大地电磁反演方法评析及其在地热勘查中的应用研究

【摘要】： 本文在详细研究反演算法以及程序实现的基础上,主要通过数值模拟实验,对快速松弛反演、OCCAM反演以及非线性共轭梯度反演,考察了它们对初始模型的依赖程度、收敛的稳定性、反演效果的优劣等问题。并在对比研究的基础上,提出了一种以一维OCCAM反演来形成拟二维地电剖面,然后以其为初始模型做二维非线性共轭梯度反演的改进方案。对理论模型的实验以及对实测资料的处理表明,这种简单的改进方案非常有效,并且在电性分层和对局部目标构造的分辨能力等方面具有较大的实用价值。 在对上述几种大地电磁反演方法进行评析的基础上,我们又探讨了MT在地热勘查中的应用,并以“河北省三河市燕郊镇地热资源普查”项目为例,阐述了利用MT资料处理结果的地电异常来研究地下深部热状态、热储层含水量相对大小等问题,并在结合区内已知地质资料进行综合研究的基础上,极大提高了MT地热勘查成果的参考价值。 【关键词】：大地电磁 快速松弛反演 OCCAM反演 非线性共轭梯度反演 地热勘查
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P631.325
【目录】：

• 摘 要4-5
• Abstract5-8
• 1 引言8-12
• 1.1 大地电磁测深反演成像技术研究现状8-10
• 1.2 MT 反演成像技术中存在的一些问题与研究思路10-11
• 1.3 本论文的主要成果与创新点11-12
• 2 快速松弛反演12-16
• 2.1 方法原理12-14
• 2.1.1 公式推导12-14
• 2.1.2 反演有关问题14
• 2.2 数值模拟实验14-16
• 3 OCCAM 反演16-22
• 3.1 方法原理16-21
• 3.2 数值模拟实验21-22
• 4 线性共轭梯度反演22-40
• 4.1 方法原理22-35
• 4.1.1 目标函数的梯度向量和海赛矩阵23-24
• 4.1.2 Gauss-Newton 算法（GN）24-25
• 4.1.3 Mackie-Madden 算法（MM）25-26
• 4.1.4 非线性共轭梯度算法（NLCG）26-28
• 4.1.5 对搜索方向的预处理28-29
• 4.1.6 非线性共轭梯度反演的算法描述29-30
• 4.1.7 灵敏度分析和互易性30-32
• 4.1.8 雅可比矩阵与向量乘积的整体计算32-33
• 4.1.9 解线性方程组的预处理共轭梯度方法33-35
• 4.2 数值模拟实验35-36
• 4.3 对非线性共轭梯度反演方案的改进36-40
• 4.3.1 改进方案的反演效果36-37
• 4.3.2 复杂模型实验37-39
• 4.3.3 实测资料处理39-40
• 5 MT 在地热勘查中的应用40-65
• 5.1 区域地质背景40-44
• 5.1.1 地层40-42
• 5.1.2 地质构造42-44
• 5.2 地热地质条件44-47
• 5.2.1 已开采地热井的地质地球物理特征44-46
• 5.2.2 热储层与地热田的基本特征46-47
• 5.3 大地电磁测深勘查技术与地质解释47-60
• 5.3.1 数据采集47-48
• 5.3.2 资料处理48-56
• 5.3.3 地质解释56-60
• 5.4 区域地热资源评价60-65
• 5.4.1 区域地下热水资源评价60-62
• 5.4.2 地热田的圈定与地热资源的初步评估及计算62-64
• 5.4.3 地热资源评价64-65
• 6 结论与认识65-67
• 6.1 大地电磁电阻率反演成像技术结论与认识65-66
• 6.2 对 MT 在地热勘查中应用效果的认识66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-69

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