[發明專利]一種采用全張量磁梯度數據反演地下磁化率的方法及系統

在審

• 申請號: 201711260821.9
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108227024A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 鄒安祺;王彥飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/40
• 分類號: G01V3/40;G01V3/38;G01V3/08;G06F17/16
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司 11212
• 代理人: 楊立;王丹

本發明涉及一種采用全張量磁梯度數據反演地下磁化率的方法及系統，該方法包括：獲取全張量磁梯度數據；根據預設的先驗約束條件和所述全張量磁梯度數據，建立稀疏正則化模型；基于改進的共軛梯度算法對所述稀疏正則化模型進行迭代求解，反演得到磁化率。還涉及一種系統，該系統包括：數據獲取模塊、模型建立模塊、磁化率反演模塊。通過本發明設置一些先驗約束條件，建立稀疏正則化模型，這樣可以考慮物理參數的有界性約束，大大提高了反演磁化率的精度。

技術領域

本發明屬于磁法勘探和地球物理勘探領域，尤其涉及一種采用全張量磁梯度數據反演地下介質磁化率的方法及系統。

背景技術

磁法勘探地球物理勘探領域中的重要組成部分，在礦物、石油勘探中有著廣泛的應用。例如，在礦物勘探中，磁方法可以用于決定地下介質體參數；在石油勘探中，磁方法可以用來映射地下的沉積特性和缺點，用來控制沉積盆地的沉積背景。

磁法勘探是通過觀測和分析由巖石、礦石等磁性差異所引起的磁異常，進而研究地質構造和礦產資源或其他探測對象分布規律的一種地球物理方法。根據磁測數據反演出地下物理參數，例如磁化率和磁化強度，是磁法勘探中的主要科學問題。實際應用中，能夠反演目標地理區域的磁化率，得到該目標地理區域的磁化率模型，通過該磁化率模型能夠反映該目標地理區域內各個地理位置的磁化率分布，進而將磁化率符合預設要求的某地理位置選擇出來，作為進一步的研究對象。相關技術中通?；诳偞艌鰪姸?TMI)數據反演求解磁化率，而磁梯度張量數據可以有效抑制甚至消除區域性磁場干擾和時變磁場影響，跟傳統磁測方法相比具有較大優勢。且傳統磁化率反演技術只考慮統計正則化和基于變換的濾波方法來重構物理參數，沒有考慮模型的系屬性以及有界性約束，從而導致反演得到的磁化率不夠精確。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：傳統基于TMI數據的磁化率反演方法精度較低；現有磁化率反演技術中只是考慮統計正則化和基于變換的濾波方法來重構物理參數，但沒有考慮關于物理參數的有界性約束，從而導致反演得到的磁化率不夠精確。

為解決上面的技術問題，本發明提供了一種采用全張量磁梯度數據反演地下磁化率的方法，該方法包括：

S1，獲取全張量磁梯度數據；

S2，根據預設的先驗約束條件和所述全張量磁梯度數據，建立稀疏正則化模型；

S3，基于改進的共軛梯度算法對所述稀疏正則化模型進行迭代求解，反演得到磁化率。

本發明的有益效果：通過上述的方法，設置一些先驗約束條件，建立稀疏正則化模型，這樣可以考慮物理參數的有界性約束，大大提高了反演磁化率的精度。

進一步地，所述步驟S2中建立所述稀疏正則化模型的具體公式為：

其中，m表示磁化率向量，L表示離散化緊算子，d表示所述全張量磁梯度數據，表示l₂范數，·||·||₁表示l₁范數，并且α，ξ＞0是指正則化參數。上述進一步地有益效果：通過增加了對Tikhonov正則化模型的稀疏約束，對地下介質進行稀疏假設，使得反演結果更加精確。

進一步地，步驟S3包括：

步驟S31，預設初始磁化率m₀，預設迭代停止條件閾值e＞0，預設正則化參數α和ξ，預設迭代次數k＝0，計算初始梯度值▽J^α,ξ(m_k)，并判斷||▽J^α,ξ(m_k)||是否小于或等于預設迭代停止條件閾值e，若是，則執行步驟S36，若否，則執行步驟S32，g表示所述正則化模型的梯度；