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1.
《物探化探计算技术》2019,(6)
为了提高二维直流电阻率法的数值模拟精度,这里实现了2.5维各向异性介质点源直流电场异常场的数值模拟。首先推导出2.5维各向异性介质总场和异常场满足的变分问题;然后采用矩形内三角网格的方式进行单元剖分,三角单元内二次场值和异常电阻率均设计为线性变化。为了简化背景场的计算,将背景介质的电性主轴与观测坐标系的夹角设计为零,从而避免了直接计算任意各向异性介质电位的傅里叶变换步骤。同时对计算中点源波数的选择和适用情况进行了讨论。最后通过对简单层状模型的计算,与解析解进行对比,验证了本数值算法的正确性和可靠性。比较常规各向同性介质模拟方式,本数值模拟发现直流电阻率法对横向电阻率的变化更为明显。 相似文献
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《物探化探计算技术》2015,(3)
电各向异性现象在地球内部是普遍存在的,通过理论上推导的电各向异性介质的张量电导率的表达式及水平层状电各向异性介质的大地电磁正演公式,对一些地电模型进行数值计算,同时与电各向同性地电模型进行对比分析。结果表明,电各向异性介质的张量电导率的大小不仅与介质的固有电阻率性质有关,还与测量的方向有联系;电各向异性系数和相对测量角的变化都对地层的视电阻率和相位曲线振幅有较大的影响,但其曲线形态基本保持不变;当野外观测方向和电各向异性介质的电性主轴重合时,电各向异性介质模型可以看成两个独立的电各向同性介质模型。这些结果有助于以后的电各向异性介质实验研究和其大地电磁反演研究。 相似文献
3.
电各向异性在自然界中普遍存在，特别是沉积盆地中的部分岩层经过压实变质作用，表现出很强的各向异性导电性，采用基于各向同性模型对实测资料进行正反演解释必然会造成困难甚至结果的错误，只有基于各向异性理论的正反演解释才更为合理准确。本文通过自适应有限元对大地电磁各向异性进行正演计算，分别模拟水平、垂直和倾斜各向异性介质在不同偏转角和主轴电阻率下的响应结果。结果表明：自适应有限元能够在后验误差的控制下得到合理的网格，使计算结果更加接近解析解；在各向异性介质中，大地电磁TE极化模式的视电阻率和阻抗相位与垂直于层面的电阻率无关；二维电各向异性结构中，大地电磁TM极化模式响应结果总是由主轴上的电阻率在y轴方向上的分量所决定。 相似文献
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高精度、高效率的深海勘探是当前国家海洋资源勘探开发的研究热点之一,设计观测效率高、勘探成本低的探测方式,开发可精确计算海底复杂电性环境的正演模拟算法有助于推进该研究的进展。本文基于前人的研究经验,引入了全拖曳式深海直流电阻率观测方式,同时考虑到海底沉积环境的电各向异性,开发了基于非结构有限元方法的三维任意各向异性深海直流电阻率正演算法,实现了对海底任意电各向异性情况的仿真模拟。本文算法与层状一维模型半解析解的对比验证了算法的精度。对典型各向异性电性模型的仿真模拟和分析,证明了全拖曳式深海探测方式对海底沉积层和矿产资源电各向异性的高分辨率。在此基础上,总结了电导率各向异性主轴沿笛卡尔坐标旋转时视电阻率分布也发生同方向旋转的视电阻率分布特征,并根据海底地形对各向异性探测的影响进行了简单探讨。 相似文献
5.
海洋可控源电磁法近年来被广泛应用于海洋油气勘探之中,凭借对高阻含油储层的有效识别大大降低干井率,节约钻探成本。受沉积环境的影响,海底地层常常表现出宏观各向异性,而对海洋各向异性模拟算法进行研究可以更有效地进行海洋电磁数据解释。本文从频率域麦克斯韦方程出发,基于标量势分解理论,通过标量势函数与场的连续性条件,在波数域中将电磁场分别向海底深部和海水中延拓,并在海底耦合到发射源上完成电磁场的求解,进而利用汉克尔变换得到了空间域电磁场。通过对海底介质一维各向异性模型电磁响应特征的分析研究发现,覆盖层各向异性对电磁响应有明显的影响;然而,海底高阻层仅垂向电阻率和厚度对海洋电磁响应产生明显影响。通过极性图的方式可以对海底介质各向异性特征进行有效识别。 相似文献
6.
