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基于六面体-四面体混合有限元法的海洋可控源电磁三维正演模拟
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作者 刘强 殷长春 +3 位作者 王立宝 柯智渊 李俊 梁昊 《地球物理学报》 北大核心 2025年第8期2882-2893,共12页
正演模拟的计算效率和精度是制约电磁勘探数据反演的两个关键因素.为开发出高效、精确三维正演模拟算法,本文提出了一种基于六面体-四面体单元耦合的混合网格有限元算法,并将其应用于频率域海洋可控源电磁三维正演模拟中,旨在通过这种... 正演模拟的计算效率和精度是制约电磁勘探数据反演的两个关键因素.为开发出高效、精确三维正演模拟算法,本文提出了一种基于六面体-四面体单元耦合的混合网格有限元算法,并将其应用于频率域海洋可控源电磁三维正演模拟中,旨在通过这种混合网格策略,实现对目标区进行精细剖分,非目标区采用粗网格剖分,在保证精度的前提下快速地求解大规模海洋电磁三维数值模拟问题.该算法首先采用四面体单元将需要精细剖分的计算区域进行网格离散,然后在狄利克雷边界条件所要求的大面积扩边区域采用六面体单元离散,在两种单元的交界面上采用金字塔单元进行耦合.由于六面体单元受纵横比限制较小,且能够在任意方向进行拉伸同时具有较高的单元质量,因此能够避免海洋电磁浅水区或含有薄层模型时,由于大范围扩边而产生大量的冗余单元.本文首先通过海底均匀半空间模型对该算法的有效性进行验证,然后通过与传统四面体网格对经典高阻模型和带地形复杂异常体的正演计算结果进行对比,验证算法的高效与稳定性. 展开更多
关键词 海洋可电磁 混合网格 正演模拟 有限元
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融入非平稳随机场正则化的可控源音频大地电磁法约束反演方法
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作者 戴前伟 郭泸遥 +5 位作者 武赟 熊哲贤 段旦 包中林 吴鸿飞 郝风云 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第6期246-258,共13页
【目的】可控源音频大地电磁法反演的计算效率和分辨率问题始终是该领域的关键议题。为解决可控源音频大地电磁法反演中计算效率和分辨率不足的问题,特别是传统正则化方法对复杂地质结构估计的过度平滑现象,提出了一种改进的正则化反演... 【目的】可控源音频大地电磁法反演的计算效率和分辨率问题始终是该领域的关键议题。为解决可控源音频大地电磁法反演中计算效率和分辨率不足的问题,特别是传统正则化方法对复杂地质结构估计的过度平滑现象,提出了一种改进的正则化反演方法,旨在更真实地反映地下物性参数的空间分布特性。【方法】采用基于Matérn函数随机偏微分方程的构建法,通过引入矢量场及变程“椭圆”的形状参数,充分考虑地层的倾斜变化和物性分布的非平稳性,构建出满足非平稳假设的模型协方差矩阵,并以此作为正则化约束条件进行反演。通过从反演结果、残差值、视电阻率相对残差及不确定度这4个维度,对比分析了传统最平滑约束方法、基于平稳假设的协方差约束方法以及非平稳协方差约束方法的效果。此外,为验证方法的实际应用效果,将其应用于新疆哈巴河县也尔克曼−金坝金矿勘探的实测数据处理中。【结果】理论模型结果表明,非平稳假设约束下4组试验的残差值介于20.47%~21.29%,优于平稳假设约束(残差值分别为21.25%及22.83%),优于传统最平滑约束方法(残差值为32.46%),且能更真实地反映地质构造特征,以及更清晰地识别地质边界。实测数据结果表明,非平稳假设约束方法在成像效果方面明显优于传统Occam平滑约束方法,数据拟合残差提升达51.47%,显著增强对复杂地质结构的分辨能力,并在一定程度上降低深部区域反演的不确定性,从而有效提升了整体反演结果的可靠性。【结论】基于非平稳假设的Matérn函数正则化反演方法为解决可控源音频大地电磁法反演中的计算效率和分辨率问题提供了一种新的技术手段,对推动地球物理反演技术的发展具有重要意义。 展开更多
关键词 可控音频大地电磁 非平稳假设 Matérn协方差函数 随机偏微分方程 矢量场
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浅水区海洋可控源电磁场传播规律研究
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作者 李超帆 李刚 《地球物理学报》 北大核心 2025年第4期1567-1578,共12页
