化反演迭代中,针对不同接收频点、发射源点进行并行计算,大大提高反演的计算效率。最后,利用数据空间的共轭梯度算法实现了频率域可控源电磁三维反演。频率域电磁三维反演问题中,数据个数通常远远小于网格剖分后的模型个数,本文在数据空间进行三维反演计算,大大降低了每次迭代所需求解的方程组维数;同时,共轭梯度算法避免了显式求取和存储灵敏度矩阵所带来的巨大计算量和内存消耗,通过一次正演计算即可实现雅克比矩阵与向量乘积的求取,显着提高了计算效率。海洋可控源电磁合成数据和磁性源频率测深实测数据的三维反演结果表明,本文的频率域可控源电磁三维数据空间反演算法是可靠的,能够比较准确、快速地获得地下三维电性结构。进一步研究了地形、电导率各向异性对可控源电磁三维反演结果的影响,获得一些新的认识。
甘露[9](2018)在《电性源瞬变电磁一维正反演研究》文中进行了进一步梳理瞬变电磁法在浅部资源探测和工程物探领域得到广泛应用。与频率域电磁法不同,瞬变电磁法通过采集时间域的二次场响应来探测地下目标体。时间域电磁场响应计算比频率域更加复杂,且计算量巨大,二、三维瞬变电磁正反演仍处于理论研究阶段,现今的瞬变电磁法在实际生产中仍然以一维正反演为主。一方面,时间域的二次场异常响应相对频率域更加微弱,这为瞬变电磁的一维正反演计算精度和计算速度提出更高的要求。另一方面,时间域发射波形复杂,对仪器的性能要求高,理论也相对复杂,对野外工作人员理论要求较高等因素,也制约了瞬变电磁的推广应用。因此,进一步研究瞬变电磁的一维正反演方法,提高其计算精度和速度,同时弄清时间域电磁场的传播特征具有重要意义。本文从介绍麦克斯韦电磁场方程组出发,首先在第二章推导均匀半空间和层状情况下电偶极子的瞬变电磁的正演响应解析式,同时探讨了汉克尔变换求解频率域解析式的实现方法,以及频率域到时间域的转换算法。本文提出了一种结合Guptarsma和折线逼近算法的混合优化算法,两者相互取长补短,提高了计算效率和正演精度,并进行了对比。第三章中,本文基于电偶极子的正演算法,研究了导线电性源的实现方法,并进行了对比。在电性源的正演基础上,分别探讨了地下和地表电磁场的传播规律,为瞬变电磁的如何采集电磁场分量信号来提高信噪比提供了可靠的参考依据。然后探讨了不同参数下的正演响应的规律,以及计算了不同地电断面的瞬变电磁响应特征。最后研究了瞬变电磁早、晚期视电阻率的求取,并进一步实现了平移算法、二分法求取全区视电阻率,并与早晚期视电阻率作了对比。第四章中,主要讨论瞬变电磁一维反演算法,本文主要实现了瞬变电磁阻尼最小二乘约束反演,探讨了各种因素如收发距、初始模型对反演结果的影响,并进行了加权约束方法的介绍,并做了多个理论模型的一维反演,验证了反演方法的正确性。
吴玉玲[10](2018)在《海洋可控源电磁场积分方程法正演》文中研究说明我国对海洋可控源电磁法的研究始于二十世纪七十年代,但是海洋可控源电磁法真正得到广泛的关注是从上世纪九十年代开始的,随着海洋可控源电磁法迅速发展,其逐渐成为了海上地球物理勘探的主要方法。目前,海洋可控源电磁法被广泛的应用于海洋油气勘探以及天然气水合物资源钻探前的辅助评估。本文研究了海洋可控源电磁场的边界积分法正演。从麦克斯韦方程和边界单元法的基本原理出发,结合电磁法的边界条件,根据场的叠加原理,推导了一次场和二次场满足的积分方程组。首先,推导了水平电偶源分别在均匀全空间和层状介质中的电场和磁场表达式,然后编程实现正演模拟。然后,基于Anderson提出的汉克尔滤波系数,将自适应的线性滤波算法应用于正演中;通过多个模型算例,得到归一化的电场与磁场的振幅变化曲线和相位变化曲线,并以北部湾海洋地电模型为例,分析了不同海水深度、不同油层厚度以及不同的收发距对探测效果的影响规律。最后,由于一维正演仅能模拟层状的地电模型,为了进一步实现三维的复杂模型正演,利用Stratton-Chu积分公式,将体积分转化为面积分,然后在异常体的表面进行网格剖分。实现了三维复杂模型的积分方程法正演。首先,设计两个含异常体的三维海洋地电模型,分别采用滤波算法与边界单元法计算结果,验证边界单元法的可靠性。然后,对海底起伏地形下是否含异常体采用边界单元法进行计算,分析海底起伏地形对异常体探测效果的影响。算例结果显示,在进行海洋层状介质电性源探测时,在一定范围内,海水越深,电场和磁场振幅以及相位变化越小,探测效果相对较好;油层的厚度则对探测的效果并无太明显影响;在浅海区域,选取合适的频率,收发距越小,振幅变化越小,探测效果相对更好。在进行三维的复杂模型正演模拟时,对比分析结果可知,边界单元法的计算结果与滤波算法的计算结果一致;另外,在对异常体进行探测时,不可忽略海底起伏地形对异常体的影响。
