约束反演

摘要： 一维反演是目前电性源短偏移瞬变电磁法(SOTEM)数据反演的主要方式。受噪音、地形等因素影响,单点一维反演结果通常会出现横向电阻率突变、电性层结构混乱、层界面不清晰的现象,给结果解释带来困难。针对SOTEM数据采样密集、测点间距小的特点,采用自适应正则化(AIRA)算法,在单点一维反演的基础上,同时考虑先验信息和空间粗糙度的模型约束项,实现SOTEM数据拟二维反演。理论模型与实测数据反演结果表明,拟二维反演比单点一维反演的电阻率连续性更好,目标层厚度也更接近真实值,且反演速度更快、抗噪效果更为显著。

摘要： 为解决常规勘查技术对煤矿房柱式采空区边界、开采具体参数、顶板及围岩稳定性等要素精度及能力不足的问题,对神府矿区房柱式采空区形成和赋存特征进行详细调研,然后利用地面电法精细成像技术圈定房柱式采空区分布范围,为首个钻孔提供靶区,指导钻探快速揭露采空区;再通过高精度孔中三维激光扫描技术,以连续追踪方式实现煤矿房柱式采空区精准勘查。本方法的优点是集成了地面及孔中探查技术的各自优势,通过地面物探精细成像技术指导钻探快速揭露房柱式采空区,采用高精度孔中扫描技术实现了房柱式采空区边界、开采具体参数、顶板及围岩稳定性、积水情况要素的高精度勘查;同时钻孔布设依据充分,没有无效工作量,节约了钻探工程量和钻探成本。

摘要： 龙门山断裂带区域内大震频发、构造运动活跃,其地史演化与隆升动力学机制一直未有定论.2013年4月20日雅安大地震后,于小金至雅安段布设了一条垂直于龙门山构造带长约200 km的大地电磁剖面.为了克服龙门山地形起伏影响,同时增强大地电磁反演的垂向分辨率,本文采用宽角折/反射地震走时反演获得的速度模型作为结构约束,通过交叉梯度项引入大地电磁非线性共轭梯度二维反演,实现了考虑地形的速度结构约束大地电磁二维算法.设计地堑-地垒模型进行合成数据反演试算,结果显示基于速度结构约束的带地形二维大地电磁反演算法能够减少由地形影响引起的假异常,同时对异常体边界轮廓的刻画更加清晰.实测数据未加地震资料约束的大地电磁二维反演结果,具有明显“低-高-低”的宏观电性特征,与前人结果基本吻合.本文将新算法应用于实测数据反演的结果表明:松潘—甘孜地块下方包含两部分低阻异常带,并有相互连通趋势.西侧低阻体埋深更深,分布于15~45 km范围内,顶部有通道延伸至地表;东侧低阻体相对变浅,向东逐渐延伸至高阻异常体之上,具有向扬子地体逆冲推覆的趋势.龙门山构造带薄皮盖层下方大规模高阻异常体厚约50 km,以Moho面为底界,且呈现北西倾向的特征,与人工地震资料推测的龙门山三条主断裂的深部延伸的产状一致.

摘要： 重磁异常的物性线性反演多是欠定问题求解,求解不仅具有明显的不稳定性,还会导致其垂向分辨率大大降低,反演的"趋肤效应"明显.针对重力数据反演中的这一问题,引入重加权正则化共轭梯度法的约束反演,即在目标函数中加入正则化方程加以约束,以深度加权函数对核矩阵进行补偿,在反演过程中实现了正则化因子的自适应选择.引入了PRP公式,改善了反演的计算效率和计算精度.引用一个相对复杂的Y型岩脉的重磁加噪数据,对比分析了FR公式和PRP公式下的重力反演和磁异常反演的结果,并对马角坝3号地质剖面磁异常数据进行了磁反演,论证了算法的有效性和可靠性.

摘要： 薄层识别一直是大地电磁测深法(MT)数据反演解释的重点和难点.约束反演能有效提高大地电磁测深对薄层的识别能力,这里采用在井资料约束上覆地层与围岩的电性条件下,进行MT约束反演.通过约束浅部地层,提高对深部地层的反演识别能力,达到对目标层的准确识别与精确探测.通过模型设计与计算,讨论了地电参数约束类型、约束数量、以及测量噪音和测井资料质量对约束反演的影响,得出在井资料约束上覆地层与围岩的电性条件下进行MT约束反演,能有效提高对目标薄层的识别能力,提高资料处理抗噪能力以及加快反演迭代收敛速度等作用,验证了该约束反演的有效性.