浅水区海洋可控源电磁场的传播较为复杂.本文基于可控源电磁理论和渐进空间域空气波表达式,利用矢量相减的方法分离电场并进一步开展可控源电场传播规律的探索研究.数值实验表明,可控源电场在传播过程中会发生全反射、半波损失及多路径... 浅水区海洋可控源电磁场的传播较为复杂.本文基于可控源电磁理论和渐进空间域空气波表达式,利用矢量相减的方法分离电场并进一步开展可控源电场传播规律的探索研究.数值实验表明,可控源电场在传播过程中会发生全反射、半波损失及多路径传播下波场干扰抵消现象,在浅水区尤其需要考虑界面多重反射的影响.此外,根据波场传播规律分析结果,进行海底电性结构探测时,需压制在海水及空气-海水界面传播为主的空气波这类强干扰波的影响.进行水下目标体定位时,由于目标体多出现在于海水中,因此近场情况下需压制海底界面导波,远场情况下需要尽可能地利用能量较强的空气波和界面多次反射信号. 展开更多
关键词 浅水区 海洋可电磁 波场分离
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基于改进高斯-牛顿优化算法的频率域海洋可控源电磁二维反演
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作者 李刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4806-4820,共15页
稳定、高效的反演算法是开展海洋可控源电磁(CSEM)数据解释的基础.本文实现了基于改进的高斯-牛顿优化算法的频率域海洋CSEM二维反演.基于交错网格有限差分法实现可控源电磁场2.5维正演模拟,使用直接矩阵分解算法求解差分离散方程组以... 稳定、高效的反演算法是开展海洋可控源电磁(CSEM)数据解释的基础.本文实现了基于改进的高斯-牛顿优化算法的频率域海洋CSEM二维反演.基于交错网格有限差分法实现可控源电磁场2.5维正演模拟,使用直接矩阵分解算法求解差分离散方程组以实现多场源电磁响应的快速计算,并采用改进的接收点插值算法实现海底任意接收点处电磁场快速高精度计算.使用伴随法隐式求取灵敏度矩阵并基于近似二次收敛的高斯-牛顿优化算法实现反演,同时提出了一种基于灵敏度矩阵特征的正则化参数自动优化选取方法以保证反演的稳定收敛.反演算例验证了本文提出的频率域海洋CSEM二维反演算法的有效性. 展开更多
关键词 海洋可电磁 二维反演 高斯-牛顿优化算 正则化参数
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2000A级海洋可控源电磁发射系统 被引量:1
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作者 王猛 伍忠良 +3 位作者 余平 邓明 任志滨 王宸韬 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期4482-4492,共11页
海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发... 海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发射天线和尾标等部件.本文从可控源电磁场中与发射系统相关的参数探讨出发,以大功率电能传输、大电流开关逆变、IGBT控制波形产生等核心要素为框架,深入分析了具有自主知识产权的2000A级海洋可控源电磁发射系统关键技术.实验室测试和海洋试验结果证明,发射机采用的新型干湿舱混合设计方法和GPS秒脉冲长距离传输技术,显著提高了发射电流和散热性能,可在千米水深的近海底实现稳定可靠的远程遥控通信和2000A级的开关逆变,建立DC-10 Hz的大电流人工电磁场源.本文介绍的内容为深海大功率地球物理仪器的设计提供了参考. 展开更多
关键词 海洋可电磁 发射系统 制干舱 发射湿舱 海洋试验
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南海神狐海域天然气水合物及气源条件海洋可控源电磁成像 被引量:1
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作者 景建恩 赵庆献 +5 位作者 罗贤虎 刘成功 陈凯 王猛 邓明 伍忠良 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2694-2708,共15页
