大地电磁测深法与长偏移距瞬变电磁法联合反演方法研究

发布时间：2020-10-29 11:49

　　 单一的地球物理方法只能反应地质构造某一单方面信息。凭借这单一地球物理信息进行地球物理反演,反演结果所能刻画地质构造的细节是有限的。通过联合多种地球物理资料进行反演,能有效提高对地质构造的逼近程度,和降低反演非唯一性。大地电磁测深法(MT)以天然交变电磁场作为场源,其勘探深度由数十米直至上百公里。长偏移距瞬变电磁法(LOTEM)采用人工源,测量纯二次场,对高导体灵敏,拥有较高的分辨率。本文通过对大地电磁测深法与长偏移距瞬变电磁法联合反演方法研究,分析了目标函数权重的不同分配方式,得出此联合反演方法可以保证较大勘探深度的同时有效提高了浅部分辨率。本文以麦克斯韦方程组为基础,实现了MT和LOTEM正演模拟电磁场的响应特征。分析各方法对地电参数的灵敏特征,得出MT和LOTEM对高频低阻有更好灵敏度,随着勘探深度的增加,灵敏度衰减迅速。在浅部LOTEM对地层分辨能力强于MT,但LOTEM勘探深度是有限的,MT具有较大的勘探深度。因此,在做好参数选取与权重分配的基础上,联合MT和LOTEM反演解释既可以保证较高的分辨率,又能保证较大的勘探深度。本文基于OCCAM反演算法,完成了MT与LOTEM联合反演方法的算法设计和基于c++编程的算法实现。与此同时,推导并实现了对目标函数四种不同权重分配方式,即:按固定参数、按信噪比、按拟合差和按灵敏度特征分配目标函数权重。通过模型设计与试算,验证了算法的正确性和所提联合反演方法的有效性。即此联合反演方法结合了MT较大勘探深度的优势与LOTEM对浅部高分辨特征,实现对地质构造准确识别与精确探测。论文还对比分析了四种权系数分配方式的反演效果,分析了反演结果存在差异的相关原因。本论文通过以西南某石墨矿实际地质构造为背景的复杂模型验算,对比联合反演结果与单独反演结果,在刻画石墨矿形态、圈定其空间展布方面,联合反演结果更加符合所设计的模型,结果优于单一方法。实践表明本文所提的MT与LOTEM联合反演方法,能保持较大勘探深度的同时可有效提高浅部分辨率,并且适合于复杂地质环境。同时,在加快反演迭代速度、限定反演非唯一性、保证反演迭代稳定进行等方面,联合反演比单独反演具有明显的优越性。这为将来方法研究提供了指导意义,为实际勘探提供了方法选择。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：P631.325
【部分图文】：

图 2-1 电磁场边界条件（石应骏等 1985） 的法向连续代表两介质的界面，两介质的参数分别为 和 ， 和 分别为两界面的法线； 的切向连续性表示跨越两界面的积分， 和 为两介质的参数。介质（1）和介质（2）中的电和 。电磁法正演理论 大地电磁测深理论入笛卡尔坐标系，令 x-y 轴位于地表水平面上，z 轴垂直向下。在介质中，平面电磁波垂直入射后在 x-y 方向上没有变化率，因此低（2-15），（2-16）有： （

（ ， ， ， ） √ ， 为第 m 层地层的厚度。因此从最得到地面的波阻抗后，根据公式（2-31），即可求得相距瞬变电磁理论瞬变电磁法（LOTEM）是一种以地下岩矿石的电阻面接地长导线作为场源，通过分析瞬变电磁场的时变征的人工源电磁探测方法（如图 2-2 所示）。在 LO接地长导线作为场源向地下供以脉冲电流，并且以此使之产生二次感应涡旋电磁场。而后，在一次脉冲关电、磁传感器（电极或感应线圈）获取地下目标体的89），并以此作为研究地下介质电性分布特征、实现地

成都理工大学硕士学位论文二次涡流电磁场具有随时间延迟增大而衰减的频谱成分以高频信息为主，主要反映浅号的频谱成分则以低频信息为主，可以反映过研究所谓“瞬变电磁场”（二次感应涡旋场地下介质的电性结构特征进行探测，进而获年来，LOTEM 方法已经被广泛应用于油研究等多个地学分支领域的研究中（Kauf991；Müller 2002；Eadie T 1981）。源电磁场响应计算度远小于偏移距时，可以把源作为水平电 2-2 中长导线源看作为多个偶极的叠加。
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本文编号：2860857