摘要： 为提高瞬变电磁法(TE M)探测煤矿多层目标体的分层能力,提出了以钻孔电测井资料作为先验模型约束的反演方法.算法中以数据拟合项和模型约束项共同来构建目标函数,计算结果为二者的极小共同解,有效提高了多层目标体的电性分层能力.将这种方法在陕西神木矿区水文地质勘查进行实例应用,结果表明,对TE M数据进行约束反演,可实现对煤矿多层目标体的精细探测.探测结果经钻孔验证,效果较好.

摘要： 盆地深部火山岩储层地震受能量屏蔽影响反射杂乱,使得火山岩油气藏的勘探非常困难。针对深部火山岩储层多期叠置的复杂内幕结构,研究了最优偏移距、激发周期窗口的时频电磁采集技术和时频电磁井震联合建模反演及电性节律变化火山岩期次解释技术,有效提高了该方法的深层分辨率和对深层目标的识别能力。在渤海湾盆地LD地区的研究应用效果明显,结果揭示红星构造带沙三段火山岩喷发自下而上表现出“弱-强-强-弱-弱”的“两强三弱”的特征,发育两个火山岩喷发机构,共同控制了5个期次的火山岩储层相带分布;桃园构造带沙三段各期次火山岩喷发强度明显减弱,仅发育一个火山岩喷发机构,除期次3火山岩储层相带分布范围相对较大外,其他期次火山岩主要局限分布于火山口附近,以爆发相为主,规模明显减小。后续钻探结果证实时频电磁揭示的火山岩储层分布正确,并为该区油气大发现提供了有力支撑,为探测类似的复杂目标提供了成功范例与技术方法。

摘要： 张渤地震带是中国东部地区一条重要的北西向地震活动带,获取深部精细的电性结构有助于探究该区域深部孕震环境及动力学机制等科学问题.为了提高大地电磁法深度分辨率,本文提出基于Vp/Vs波速比地震学模型约束的二维大地电磁反演法,通过理论模型合成数据检验了算法的可靠性.将算法应用于张渤地震带大地电磁测深资料,对比分析大地电磁无约束和有约束反演结果,检验算法在张渤地震带应用的有效性和实用性.最后结合已有的地质-地球物理资料,发现:反演获取的电阻率模型的电阻率梯度带与断层的空间分布吻合;唐山断裂带中上地壳表现为高阻特征,在下地壳底部有上涌的高导异常体,推测该区域深部高导区域与幔源物质侵入有关;三河—平谷断裂带浅部低阻异常与深部低阻异常不连续,地震主要分布于不连续区域;太行山山前断裂电阻率结构上表现为明显的电阻率变化梯度带,高阻异常体规模大、延伸到下地壳;张家口断裂带中下地壳高导异常区域比怀来盆地深部高导异常区域规模大,这可能暗示张家口断裂带的深部物质作用更为强烈.

摘要： 面波频散曲线反演是获得地下横波速度结构的重要地球物理方法.常规基于迭代最小二乘等线性反演方法依赖于初始模型,且存在多极值、容易陷入局部最小、反演精度低等问题.基于贝叶斯理论的随机反演方法是一种可以融合先验信息的非线性反演方法,该方法无需人为给定初始模型,仅利用先验信息对模型进行随机采样,根据概率分布筛选接受合适的后验概率密度估计结果,可达到对细节信息的准确估计.本文针对瑞利面波频散曲线,提出了基于GPR数据先验资料约束的贝叶斯马尔科夫蒙特卡洛(MCMC)随机反演方法,通过随机改变模型参数并计算其频散曲线与实际频散曲线的似然函数来选择是否接受新的模型参数,不断重复此过程,最终得到与实际频散曲线拟合效果最佳的最优解以及横波速度解的后验概率密度分布.通过理论模型以及实际数据反演测试,验证了该方法与常规无约束的随机反演相比,可以有效地提高反演速度和反演精度.