地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物... 地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物及气源通道的分布。含水合物地层比围岩具有更高的电阻率,海洋可控源电磁(MCSEM)数据获得的电阻率能为水合物和气源通道检测提供重要依据。本文在神狐海域开展MCSEM探测研究,沿一条测线采集了15个站位的海洋可控源电磁场数据,通过数据处理与二维反演,实现了研究区海底二维电阻率成像。然后,通过灵敏度分析,检验了MCSEM反演结果的可靠性。结合SH-W07-2016随钻测井(LWD)和地震数据,对二维电阻率剖面进行解释,推断了剖面上水合物和游离气分布,划分了两种形式的水合物储层结构,分析了其构造成因。 展开更多
关键词 海洋可电磁 天然气水合物 神狐海域 二维反演 电阻率模型
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海洋电磁发射机可控源整流电路动态性能优化
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作者 陶海军 张晨杰 +2 位作者 宋佳瑶 赵蒙恩 张国澎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期168-177,共10页
海洋电磁发射机在非理想状况工作时母线会产生冲击电压,严重时损坏开关管和滤波电容,为此提出一种混合控制策略。首先,基于dq坐标系的前馈解耦控制策略分析海洋电磁发射机可控源整流电路的动态性能,其次,通过理论证明负载扰动和无功电... 海洋电磁发射机在非理想状况工作时母线会产生冲击电压,严重时损坏开关管和滤波电容,为此提出一种混合控制策略。首先,基于dq坐标系的前馈解耦控制策略分析海洋电磁发射机可控源整流电路的动态性能,其次,通过理论证明负载扰动和无功电流iq≠0影响控制系统的动态性能,然后提出在dq电流解耦控制中引入瞬态直接电流思想的改进q轴混合控制方法,在dq电流解耦控制中引入负载电流前馈和无功电流iq≠0环节,改善了d轴电流id的响应速度,提高了控制系统的动态性能。最后,实验结果对比表明,混合控制方法在负载突变、直流侧电压给定值突变和船上柴油发电机电压跌落3种情况下,直流侧电压超调差最小,与最长调整时间相比减少了65%左右。 展开更多
关键词 海洋电磁发射机 可控整流电路 动态性能 混合 改进q轴 瞬态直接电流
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基于位移逆有理Krylov子空间算法的频率域可控源电磁快速正演 被引量:1
8
作者 孙启凯 周峰 +3 位作者 张志勇 李建慧 汤文武 易柯 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期3915-3930,共16页
本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁... 本文开发了一种双重复极点位移逆(SAI)有理Krylov子空间算法,实现了频率域可控源电磁法(CSEM)多频电磁场值的快速计算.在有理Krylov子空间算法中,极点选择是保障CSEM正演精度的关键,单重复极点有理Krylov子空间算法在频率域可控源电磁法应用最为广泛,但其缺点在于正演计算频段范围有限,增加极点个数能够获取更宽频段响应.为此,立足于有理Krylov子空间基本理论,推导了多重复极点位移逆算法Rayleigh商一阶秩修改公式,并利用该模型降阶算法开展了可控源电磁法正演模拟.另外,本文利用粒子群算法求解多极点收敛率函数,可以快速获取最优多极点,从而确保正演模拟精度.相比于单重复极点,多重复极点位移逆算法会增加极点计算时间,但能在更宽的频率范围内准确计算电磁场值.根据频率范围选定合适的极点后,该方法仅需要求解与极点数相同的多个线性方程组,通过场源项和系数矩阵求得有理Krylov子空间,再将正演算子投影到有理Krylov子空间中,显著降低正演算子的自由度,提高多频正演的计算效率.设计了均匀半空间和块状异常模型,并开展了算法测试,计算结果表明:在保证精度的情况下,相比于常规矢量有限元算法,单重复极点、双重复极点位移逆模型降阶算法的加速比超过10倍以上;双重复极点位移逆模型降阶算法总体计算精度要优于相应的单重复极点算法,且具有更宽的计算频带. 展开更多
关键词 位移逆算 有理Krylov子空间 多重复极点 频率域可控电磁 数值模拟
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海洋可控源电磁法发射源姿态影响研究 被引量:22
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作者 刘云鹤 殷长春 +1 位作者 翁爱华 贾定宇 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2757-2768,共12页