二、电偶源激发下水平层状介质电场的分布特征与反演研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电偶源激发下水平层状介质电场的分布特征与反演研究(论文提纲范文)
(1)各向异性激发极化层状介质可控源音频大地电磁响应模拟研究(论文提纲范文)
0 引 言 |
1 正演模拟 |
1.1 各向异性激发极化介质模型 |
1.2 地面电磁场响应计算及精度验证 |
2 模型分析 |
2.1 模型参数对电磁场各分量的影响 |
2.2 模型参数对全区视电阻率的影响 |
3 反演算法 |
4 算例分析 |
5 结 论 |
(2)可控源电磁法三维反演在漫江镇地热勘查中的应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 漫江地区地热资源研究现状及问题 |
1.3 可控源三维反演方法研究现状 |
1.4 主要研究内容与思路 |
1.5 取得的成果和认识 |
第2章 工区地质概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.2 区域地质概况 |
2.2.1 区域构造特征 |
2.2.2 工区内主要断裂特征 |
2.3 地球物理概况 |
2.3.1 重力异常区以及地质特征 |
2.3.2 局部重力异常 |
2.3.3 工区岩石电性特征 |
第3章 可控源理论和方法技术 |
3.1 可控源工作技术 |
3.2 可控源基本理论 |
3.2.1 均匀地表电偶极子源电磁场 |
3.2.2 水平层状大地电磁场 |
3.2.3 趋肤深度 |
3.3 正演理论 |
3.3.1 微分形式的麦克斯韦方程离散化 |
3.3.2 全空间层状介质数值模拟 |
3.3.3 交错网格有限差分法 |
3.3.4 离散方程组的求解方法 |
3.4 三维反演理论 |
3.5 理论模型反演效果测试 |
第4章 数据采集及数据处理 |
4.1 数据采集情况 |
4.2 数据质量评述 |
4.3 数据处理 |
4.3.1 数据处理原理 |
4.3.2 数据处理软件 |
第5章 数据反演结果和讨论 |
5.1 三维反演 |
5.1.1 反演模型 |
5.1.2 数据类型 |
5.1.3 不同频率反演结果 |
5.2 反演结果解释 |
5.2.1 地层结构与富水条件 |
5.2.2 断裂构造与含水性 |
5.3 地热构造划分及异常圈定 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(3)电导率各向异性的海洋可控源电磁三维正反演研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景和意义 |
1.1.1 选题的背景 |
1.2 研究的目的与意义 |
1.3 可控源电磁法正反演研究国内外发展现状 |
1.3.1 可控源电磁三维正演的研究现状 |
1.3.2 可控源电磁三维反演的研究现状 |
1.4 论文主要研究内容和结构安排 |
1.5 主要创新点 |
第2章 基于总场/二次场的海洋可控源电磁三维矢量有限元正演 |
2.1 总场电磁场控制方程 |
2.2 二次场电磁控制方程 |
2.3 基于非结构化网格的矢量有限单元法分析 |
2.3.1 矢量有限元分析 |
2.3.2 单元矩阵积分 |
2.3.3 边界条件 |
2.3.4 大型线性方程组的求解 |
2.4 Incremental模型的引入 |
2.4.1 Asami方程 |
2.4.2 多相Incremental模型 |
2.5 正演算例 |
2.5.1 算法验证 |
2.5.2 各向同性介质的海洋可控源电磁响应计算 |
2.5.3 不同岩石结构参数对海洋可控源电磁场影响 |
2.5.4 VTI介质的海洋可控源电磁三维响应计算 |