摘要： 神府东胜煤田地形条件较为复杂,小煤窑分布较多,留下的采空区积水对相邻现有煤矿造成较大的安全隐患,采用地空瞬变电磁对积水采空区进行勘探,不仅可以解决地形对施工的影响,而且可以提高工作效率.根据神府东胜侏罗系煤田纵向上整体具有"低阻—高阻—低阻"的地电特征,建立了K型地质模型,通过三维时域有限差分方法正演,研究了K型地质模型及其存在低阻体情况下的地空瞬变电磁法曲线形态特征,采用具有自适应功能的约束反演方法,获得了低阻体响应特征.将此应用于侏罗系煤田积水采空区的探测中,成功探测到低阻异常区2处,经钻探验证为积水采空区.

摘要： 随着电法勘探技术及处理软件的发展,电法勘探已不仅局限于普查,而是逐步发展到目标勘探.尤其对于复杂地区,如玄武岩覆盖区、盐岩覆盖区、碳酸盐岩裸露区等,这些地区往往地震记录信噪比低,资料品质较差.而电法不受高阻层的屏蔽,它的精度和分辨率虽然不及地震,但在已知资料约束下,可以提高电法资料解释精度,以镶补衔接地震空白区.本文介绍了约束反演和它的实现过程,并介绍了在目标勘探中的一个成功应用实例.

摘要： 约束反演,又称综合信息建模与约束反演,它是以常规的二连续介质反演结果为基础,利用剖面上已有的地质资料、地震资料、钻井资料作为参照或约束,进行综合地质地球物理解释,建立电性-地质模型,然后将其作为初始模型,进行二维层状介质反演,以进一步落实构造形态及地层展布特征等.层状介质反演的精度比连续介质反演的精度高,但对模型要求也比较高.因此,在资料比较丰富的地区,就可以充分利用已知资料进行约束反演.本文主要讨论:1约束反演的必要性，2约束反演在金坛盆地的应用，3结论和建议。

摘要： 油气井生产资料的约束反演技术是指利用油气井的实际生产资料（主要是产量、注入量、含水等），通过数值模拟中的历史拟合方法来反求地层参数的一种技术，该文以数值模拟为手段，动用最优化方法实现生产动态（如：油井的含水率，注水井的压力，以及区块的平均地层压力、综合含水率等）。与数值模拟器计算的理论生产动态的最佳拟合，从而反求地层参数，实现数值模拟中的自动历史拟合，运用此方法编制了油气井生产资料的约束反演软件，它具有数据预处理、模拟计算、动态预测及结果输出的功能，庆用该软件分另坚模拟数据及实例进行模拟，拟合效果良好。

摘要： 辽河坳陷东部凹陷HX地区火成岩十分发育,已有多口钻井在古近系沙河街组及中生界等火成岩地层中发现油气.新近完钻的J1井油气显示良好,除了沙三上碎屑岩中发育油气外,沙三中段两套粗面岩中也有良好显示.但受目标层深度大、火成岩干扰等影响,已知井含油气范围与边界难以确定,给后绪钻井的部署带来困难.因此,准确圈定已知油藏边界、预测周边含油气性,是辽河油田勘探开发中亟待解决的问题.结合钻井、地震，采用针对目标层的井地电法约束反演技术，可圈定复杂火山岩储层边界，为后期钻井部署提供可靠依据。

摘要： 声波曲线在天然气水合物的井约束反演中有广泛的应用,当声波曲线由于钻井工程、钻井液密度、温度、盐度以及泥饼等方面的影响,不能反映储层的真实情况时,反演的结果会与实际情况相差很大.合成拟声波曲线弥补了常规声波测井的不足,可以提高地震反演的分辨率,以便更准确地进行水合物层识别和储层参数预测.从拟声波曲线地震地质层位标定,拟声波曲线地震稀疏脉冲约束反演实际应用等方面应用效果分析表明,拟声波曲线构建技术的应用可以很好地提高地震天然气水合物反演的分辨率和精度,实现了精确预测储层的目的.

摘要： 本区岩盐层为一套次高阻层,结合钻井、地震等材料,利用综合信息建模与反演技术,可以确定出岩盐层的深度及厚度变化特征;CSAMT勘探在查明盐层的分布特征方面具有一定作用,因此,建议在大规模高精度勘探之前,先做低成本的CSAMT勘探,为后续的地震勘探圈定目标.