海洋电磁理论是建立在水平发射偶极的基础上.然而,由于海底洋流作用海洋可控源发射偶极可能产生水平摆动、倾斜和水平旋转,造成测量数据与理想状态的水平电偶极子的电磁响应有较大的偏差.为了研究发射源姿态变化对场的影响,本文提出利... 海洋电磁理论是建立在水平发射偶极的基础上.然而,由于海底洋流作用海洋可控源发射偶极可能产生水平摆动、倾斜和水平旋转,造成测量数据与理想状态的水平电偶极子的电磁响应有较大的偏差.为了研究发射源姿态变化对场的影响,本文提出利用欧拉旋转将发射偶极由源坐标系转换到地球坐标系,进而分析发射源姿态变化造成海洋电磁观测数据的误差分布特征.研究发现,对于发射源水平摆动和倾斜造成的海洋电磁观测数据的畸变,其分布规律取决于接收机所在区域.以发射频率1Hz为例,对于由发射源水平摆动或倾斜导致的地球坐标系中的两个等效电偶极子分量产生的水平电场Ex,在旁线区域,二者的相位差约为360°,接收机接收到的电场信号约为两个偶极子场之和;而在同线区域,二者的相位差接近于180°,接收机接收到的信号为两者之差.在两个区域的交界处,发射源姿态对电磁信号影响最大.相比之下,发射源水平摆动只改变发射源的位置,不会改变源的性质,其影响主要发生在收发距较小的区域.本文的研究成果有助于海洋电磁系统设计时确定发射源姿态变化的参数指标,同时也为未来实际海洋电磁观测时分析和校正发射源姿态变化造成的观测数据误差提供理论基础. 展开更多
关键词 电磁 海洋可电磁 发射姿态 水平发射偶极
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海洋可控源电磁法三维数值模拟 被引量:28
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作者 付长民 底青云 王妙月 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期358-363,共6页
本文利用美国Sandia国家实验室Weiss编写的3D有限差分程序,通过建立的正演模型,开展3D水平电偶源电磁场特征与异常体空间展布特征(几何特征、埋藏特征)关系的实例研究,并对模型进行了正演数值模拟,得到以下几点认识:①同一位置处接收到... 本文利用美国Sandia国家实验室Weiss编写的3D有限差分程序,通过建立的正演模型,开展3D水平电偶源电磁场特征与异常体空间展布特征(几何特征、埋藏特征)关系的实例研究,并对模型进行了正演数值模拟,得到以下几点认识:①同一位置处接收到的电场强度随着异常体半径的增大而增大,高阻体的存在能够增大电场强度,且异常体越大,场强也越大;②归一化后的电场曲线特征表明,随着发射电流频率的降低,异常体引起的异常越来越小;随着异常体半径增大,引起的异常也逐渐增大;③当异常体半径不变而埋深改变时,随着埋深的增加电场强度逐渐减小,对异常体的分辨力越来越小。文中所得结果对MCSEM电磁场基本传播特性的认识和MCSEM观测资料的解释提供了依据。 展开更多
关键词 海洋可电磁 有限差分 异常体 电磁场特征 数值模拟
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基于局部加密非结构网格的海洋可控源电磁法三维有限元正演 被引量:12
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作者 叶益信 李予国 +2 位作者 刘颖 李刚 杨海燕 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4747-4758,共12页
本文基于非结构网格实现了海洋可控源电磁法三维有限元正演模拟.该算法采用完全非结构网格剖分,可以模拟任意起伏地形和复杂地电模型.为了避免场源的奇异性,采用一次场/二次场分解算法,一次场由基于Schelkunoff势函数的一维解析公式得到... 本文基于非结构网格实现了海洋可控源电磁法三维有限元正演模拟.该算法采用完全非结构网格剖分,可以模拟任意起伏地形和复杂地电模型.为了避免场源的奇异性,采用一次场/二次场分解算法,一次场由基于Schelkunoff势函数的一维解析公式得到.为了提高算法的精度和效率,采用对测点附近单元和异常体区域进行体积约束加密的方法,实现了非结构网格的局部加密.一、二维模型计算和分析表明,本文采用的局部加密方法能够明显地改善算法的精度,最大相对误差基本在1%以内.对三维模型计算及对比分析,说明了该算法对三维可控源电磁正演的实用性.复杂海底地形模型的正演模拟表明,海底地形对电磁场的影响很大,在进行海洋可控源电磁资料解释时,地形的影响有必要考虑在内. 展开更多
关键词 海洋可电磁 非结构网格 局部加密 有限元
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基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元法数值模拟 被引量:10