针对巷道直流电阻率法超前探测的三维数值模拟,应用代数多重网格快速算法对二次场的有限差分问题进行求解。将均匀全空间板状体数值结果与解析解对比,最大误差不超过0.28%。模拟结果表明,巷道空腔对测量结果存在一定影响,采用比值曲线消除该影响,修正后的视电阻率极值与理论值误差为2.4%。进一步研究受旁侧影响的前方异常识别方法,可通过在不同巷道面进行定点源测量或掘进过程中的定点测量来识别旁侧影响,达到准确探测前方异常的目的。 相似文献
7.
《物探化探计算技术》2021,(3)
大地电磁法是岩石圈深部结构探测的重要方法之一,现阶段大地电磁的数据处理多是基于电导率各向同性理论,当地下介质存在电导率各向异性时会对解释结果带来较大偏差。因此,发展三维大地电磁各向异性正演算法,并研究各向异性参数对于大地电磁响应的影响有重要意义。这里推导了各向异性介质中二次电磁场的变分方程,并利用三维非结构矢量有限元法进行求解,通过与COMMEMI等已有模型的计算结果对比,验证了该算法的正确性。在此基础上,进一步通过垂直板状体和球体模型,详细讨论了各向异性参数对视电阻率的影响。结果表明,与之前的认识不同,视电阻率形态的旋转现象并不能准确反映各向异性参数走向角的大小,其还与水平各向异性系数的大小有关。 相似文献
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9.
研究地层电各向异性性质能够圈定沉积地层中的油气储层和与地球动力学过程、地震预报有关的深部线性构造。通过得到的N层倾斜电各向异性介质大地电磁响应公式,在不同的电各向异性系数、地层倾角、倾斜层厚度参数下,对电各向异性倾斜地层模型进行了正演计算。结果表明:当电各向异性系数、地层倾角、地层厚度三者中任一变量改变时,视电阻率曲线的形态基本保持不变,但视电阻率曲线振幅值变化较大;视电阻率曲线对地层倾角参数的变化反应最为敏感;电各向异性系数的增加,能突显薄层电阻率异常。这有助于以后的电各向异性介质大地电磁反演和应用研究。 相似文献
10.
基于二次场二维起伏地形MT有限元数值模拟 总被引：4，自引：1，他引：3
通过计算二次场来进行二维大地电磁数值模拟;导出了二维大地电磁二次场的微分方程,利用有限单元法来解微分方程;对矩形网格进行对角线的二次剖分,更容易且真实地模拟起伏地形。对几个典型模型进行了试算,与前人总场法的计算结果做了比较,两者视电阻率曲线一致,证明本文算法是正确的;通过2个简单的算例说明复杂地表下2种极化模式的MT观测资料都有明显的异常,视电阻率在TM模式下比TE模式更易受地形影响,TE模式下视电阻率曲线形态与地形呈"正相关",TM模式下反之。 相似文献
11.
采用易于模拟复杂地形起伏和倾斜界面的非结构三角单元剖分网格,并利用对偶加权后验误差估计指导网格自动细化过程,实现了2.5维直流电阻率法自适应有限元数值模拟。在实例模型分析中,分别计算了层状模型和垂直岩脉模型的直流电阻率响应,并与其解析解进行了比较。对比结果表明,该算法所得数值解精度很高,解的相对误差小于0.5%。最后,计算了起伏地形2.5维地电模型视电阻率异常,并利用比较法进行了地形改正。地形改正结果与水平地形时的结果对比表明,比较法可以较好地消除地形影响,突出局部地质体异常。 相似文献
12.