摘要： 利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映.

摘要： 利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映.

摘要： 利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映.

摘要： 利用高纵向分辨率的测井资料与连续观测的地震资料进行波阻抗反演,可以大大提高三维地震资料对地下地质情况的研究程度。以山西常村矿为例,介绍了波阻抗反演在目的层位追踪、薄层辨别、断点断距的确定、陷落柱的解释以及冲刷无煤带的圈定等方面的应用。实例表明波阻抗反演地震剖面比常规地震剖面具有明显的优势,特别是在薄层的分辨率能力上,波阻抗反演表现的尤为突出,如在该区波阻抗反演剖面上,不仅能够分辨15#煤层的三个分层,同时对6#、9#、12#薄煤层也有清晰的反映.

摘要： 本发明公开了一种断层约束层析反演方法及反演系统，该方法包括：步骤1：基于地震偏移图像计算偏移剖面的地下地质倾角和断层属性；步骤2：基于地下地质倾角及断层属性，构建构造约束预条件层析方程组；步骤3：求解构造约束预条件层析方程组，获得地下速度模型和偏移剖面。本发明的断层约束层析反演方法实现了整个层析反演迭代过程的自动化，不需要进行人工干预，减少了人工工作量，缩短了处理周期，提高了工作效率；通过引入地下地质倾角和断层属性来约束速度模型，使反演得到的速度模型在复杂构造区，特别是断层发育区具有较高的精度，满足后续偏移成像的要求。

摘要： 本发明公开了一种断层约束层析反演方法及反演系统，该方法包括：步骤1：基于地震偏移图像计算偏移剖面的地下地质倾角和断层属性；步骤2：基于地下地质倾角及断层属性，构建构造约束预条件层析方程组；步骤3：求解构造约束预条件层析方程组，获得地下速度模型和偏移剖面。本发明的断层约束层析反演方法实现了整个层析反演迭代过程的自动化，不需要进行人工干预，减少了人工工作量，缩短了处理周期，提高了工作效率；通过引入地下地质倾角和断层属性来约束速度模型，使反演得到的速度模型在复杂构造区，特别是断层发育区具有较高的精度，满足后续偏移成像的要求。

摘要： 本发明提供了一种基于自适应构造约束的约束层速度反演方法及系统，所述方法包括：确定进行深度域初始层速度反演的分析道网格和时间网格，根据时间偏移剖面得到分析道网格中每一分析道与其他分析道的道间相关系数；根据所述相关系数与预设系数确定加权因子；根据所述加权因子和时间网格对应的垂直速度得到指数渐进速度趋势模型，并进行层速度反演得到层速度场，本发明可有效解决Dix层速度求取结果纵向误差放大的缺点并改善速度反演纵横向连续和变速的问题，提高深度域初始层速度模型的精度，实现层速度场在精细表现地质构造特征的同时层间速度尽量平滑，更符合地质规律。

摘要： 一种基于余弦点积梯度约束的三维重磁联合反演方法，包括基于几何格架法的重力、重力梯度和磁法三维正演快速算法；依据余弦定理推导出三维余弦点积梯度函数，基于截断高斯牛顿法的三维联合反演算法，该方法既能避免存储雅克比矩阵，又能减少共轭梯度法求解线性方程时正演计算的次数。在传统重力和磁法数据中又加入了全张量重力梯度数据，能够进一步改善重磁联合反演的分辨能力；将上述正演、结构耦合方式以及联合反演算法相结合应用于重力、重力梯度和磁法数据中，充分发挥三方面的优势，有效地改善三维重磁联合反演的计算效率、内存消耗和分辨能力。

摘要： 本发明公开了一种约束‑权值‑解自适应调节的三维水汽反演方法。它包括如下步骤，步骤一：在GNSS水汽层析方程组中，将观测方程、垂直约束方程和水平约束方程的权值初始化为等权；水平约束采用拉普拉斯算子来构建；垂直约束利用拉普拉斯算子构建；步骤二：利用赫尔默特方差分量估计方法计算垂直约束方程和水平约束方程的最终权值，并计算GNSS水汽层析方程组的解；步骤三：利用解更新qi(i＝1,2)的值；步骤四：利用新的平滑因子构建约束方程，然后重复步骤二和步骤三，直至方程解收敛。本发明解决了三维水汽反演中约束过强、约束不准的问题以及低层水汽反演精度差的问题；具有精确可靠，使GNSS三维水汽反演技术满足工程化应用需要的优点。