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作者 陈汉波 李桐林 +1 位作者 熊彬 王者江 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期343-353,共11页
在前人工作的基础上,本文推导了电导率任意各向异性介质的海洋可控源电磁三维谱元法正演方程.采用一次场/二次场分离算法结合混合阶矢量基函数,可以有效避免源点的奇异性的影响,从而提高数值解的精度.采用任意六面体单元离散研究区域,... 在前人工作的基础上,本文推导了电导率任意各向异性介质的海洋可控源电磁三维谱元法正演方程.采用一次场/二次场分离算法结合混合阶矢量基函数,可以有效避免源点的奇异性的影响,从而提高数值解的精度.采用任意六面体单元离散研究区域,有利于模拟复杂地形和地电结构.利用不完全LU分解的Induced Dimension Reduction(IDR(s))迭代算法求解线性方程组,有效地提高了求解的效率.设计典型的地电模型进行正演计算,并将计算结果与有限元解进行对比,对比结果表明本文提出的基于混合阶矢量基函数的海洋可控源电磁三维谱元数值模拟算法是正确的、有效的.本文算法具有良好的通用性,可推广用于电导率呈任意各向异性的陆地电磁、井中电磁等数值模拟研究. 展开更多
关键词 海洋可电磁 谱元 混合阶矢量基函数 各向异性 正演
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一维垂直各向异性介质频率域海洋可控源电磁资料反演方法 被引量:18
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作者 罗鸣 李予国 李刚 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期4349-4359,共11页
本文提出了一维垂直各向异性(VTI)介质倾斜偶极源频率域海洋可控源电磁(CSEM)资料高斯-牛顿反演方法.在电阻率各向异性介质水平偶极源和垂直偶极源海洋CSEM正演算法的基础上,利用欧拉旋转方法,实现了各向异性介质倾斜偶极源海洋CSEM正... 本文提出了一维垂直各向异性(VTI)介质倾斜偶极源频率域海洋可控源电磁(CSEM)资料高斯-牛顿反演方法.在电阻率各向异性介质水平偶极源和垂直偶极源海洋CSEM正演算法的基础上,利用欧拉旋转方法,实现了各向异性介质倾斜偶极源海洋CSEM正演算法.海洋可控源电磁场关于地下介质横向电阻率(ρ_h)和垂向电阻率(ρ_v)的偏导数(即灵敏度矩阵)是解析计算的,结合垂直各向异性介质横向电阻率与垂向电阻率的关系,将各向异性率融入到正则化因子选择中,实现了正则化因子的自适应选择.理论模型合成数据和实测资料反演算例表明,我们提出的反演方法能够较准确的重构海底围岩和基岩的各向异性电阻率以及高阻薄层的埋藏深度、厚度和垂向电阻率. 展开更多
关键词 海洋可电磁 倾斜偶极 一维反演 电阻率各向异性
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海洋可控源电磁数据中海水扰动噪声的小波校正方法研究 被引量:10
14
作者 李肃义 蒋善庆 +1 位作者 王跃洋 于生宝 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期657-663,共7页
海洋可控源电磁法(Marine controlled-source electectromagnetic method,MCSEM)采集的信号极易受多种噪声的干扰,其中由海浪、暗流运动引起的海水扰动噪声是影响信号质量与后期处理解释的主要噪声之一。针对海水扰动噪声,提出了一种基... 海洋可控源电磁法(Marine controlled-source electectromagnetic method,MCSEM)采集的信号极易受多种噪声的干扰,其中由海浪、暗流运动引起的海水扰动噪声是影响信号质量与后期处理解释的主要噪声之一。针对海水扰动噪声,提出了一种基于小波多分辨率分析的校正方法:根据水平电偶极源发射波形与小波基特点,选取最优小波基并研究其最佳分解层数,利用最高分解层数所对应的近似序列估计出海水扰动噪声并从原始信号中去除,达到消除海水扰动噪声的目的。对比校正前、后MCSEM信号的振幅随偏移距变化(Magnitude versus offset,MVO)曲线,表明方法有效。 展开更多
关键词 海洋可电磁 海水扰动噪声 小波多分辨率分析 MVO
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海洋可控源电磁法对油气探测能力的仿真分析 被引量:7
