时频电磁的多源多分量三维联合反演方法

摘要

本发明是一种地球物理数值模拟和反演的可控源时频电磁的多源多分量三维联合反演方法。依据已知电阻率测井数据和地震勘探资料确定时频电磁三维反演初始电阻率模型，计算出水平方向x、y方向的最大和最小坐标，确定出三维反演在水平方向的反演范围，选择时频电磁多源多分量三维反演的垂直方向网格尺寸，计算时频电磁发射源在初始模型中的一次场，计算地下每个六面体之间的格林张量；计算每个时频电磁场源的导数，采用共轭梯度的迭代算法使目标函数最小化，迭代次后完成多场源多分量时频电磁三维反演。本发明实测数据处理后得到了工区地下介质的电阻率三维分布，满足了构造、断层、圈闭的解释需要。

主权项

一种时频电磁的多源多分量三维联合反演方法，特点是通过以下步骤实现：1）依据实测时频电磁发射频率的分布范围和分量类型，选择参加反演的数据；2）依据已知电阻率测井数据和地震勘探资料确定时频电磁三维反演的初始1D电阻率模型，层厚度和电阻率值；3）依据地面所有测点的水平方向x、y方向的坐标、计算出水平方向x、y方向的最大和最小坐标，确定出三维反演在水平方向的反演范围，依据目标体的深度再加上2000m得到三维反演的深度；用x，y，z三个方向的反演范围除以各自剖分网格尺寸，得到三维反演x，y，z三个方向的剖分网格数；4）选择正确的时频电磁多源多分量三维反演的垂直方向z网格的尺寸；5）计算时频电磁发射源在1D电阻率初始模型中的一次场；6）计算地下每个六面体对地面接收点的格林张量，计算地下每个六面体之间的格林张量；7）计算每个时频电磁场源的Frechet导数；8)依据正则化反演原理计算目标函数，所述的计算如下：$P\left(m\right)=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}{W}_d^i·{\phi }^i\left(m\right)+\mathrm{\alpha S}\left(m\right)=\min ---\left(3\right)$式中是第i个时频电磁发射源的数据的拟合误差；是第i个时频电磁发射源的权函数，S(m)是稳定化函数；α是正则化参数；Aⁱ正演算子；dⁱ是i个时频电磁发射源时，时频电磁观测点的电场E_x和磁场H_z分量；9）采用共轭梯度的迭代算法使目标函数最小化；10）重复步骤9），当多个场源的时频电磁反演的目标函数的拟合误差达到设定的误差标准或者迭代次数超过了设定的最大迭代次数后，完成多场源多分量时频电磁三维反演。