第3章 基于库伦规范势的海洋可控源电磁三维节点有限元正演 |
3.1 基于库伦规范势的矢量位-标量位控制方程 |
3.2 节点有限元分析 |
3.2.1 网格剖分 |
3.3 边界条件 |
3.4 大型线性方程组的求解 |
3.5 加权移动最小二乘法求导计算电磁场各分量 |
3.6 正演算例 |
3.6.1 算法验证 |
3.6.2 电导率任意各向异性的电磁响应计算 |
第4章 电导率各向异性的频率域海洋可控源电磁三维反演计算及并行化 |
4.1 反演目标函数的构建 |
4.2 网格剖分 |
4.3 全局最优化方法 |
4.3.1 高斯牛顿法 |
4.3.2 拟牛顿法 |
4.4 灵敏矩阵的计算及法方程的求解 |
4.4.1 灵敏矩阵的计算 |
4.4.2 灵敏度矩阵与任意向量的乘积 |
4.4.3 灵敏度矩阵的转置与任意向量的乘积 |
4.4.4 法方程的求解 |
4.5 模型更新策略 |
4.6 正则化参数的选择 |
4.7 反演算法的并行化设计 |
4.8 频率域海洋可控源电磁三维反演数值实验 |
4.8.1 各向同性介质反演 |
4.8.2 水平地形条件下的VTI各向异性介质反演 |
4.8.3 起伏海底地形VTI各向异性介质反演 |
第5章 结论与下一步工作 |
5.1 主要研究成果 |
5.2 下一步研究工作 |
参考文献 |
作者简介在学期间所取得的科研成果 |
致谢 |
(4)地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
2 地面-巷道瞬变电磁法探测技术理论 |
2.1 地面-巷道瞬变电磁法正演理论 |
2.2 地面-巷道瞬变电磁法探测技术工作方式 |
2.3 本章小结 |
3 地面-巷道瞬变电磁法矢量交汇技术理论基础 |
3.1 矩形发射回线激发场 |
3.2 “等效涡流场”理论 |
3.3 地面-巷道TEM矢量交汇技术的实现 |
3.4 本章小结 |
4 地面-巷道瞬变电磁法简单地电模型响应及定位效果分析 |
4.1 矩形发射线框尺寸选择 |
4.2 一次激发磁场与异常体耦合关系 |
4.3 正演算法理论 |
4.4 简单地面-巷道模型的磁场分量响应及矢量交汇的定位效果分析 |
4.5 煤矿含水区域定位正演模拟 |
4.6 本章小结 |
5 矫正因子k的确定 |
5.1 矢量交汇z方向定位不准确原因 |
5.2 k的确定方法 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)任意发射波形的TEM视电阻率定义方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究目的及意义 |
1.2 视电阻率法国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 主要研究内容与结构 |
第二章 复杂发射波形瞬变电磁视电阻率计算方法 |
2.1 视电阻率计算方法 |
2.2 均匀大地表面圆回线的频率域电磁场表达式 |
2.3 频率域与时间域的转换关系 |
2.4 任意波形瞬变电磁响应计算方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 不同波形瞬变电磁正演响应对比 |
3.1 梯形波与矩形波均匀半空间模型响应对比 |
3.2 三角波与矩形波均匀半空间模型响应对比 |
3.3 半正弦波与矩形波均匀半空间模型响应对比 |
3.4 伪随机波形与矩形波均匀半空间模型响应对比 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同波形瞬变电磁视电阻率数值模拟 |
4.1 矩形波代替梯形波视电阻率定义对比 |
4.2 梯形波层状模型视电阻率定义 |
4.2.1 梯形波的两层模型的视电阻率数值模拟 |
4.2.2 梯形波三层模型的视电阻率数值模拟 |
4.3 三角波层状模型视电阻率定义 |
4.3.1 三角波的两层模型的视电阻率数值模拟 |
4.3.2 三角波的三层模型的视电阻率数值模拟 |
4.4 半正弦波层状模型视电阻率定义 |
4.4.1 半正弦波的两层模型的视电阻率数值模拟 |