15
作者 刘长胜 周逢道 林君 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期747-753,772,共8页
海洋可控源电磁法是一种采用低频电磁场探测海底油气的新技术,通过仿真分析,研究了该方法对油气的探测能力。基于一维海洋模型,正演计算了不同水深、油气层埋深、油气层厚度和油气层电阻率时海底表面的电磁响应,绘制了最大相对异常幅度... 海洋可控源电磁法是一种采用低频电磁场探测海底油气的新技术,通过仿真分析,研究了该方法对油气的探测能力。基于一维海洋模型,正演计算了不同水深、油气层埋深、油气层厚度和油气层电阻率时海底表面的电磁响应,绘制了最大相对异常幅度和相应的绝对异常幅度随油气埋深、厚度和电阻率变化的曲线,分析了这几种因素对电磁异常幅度的影响。仿真结果表明:海洋可控源电磁法对海底油气具有较强的探测能力,即使在浅海环境,埋深大、厚度薄或电性差异小的油气层也可引起较明显的电场异常;相同条件下最大电场异常主要取决于油气层纵向阻抗;发挥最大探测能力需要合适的工作频率和偏移距。研究结果为海底油气的勘探方案设计提供了参考。 展开更多
关键词 海洋可电磁 海底油气勘探 一维海洋模型 探测能力
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基于改进的接收点插值算法的频率域海洋可控源电磁法2.5维正演 被引量:5
16
作者 李刚 李予国 +1 位作者 韩波 段双敏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期4887-4900,共14页
在海洋可控源电磁法勘探中,接收站常置于海底.在进行海洋电磁场模拟时,由于海水和海底介质存在显著电性差异,这给海底接收点处场值的求取带来困难.本文提出一种新的接收点插值算法,该算法考虑到海底电场法向分量不连续性问题,用法向电... 在海洋可控源电磁法勘探中,接收站常置于海底.在进行海洋电磁场模拟时,由于海水和海底介质存在显著电性差异,这给海底接收点处场值的求取带来困难.本文提出一种新的接收点插值算法,该算法考虑到海底电场法向分量不连续性问题,用法向电流分量进行插值以准确求取海底任意接收点处电磁场值.本文利用交错网格有限差分法实现了二维介质中频率域海洋可控源法(CSEM)正演.对构造走向做傅里叶变换,将三维电磁模拟问题转换为波数域2.5维问题,即三维场源激励下针对二维地电模型的电磁模拟问题.使用交错网格有限差分法,基于一次场/二次场分离方法导出波数域二次电场离散形式,并进一步求得波数域电磁场.采用本文提出的改进的插值算法可求得海底任意接收点处波数域电磁场,采用傅里叶逆变换对波数域电磁场进行积分可得到接收点处空间域电磁场.模型算例表明,与常规的线性插值和严格插值算法相比,本文提出的改进的插值算法具有更高的精度. 展开更多
关键词 海洋可电磁 2.5维 数值模拟 接收点插值
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海洋油气勘探中可控源电磁探测法(CSEM)的发展与启示 被引量:29
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作者 沈金松 陈小宏 《石油地球物理勘探》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期119-127,共9页
基于含油储层与其周围饱含水地层之间的巨大电阻率差异,为海洋CSEM方法直接探测油气储层,并取得良好效果提供了条件,此法采用船载可移动水平电偶极子源和置于海底的陈列电磁接收器接收来自海底地层的电磁信号,通过对接收到的电磁场信号... 基于含油储层与其周围饱含水地层之间的巨大电阻率差异,为海洋CSEM方法直接探测油气储层,并取得良好效果提供了条件,此法采用船载可移动水平电偶极子源和置于海底的陈列电磁接收器接收来自海底地层的电磁信号,通过对接收到的电磁场信号进行处理、解释,得到地下地层的电阻率分布,借助电阻率与储层含油气饱和度的密切关系,直接探测地层的含油气性。本文通过对近年在国际学术会议及相关学术期刊关于可控源海洋电磁法文献的追踪分析,介绍了可控源海洋电磁探测方法(CSEM)的基本原理、发展历史、采集与处理解释技术,并对研究现状、应用中存在的挑战与问题进行了分析,指出了海洋CSEM未来的发展与研究方向,以供国内油气勘探业界及相关研究人员参考。 展开更多
关键词 海洋可电磁探测(CSEM) 采集与处理解释技术 海洋油气勘探应用
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海洋可控源电磁数据的新型小波基消噪方法 被引量:6