地下介质的电阻率常常表现为各向异性,海底褶皱带、逆冲断层带和倾斜层状沉积序列等地质构造可能形成宏观电阻率倾斜各向异性。这里采用规则矩形网格剖分有限元法,实现了二维电阻率倾斜各向异性海洋可控源电磁(CSEM)正演算法,模拟了二维电阻率倾斜各向异性模型海洋可控源电磁场响应。模型计算结果表明,电阻率倾斜各向异性围岩对含有海底高阻薄层的海洋可控源电磁响应产生严重畸变影响。因此,在海洋电磁资料解释中,电阻率倾斜各向异性的影响应该得到重视,忽略该影响将可能会导致数据解释错误。 相似文献
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Abrar Niaz Muhammad Rustam Khan Umer Ijaz Muhammad Yasin Fahad Hameed 《Arabian Journal of Geosciences》2018,11(16):468
The current study is carried out for the determination of groundwater potential in District Rawalakot Azad Jammu and Kashmir (AJ&K) Pakistan by using electrical resistivity method and petrographic analysis of the area. The tape-compass-clinometers method was used in section measurement to understand the facies and depositional environment. The electrical resistivity survey was carried out in the project area in sub-Himalayan Siwaliks system of Pakistan to overcome water scarcity in a few regions. The area was chartered with the Schlumberger configuration up to the AB/2 depth of 150 m. The ABEM Terrameter SAS 4000 (Sweden) and accessories were used to acquire vertical electrical soundings in 24 locations. The results obtained through the 2D and 3D isoresistivity maps of apparent resistivity for 15, 45, and 130 m spacings, the 3D isoresistivity maps of transverse resistance and anisotropy, the VES curve types, and the measured stratigraphic section of surface rocks revealed the confined or semi-confined type aquifers within sedimentary formations. The petrographic analysis indicates the clues of the secondary porosity and fluid migrations through the rocks. 相似文献
14.
We present the mathematical deduction and properties of the mean traveltime curves for homogeneous elliptical anisotropic
media. These curves generalize their isotropic counterparts which have been introduced in the past as a simple data quality
analysis technique at the pre-inversion stage for 2D transmission experiments, allowing the inference of prior velocity models
to gain stability at the tomographic inversion. Also, the anisotropy parameters (maximum velocity, anisotropic direction and
ratio) are shown to affect the shape of these curves. The degree of asymmetry of the anisotropic mean traveltime curves (displacement
of the mean time and standard deviation minima from the middle of the gathering line) is related to the direction of anisotropy
which can then be visually estimated. Least squares’ fitting of the anisotropic theoretical models to their experimental counterparts
is an effective method to estimate at the pre-inversion stage a macroscopic elliptical anisotropic velocity model, valid at
the scale of the experiment, and able to match the experimental mean traveltime distribution.
Sensitivity analysis has shown that the mean curve is less prone to errors than the standard deviation curve. Parameter identification
from the standard deviation curve becomes unstable for noise levels higher than 5%; data errors produce smearing of the value
of the estimated anisotropy ratio and wrong directions of anisotropy biased towards zero degrees. Also, identification from
the mean traveltime curve becomes stable when the maximum velocity is well constrained. Finally, this methodology is illustrated
with the application to the Grimsel data set. Performing MTC analysis is always recommended since it does not need high numerical
requirements, and as shown in the sensibility analysis section, errors in data can be misinterpreted as geological anisotropies.
J.L. Fernández Martínez is a visiting professor at UC Berkeley, Department of Civil and Environmental Eng., CA 94720-1710. 相似文献
15.
直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中,钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确,是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此,提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题,应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散,并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵;采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组,得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下,应用混合网格有效地离散钻孔地电模型,探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式:钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大,严重影响视电阻率资料的合理解释,但随着测点收发距的增加,视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率;而且随着发射源深度的增加,钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式:钻孔因素对浅部数据影响较大,对深部数据影响小,相比于井液电阻率,视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出,对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义,可结合钻孔信息进行正演模拟分析,选择合适的收发距,有效压制钻孔因素对实测资料的影响。 相似文献
16.
A direct inversion scheme for deep resistivity sounding data using artificial neural networks 总被引：1，自引：0，他引：1
Initialization of model parameters is crucial in the conventional 1D inversion of DC electrical data, since a poor guess may
result in undesired parameter estimations. In the present work, we investigate the performance of neural networks in the direct
inversion of DC sounding data, without the need ofa priori information. We introduce a two-step network approach where the first network identifies the curve type, followed by the
model parameter estimation using the second network. This approach provides the flexibility to accommodate all the characteristic
sounding curve types with a wide range of resistivity and thickness. Here we realize a three layer feed-forward neural network
with fast back propagation learning algorithms performing well. The basic data sets for training and testing were simulated
on the basis of available deep resistivity sounding (DRS) data from the crystalline terrains of south India. The optimum network
parameters and performance were decided as a function of the testing error convergence with respect to the network training
error. On adequate training, the final weights simulate faithfully to recover resistivity and thickness on new data. The small
discrepancies noticed, however, are well within the resolvability of resistivity sounding curve interpretations. 相似文献