4.4.2 半正弦波的三层模型的视电阻率数值模拟 |
4.5 伪随机波层状模型视电阻率定义 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
(6)各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的主要工作及创新点 |
第二章 垂直电偶源井地测井方法正演理论 |
2.1 垂直电偶源各向同性地层井地电磁响应 |
2.2 频率域电磁响应数值求解方法 |
2.3 电磁响应的频-时域转换方法 |
2.3.1 余弦滤波变换法 |
2.3.2 折线逼近变换法 |
2.4 瞬变电磁基本反演方法介绍 |
2.5 本章小结 |
第三章 垂直电偶源各向异性地层井地模型正演及响应分析 |
3.1 垂直电偶源各向异性地层正演公式推导 |
3.2 各向异性地层井地电场响应计算和模型分析 |
3.2.1 均匀半空间地层模型的电场响应计算 |
3.2.2 频率域电场数值对比验证 |
3.2.3 地层各向异性对电场响应的影响 |
3.3 瞬变电磁算法验证和模型分析 |
3.3.1 时间域数据对比验证 |
3.3.2 储层各向异性系数对电场响应的影响 |
3.3.3 径向距离和覆盖层对电场响应的影响 |
3.3.4 储油层采空区对电场响应的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 有限长导线源各向异性地层井地模型正演及响应分析 |
4.1 长导线源各向异性地层电磁正演公式推导 |
4.2 有限元方法对长导线源井地响应的仿真 |
4.2.1 电磁有限元方法控制理论 |
4.2.2 有限元方法网格剖分和矩阵求解 |
4.2.3 仿真流程设置 |
4.3 数值方法解与解析解对比验证 |
4.4 时效性分析 |
4.5 模型分析 |
4.5.1 线源各向异性高阻油气薄层敏感度分析 |
4.5.2 发射频率对各向异性地层电场响应的影响 |
4.5.3 各向异性覆盖层和基底层对电场响应的影响 |
4.6 本章小结 |
第五章 套管对井地电磁响应测井的影响 |
5.1 套管电磁理论方法介绍 |
5.2 解析解与仿真解对比验证 |
5.3 套管条件下背景层和频率对电场响应的影响 |
5.4 两种典型油气藏地电模型仿真模拟 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间取得的研究成果 |
致谢 |
(7)二维各向异性介质海洋主动源电磁反演研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 一维正反演国内外研究现状 |
1.2.2 二维正反演国内外研究现状 |
1.3 研究内容以及创新之处 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 创新之处 |
1.4 论文章节安排 |
2 海洋可控源电磁正演模拟 |
2.1 海洋可控源电磁工作原理 |
2.2 正演理论 |
2.2.1 控制方程 |
2.2.2 有限元方程 |
2.2.3 自适应有限元 |
2.3 数值算例 |
2.3.1 正确性验证 |
2.3.2 实验参数的选取 |
2.3.3 各向异性影响 |
2.3.4 等效视电阻率 |
2.4 本章小结 |
3 海洋可控源电磁反演 |
3.1 反演理论 |
3.1.1 OCCAM反演方法 |
3.1.2 MGS反演方法 |
3.1.3 基于背景模型约束的OCCAM反演方法 |
3.2 分区并行方式 |
3.3 反演算例 |
3.3.1 分区并行算例 |
3.3.2 MGS算例 |
3.3.3 基于背景模型约束的OCCAM反演算例 |
3.4 本章小结 |
4 实测数据处理 |
4.1 工区介绍 |
4.2 数据质量分析 |
4.3 实测数据反演结果 |
4.4 本章小结 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(8)复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 可控源电磁法 |
1.1.1 航空电磁法 |
