可控源電磁法憑借其成本低,勘探深度大,野外抗干擾能力強等特點,已廣泛應(yīng)用于油氣和礦產(chǎn)資源勘探、環(huán)境工程等領(lǐng)域。近年來,為適應(yīng)實際勘探中電磁精細(xì)結(jié)構(gòu)探測的需求,可控源電磁儀器研發(fā)及數(shù)據(jù)采集技術(shù)不斷提高,工業(yè)界和學(xué)術(shù)界都積累了大量的電磁觀測數(shù)據(jù)。然而,與豐富的數(shù)據(jù)資源相比,復(fù)雜介質(zhì)條件下的可控源電磁數(shù)據(jù)處理和解釋能力依然不足。目前的可控源電磁三維正演大多基于介質(zhì)各向同性電導(dǎo)率單一電磁特性,通常忽視地下介質(zhì)客觀存在的電導(dǎo)率各向異性、頻散以及磁導(dǎo)率異常;而且可控源電磁方法眾多,有頻率域電磁法和時間域電磁法,發(fā)射源的形式又包括電性源和磁性源,因此目前的可控源電磁三維正演一般只適用于特定的電磁系統(tǒng),存在兼容性差,無法處理復(fù)雜介質(zhì)模型等諸多問題。同時,國內(nèi)外的三維反演技術(shù)尚未成熟,計算效率和穩(wěn)定性均有待提高,而且忽視電導(dǎo)率各向異性、頻散以及磁導(dǎo)率異常帶來的影響,會導(dǎo)致難于預(yù)料的解釋偏差。針對以上問題,本文實現(xiàn)了電導(dǎo)率各向異性、頻散及磁導(dǎo)率異常等復(fù)雜介質(zhì)情況下的可控源電磁三維數(shù)值模擬,并研究復(fù)雜介質(zhì)因素對頻域和時域可控源電磁響應(yīng)的影響;同時,實現(xiàn)了頻率域可控源電磁數(shù)據(jù)的2.5維和三維反演,并討論電導(dǎo)率... 

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 可控源電磁法
        1.1.1 航空電磁法
        1.1.2 可控源音頻大地電磁法
        1.1.3 瞬變電磁法
        1.1.4 海洋可控源電磁法
    1.2 可控源電磁法的機遇與挑戰(zhàn)
        1.2.1 正演模擬問題
        1.2.2 反演成像問題
        1.2.3 可控源電磁法在復(fù)雜介質(zhì)中應(yīng)用的挑戰(zhàn)
    1.3 論文主要內(nèi)容和創(chuàng)新點
第二章 可控源電磁法基本理論
    2.1 地球介質(zhì)電磁學(xué)特性
        2.1.1 電導(dǎo)率
        2.1.2 磁導(dǎo)率
        2.1.3 介電常數(shù)
    2.2 地球電磁場的基本方程
        2.2.1 麥克斯韋方程組
        2.2.2 矢量霍姆赫茲方程
        2.2.3 趨膚深度
    2.3 頻散電導(dǎo)率
        2.3.1 激發(fā)極化效應(yīng)
        2.3.2 Cole-Cole電阻率模型
第三章 三維CSEM矢量有限元正演理論
    3.1 二次場控制方程
    3.2 一次場的求解
        3.2.1 層狀介質(zhì)中的偶極子源的電磁場特性
        3.2.2 層狀模型算例
    3.3 矢量有限元分析
        3.3.1 伽遼金加權(quán)余量法
        3.3.2 單元分析
        3.3.3 整體剛度矩陣集成
        3.3.4 邊界條件
    3.4 大型稀疏線性方程組的求解
        3.4.1 迭代求解器
        3.4.2 直接求解器
    3.5 時-頻域轉(zhuǎn)換
    3.6 正演并行化方案設(shè)計
    3.7 算法驗證
        3.7.1 頻率域可控源電磁算法驗證
        3.7.2 時間域可控源電磁算法驗證
    3.8 本章小結(jié)
第四章 介質(zhì)磁化效應(yīng)對CSEM響應(yīng)的影響
    4.1 磁化效應(yīng)
    4.2 磁化效應(yīng)對時間域電磁數(shù)據(jù)影響研究
    4.3 磁化效應(yīng)對頻率域電磁數(shù)據(jù)影響研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 CSEM響應(yīng)中的激發(fā)極化效應(yīng)
    5.1 電偶源頻率測深中的IP效應(yīng)
    5.2 磁偶源頻率測深中的IP效應(yīng)
    5.3 CSEM數(shù)據(jù)對IP信息識別
    5.4 本章小結(jié)
第六章 電導(dǎo)率各向異性2.5維CSEM反演
    6.1 電導(dǎo)率主軸各向異性2.5維正演理論
        6.1.1 控制方程
        6.1.2 波數(shù)域耦合偏微分方程
        6.1.3 非結(jié)構(gòu)化有限元分析
        6.1.4 正演算法驗證
    6.2 反演理論
        6.2.1 正則化反演算法
        6.2.2 反演算法驗證
    6.3 合成數(shù)據(jù)反演
        6.3.1 圍巖為VTI介質(zhì)模型
        6.3.2 儲層為VTI介質(zhì)模型
        6.3.3 圍巖為HTI介質(zhì)模型
        6.3.4 儲層為HTI介質(zhì)模型
    6.4 實測數(shù)據(jù)反演
    6.5 本章小結(jié)
第七章 基于數(shù)據(jù)空間的CSEM三維反演
    7.1 反演理論
        7.1.1 反演基本原理
        7.1.2 共軛梯度算法
    7.2 合成數(shù)據(jù)三維反演
        7.2.1 海底純異常模型
        7.2.2 含鹽丘模型
        7.2.3 帶地形模型
        7.2.4 電阻率各向異性對海洋CSEM數(shù)據(jù)反演的影響
    7.3 實測數(shù)據(jù)三維反演
    7.4 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 下一步的工作計劃
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3732641