摘要： 本公开涉及一种地震波形约束的叠前地震反演方法、设备及存储介质，其中该方法包括：接收第一位置处的地震数据、多个第二位置处的地震数据；对于每个第二位置，确定第一位置的地震波形与第二位置的多个地震波形之间的第一相关系数；根据第一相关系数，选择一个地震数据作为第二位置的样本；确定各个第二位置的样本之间的第二相关系数；根据各个样本对应的第一相关系数和第二相关系数，使用克里金插值算法确定各个第二位置的权重系数；根据各个第二位置的弹性参数和权重系数，确定第一位置处的先验模型；根据第一位置处的地震数据和先验模型进行弹性参数反演。通过本公开，提高了弹性参数反演的稳定性、连续性和可靠性。

摘要： 本发明公开了一种基于混合范数和互相关约束的三维重力场反演方法，提出了球坐标系基于深度加权、光滑约束、聚焦约束和拟合残差互相关系数约束的反演方法。使得传统球坐标系下大型三维重力场反演深度分辨率低和多解性强的问题得到解决，并将反演迭代次数和计算时间相对于传统方法减少一半，避免了传统反演方法中大型雅克比矩阵的存储，也避免了求解大型线性方程组的问题，有利于大尺度精细剖分下重磁位场高分辨率反演计算。本发明所提出的反演方法具有较高的普适性，既可用于油气资源勘查，水文环境监测，又可用于卫星重力场大尺度三维密度成像、研究地球、月球或其它类地行星壳幔结构、构造运动及动力学机制等。

摘要： 本发明公开了一种基于非凸反正切函数ζ稀疏约束的地震波阻抗反演方法，包括如下步骤：步骤1：对地震资料进行预处理并获取波阻抗的初始模型；步骤2：根据处理后的地震资料计算初始的对数波阻抗L0并构建非凸反正切函数ζ，以及建立基于非凸反正切函数ζ稀疏约束的正演模型和目标函数；步骤3：使用交替方向乘子方法和正演模型更新对数波阻抗L，得到更新后的对数波阻抗Li；步骤4：判断更新前后的值是否满足||Li+1‑Li||2/||Li||2＞tol，如果是，则返回步骤3进行循环；如果否，则进行指数运算获得波阻抗的反演结果。本发明消除了L1范数稀疏约束导致的伪层现象，达到了提高反演结果精度的效果。

摘要： 本发明公开了一种地块时空特征约束下的农作物叶面积指数遥感反演方法，包括：基于PROSAIL辐射传输模型，模拟不同叶片理化参数、冠层结构参数和土壤性质条件下的冠层方向性反射，构建地块的查找表；基于归一化植被指数时间序列数据，提取地块内作物开始生长日期特征；结合地块内作物开始生长日期特征和MODIS叶面积指数产品，构建作物叶面积指数先验知识；然后获取地块的查找表子集，通过关于作物参数空间自相关性的代价函数，对地块的叶面积指数进行反演，得到反演结果。本发明从作物叶面积指数随作物物候的变化特征和地块内部作物参数的空间自相关性出发，设计了一种新的代价函数，并通过查找表方法反演叶面积指数，效果更好，获得的结果精度更高。

摘要： 本申请公开了一种基于机器学习约束的密度突变界面反演方法及系统：构建初始盆地界面并随机生成扰动盆地界面数据集，对初始盆地界面和扰动盆地界面数据集进行哈达玛积运算，得到盆地界面数据集，对盆地界面数据集进行高等函数填充得到高分辨率密度界面模型数据集，通过正演计算得到模拟重力数据集，对模拟重力数据集进行变换并加权，得到低分辨率偏移密度界面模型数据集；优化偏移模型深度学习网络并映射，得到高分辨率约束密度界面先验模型，构建稳定非线性损失函数并进行正则化反演，得到高分辨率密度界面模型。本申请通过探索深度学习的输入方式以及学习模式，开展基于机器学习约束的密度突变界面反演方法研究，实现增强界面反演成像的精度。