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作者 李肃义 赵彦超 +2 位作者 孙卫斌 蒋善庆 申春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期67-74,共8页
海洋可控源电磁(MCSEM)信号极易受到多种噪声的干扰,从而影响后期数据的反演解释精度。基于小波技术的降噪理论和方法已被广泛应用于MCSEM信号的消噪领域,但小波基均为通用小波基,消噪效果有待提升,提出了构造专用于MCSEM信号的新型小... 海洋可控源电磁(MCSEM)信号极易受到多种噪声的干扰,从而影响后期数据的反演解释精度。基于小波技术的降噪理论和方法已被广泛应用于MCSEM信号的消噪领域,但小波基均为通用小波基,消噪效果有待提升,提出了构造专用于MCSEM信号的新型小波基。首先,通过粒子群优化算法(PSO),以新型小波函数与MCSEM信号的平均相似度作为约束条件,迭代求解滤波器组的最优系数;然后利用得到的系数构造新型小波基。其次,针对深海勘探中的海水扰动噪声,设计了基于新型小波基消噪方法,并利用仿真的含噪数据与传统小波基消噪方法进行了对比实验;通过信噪比(SNR)及均方误差(MSE)进行消噪效果评价,表明新型小波基消噪方法优于传统小波基消噪方法。最后,将新型小波基消噪方法应用到了实测MCSEM数据中;通过消噪前后的时域信号及振幅随偏移距变化(MVO)曲线对比分析,结果表明,该方法不仅可以去除海水扰动类噪声,还可以扩大MVO曲线偏移距的解释范围,证明了基于新型小波基消噪方法的有效性和实用性。 展开更多
关键词 海洋可电磁信号 小波基 消噪 粒子群优化算
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基于微增模型的海洋可控源电磁法三维非结构化矢量有限元数值模拟 被引量:4
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作者 陈汉波 李桐林 +3 位作者 熊彬 王恒 张镕哲 李少朋 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期2560-2577,共18页
为了分析海洋中含金属矿的储油气砂层的成分、结构对于海洋可控源电磁场的影响特征,引入多相微增等效介质模型,结合非结构化网格实现了海洋可控源电磁三维矢量有限元正演.首先对多相微增模型进行了介绍,并分析不同参数影响下的等效电导... 为了分析海洋中含金属矿的储油气砂层的成分、结构对于海洋可控源电磁场的影响特征,引入多相微增等效介质模型,结合非结构化网格实现了海洋可控源电磁三维矢量有限元正演.首先对多相微增模型进行了介绍,并分析不同参数影响下的等效电导率变化特征.而后,详细推导了频率域可控源电磁法非结构化矢量有限元方程.接着,利用预处理的IDR(s)迭代算法求解线性方程组.最后设计典型的海洋地电模型,通过正演计算,验证了本文算法的正确性和有效性,同时研究了海洋储油砂层中的金属矿的含量、孔隙度、含水饱和度等参数对于可控源电磁场响应特征的影响. 展开更多
关键词 海洋可电磁 多相微增模型 非结构化网格 矢量有限元
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不同海洋可控源电磁法对海底低阻目标体的探测能力对比分析 被引量:3
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作者 周建美 李貅 戚志鹏 《石油物探》 EI CSCD 北大核心 2017年第6期882-889,共8页
深海低阻热液硫化物矿海洋可控源电磁法勘探主要采用时间域海底中心回线或重叠回线装置。以往对不同海洋电磁勘探装置探测能力的对比研究主要针对海底高阻油气藏目标体,而对于深海低阻目标体探测能力的讨论和分析较少。为此,研究对比了... 深海低阻热液硫化物矿海洋可控源电磁法勘探主要采用时间域海底中心回线或重叠回线装置。以往对不同海洋电磁勘探装置探测能力的对比研究主要针对海底高阻油气藏目标体,而对于深海低阻目标体探测能力的讨论和分析较少。为此,研究对比了频率域和时间域深拖拽发射-接收装置对深海低阻目标体的探测能力,通过计算典型深水域三维低阻目标体模型的电场响应、归一化电场响应和空间中电场分布特点,分析了两种不同海洋电磁方法的应用效果,得到以下结论:(1)频率域和时间域深拖拽发射-接收装置均能探测到深海三维低阻目标体的电场异常;(2)对于典型的深海低阻目标体,频率域电磁法的异常幅值大于时间域电磁法。 展开更多
关键词 海洋可电磁 发射-接收装置 深海低阻目标体 探测能力 三维正演
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