1.1.2 可控源音频大地电磁法 |
1.1.3 瞬变电磁法 |
1.1.4 海洋可控源电磁法 |
1.2 可控源电磁法的机遇与挑战 |
1.2.1 正演模拟问题 |
1.2.2 反演成像问题 |
1.2.3 可控源电磁法在复杂介质中应用的挑战 |
1.3 论文主要内容和创新点 |
第二章 可控源电磁法基本理论 |
2.1 地球介质电磁学特性 |
2.1.1 电导率 |
2.1.2 磁导率 |
2.1.3 介电常数 |
2.2 地球电磁场的基本方程 |
2.2.1 麦克斯韦方程组 |
2.2.2 矢量霍姆赫兹方程 |
2.2.3 趋肤深度 |
2.3 频散电导率 |
2.3.1 激发极化效应 |
2.3.2 Cole-Cole电阻率模型 |
第三章 三维CSEM矢量有限元正演理论 |
3.1 二次场控制方程 |
3.2 一次场的求解 |
3.2.1 层状介质中的偶极子源的电磁场特性 |
3.2.2 层状模型算例 |
3.3 矢量有限元分析 |
3.3.1 伽辽金加权余量法 |
3.3.2 单元分析 |
3.3.3 整体刚度矩阵集成 |
3.3.4 边界条件 |
3.4 大型稀疏线性方程组的求解 |
3.4.1 迭代求解器 |
3.4.2 直接求解器 |
3.5 时-频域转换 |
3.6 正演并行化方案设计 |
3.7 算法验证 |
3.7.1 频率域可控源电磁算法验证 |
3.7.2 时间域可控源电磁算法验证 |
3.8 本章小结 |
第四章 介质磁化效应对CSEM响应的影响 |
4.1 磁化效应 |
4.2 磁化效应对时间域电磁数据影响研究 |
4.3 磁化效应对频率域电磁数据影响研究 |
4.4 本章小结 |
第五章 CSEM响应中的激发极化效应 |
5.1 电偶源频率测深中的IP效应 |
5.2 磁偶源频率测深中的IP效应 |
5.3 CSEM数据对IP信息识别 |
5.4 本章小结 |
第六章 电导率各向异性2.5维CSEM反演 |
6.1 电导率主轴各向异性2.5维正演理论 |
6.1.1 控制方程 |
6.1.2 波数域耦合偏微分方程 |
6.1.3 非结构化有限元分析 |
6.1.4 正演算法验证 |
6.2 反演理论 |
6.2.1 正则化反演算法 |
6.2.2 反演算法验证 |
6.3 合成数据反演 |
6.3.1 围岩为VTI介质模型 |
6.3.2 储层为VTI介质模型 |
6.3.3 围岩为HTI介质模型 |
6.3.4 储层为HTI介质模型 |
6.4 实测数据反演 |
6.5 本章小结 |
第七章 基于数据空间的CSEM三维反演 |
7.1 反演理论 |
7.1.1 反演基本原理 |
7.1.2 共轭梯度算法 |
7.2 合成数据三维反演 |
7.2.1 海底纯异常模型 |
7.2.2 含盐丘模型 |
7.2.3 带地形模型 |
7.2.4 电阻率各向异性对海洋CSEM数据反演的影响 |
7.3 实测数据三维反演 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 下一步的工作计划 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
(9)电性源瞬变电磁一维正反演研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
1.2.1 国内外研究现状 |
1.2.2 发展趋势 |
1.3 论文总体思路 |
第2章 瞬变电磁响应一维正演理论 |
2.1 均匀半空间表面上电偶源形成的瞬变电磁场 |
2.2 水平层状介质表面上电偶源形成的瞬变电磁场 |
2.3 汉克尔变换的数值计算 |
2.4 电磁场频率域到时间域的转换关系 |
2.4.1 Guptasarma数值滤波方法 |
2.4.2 余弦变换折线逼近算法 |
2.4.3 改进的优化算法 |
2.5 小结 |
第3章 一维瞬变电磁响应的模型试验 |
3.1 电偶源与导线源的转换关系 |
3.2 均匀半空间瞬变电磁场的扩散过程 |
3.2.1 不同电磁场分量地下传播过程特征比较 |
3.2.2 不同电磁场分量地表扩散过程特征比较 |
3.3 不同观测参数下瞬变电磁响应特征 |
3.3.1 不同收发距下瞬变电磁特征比较 |
3.3.2 不同发射电流、线源长度的瞬变电磁特征比较 |
3.4 不同地电参数下瞬变电磁响应特征 |
3.4.1 D型和G型地电模型的瞬变响应特征 |
3.4.2 A型和Q型地电模型的瞬变响应特征 |
3.4.3 K型和H型地电模型的瞬变响应特征 |
3.5 视电阻率的求取 |
3.5.1 早、晚期视电阻率的求取 |
3.5.2 二分法求取全区视电阻率 |
3.5.3 平移算法求取全区视电阻率 |
3.6 小结 |
第4章 一维瞬变电磁反演成像 |
4.1 阻尼最小二乘反演 |
4.1.1 阻尼最小二乘反演基本原理 |
4.1.2 瞬变电磁最小二乘法反演 |
4.1.3 理论模型试验 |
4.2 瞬变电磁阻尼最小二乘反演的加权约束 |
4.2.1 约束方法 |
4.2.2 约束结果对比 |
4.3 参数对反演效果的影响 |
4.3.1 初始模型的影响 |
4.3.2 收发距的影响 |
4.3.3 发射电流和线源长度的影响 |
4.4 小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间取得学术成果 |
(10)海洋可控源电磁场积分方程法正演(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.4 研究内容 |
第2章 海洋可控源电磁场边界积分法模拟 |
2.1 海洋可控源电磁法基本原理 |
2.1.1 海洋可控源电磁法的勘探原理 |
2.1.2 海洋可控源电磁法的物理方程 |
2.2 边界积分法的基本原理 |
2.2.1 边界积分法的边值问题 |
2.2.2 边界积分方程 |
2.3 海洋可控源电磁场的边界元模拟 |
2.3.1 Stratton-Chu积分 |
2.3.2 海洋可控源边界元模拟 |
第3章 海洋可控源电磁场的一维正演模拟 |
3.1 水平电偶源全空间数值模拟 |
3.1.1 水平电偶源全空间的亥姆霍兹方程 |
3.1.2 水平电偶源均匀空间电场表达式 |
3.1.3 水平电偶源均匀空间磁场表达式 |
3.2 水平电偶源均匀层状介质数值模拟 |
3.2.1 水平电偶源在层状大地表面上的亥姆霍兹方程 |
3.2.2 水平电偶源在层状大地表面上的电磁场表达式 |
3.3 海洋可控源电磁场一维正演模拟 |
3.3.1 水平电偶源二层模型与四层模型对比 |
3.3.2 水平电偶源层状介质模型 |
第4章 复杂海洋模型可控源电磁场正演模拟 |
4.1 含正方体异常的海洋层状地电模型 |
4.1.1 海底平坦地形 |
4.1.2 海底起伏地形 |
4.2 含椭球体的海洋层状地电模型 |
4.2.1 海底平坦地形 |
4.2.2 海底地形起伏 |
4.3 海底起伏地形对异常体探测的影响 |
第5章 结论与建议 |
5.1 主要研究成果 |
5.2 进一步研究方向和建议 |
参考文献 |
致谢 |
四、电偶源激发下水平层状介质电场的分布特征与反演研究(论文参考文献)
- [1]各向异性激发极化层状介质可控源音频大地电磁响应模拟研究[J]. 刘卫强,林品荣,严加永,陈家坤,杨良勇. 地球物理学进展, 2021
- [2]可控源电磁法三维反演在漫江镇地热勘查中的应用[D]. 王森. 吉林大学, 2020(03)
- [3]电导率各向异性的海洋可控源电磁三维正反演研究[D]. 陈汉波. 吉林大学, 2020(08)
- [4]地面-巷道瞬变电磁矢量交汇解释方法研究[D]. 杨冶. 中国矿业大学, 2020(03)
- [5]任意发射波形的TEM视电阻率定义方法[D]. 赵涵. 长安大学, 2019(01)
- [6]各向异性地层中的垂直线源井地电磁测井正演模拟[D]. 陈晓亮. 长安大学, 2019(01)
- [7]二维各向异性介质海洋主动源电磁反演研究[D]. 张迎利. 河南理工大学, 2019(07)
- [8]复杂介质中可控源电磁法有限元正反演研究[D]. 岳明鑫. 中国科学技术大学, 2019(05)
- [9]电性源瞬变电磁一维正反演研究[D]. 甘露. 成都理工大学, 2018(01)
- [10]海洋可控源电磁场积分方程法正演[D]. 吴玉玲. 桂林理工大学, 2018(05)