[發明專利]拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法

有效

• 申請號: 202010774922.3
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111856597B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 羅鳴;李予國;吳云具;劉浩;朱宇啟;楊雯
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

本發明提供一種拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，包括：讀取并轉換參與反演的海洋可控源電磁場數據；設置聯合反演執行參數；設置聯合反演初始模型參數；構建各向異性電阻率和接收站位置參數聯合反演目標函數；求取電磁場關于各向異性電阻率和接收站位置參數雅各比矩陣和海森矩陣；基于反演參數特性自適應計算正則化因子；求取模型更新量；計算反演迭代模型的目標函數擬合差；判斷是否滿足反演要求；輸出最終反演模型。該方法同時考慮海底介質電阻率各向異性和接收站的位置對反演結果的影響，其適用性更廣，能夠適用于電阻率各向異性資料的反演解釋；容錯性更強，能夠處理電磁接收站位置參數存在一定誤差時的反演問題。

技術領域

本發明涉及多參數聯合反演的海洋地球物理技術領域，具體涉及一種拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法。

背景技術

海洋可控源電磁法(CSEM)是探測海底油氣資源和礦產資源的一種海洋地球物理勘探方法，在外國已被列為石油資源開采前必須采用的勘探方法之一。拖曳式施工方式是海洋可控源電磁法海上作業常用的方式之一，該方式將發射電偶極源與多個接收站串聯，科考船拖曳著發射源和接收站同步前進，在發射源激發電磁波的同時接收站接收來自地下的電磁場信號。該觀測方式具有施工速度快、采集效率高和實時采集監測的特點。然而該施工方式也存在弊端：由于發射源和接收站都同步拖曳施工，在拖曳的過程中發射源和接收站受海水運動和船速不穩定等因素影響，使得發射源和接收站不能在同一條測線上平行移動，致使發射源和接收站的相對位置出現偏差，雖然在實際的海洋探測中發射源和接收站的位置參數均有記錄，但實測數據表明突發的接收站位置變化很難被記錄到，導致采集的電磁信號存在誤差，不準確的數據對海洋電磁資料的處理和反演解釋帶來了極大的困難。為提高采集電磁信號的質量，需對接收站的相對位置進行準確計算。

海洋電磁勘探實例表明，世界上大約30％的油氣資源賦存于電性各向異性地層中，并且海底介質的電性各向異性是獲得海底介質正確的電性分布的重要影響因素，若在解釋海洋電磁資料時忽略電阻率各向異性，則很有可能無法獲得合理的海底地電模型。然而，目前應用廣泛的反演解釋方法仍為傳統的地球物理反演方法，該類方法在反演海洋資源勘探獲取的海洋電磁資料時，常常假定海底介質為電性各向同性，這樣的反演方法可能給后期資料解釋提供巨大誤差的反演結果，這也可能將導致獲得錯誤的解釋結果。為此，解釋海洋電磁資料時必須考慮海底介質的電阻率各向異性的性質。

Ramananjaona(2011)分析電阻率垂直各向異性靈敏度特征，并利用Occam反演方法解釋層狀電阻率垂直各向異性海洋CSEM資料；羅鳴(2016)利用高斯-牛頓方法實現了一維垂直各向異性海洋CSEM反演算法，并對分析了多發射源、多頻率數據能夠更好的重構海底電性結構。然而，以上方法均僅反演了海底各向異性電阻率，而為考慮接收站位置對反演的影響。Swidinsky等(2011)提出海洋可控源電磁拖曳式采集系統的導航參數與海底各向同性電阻率的聯合反演，并利用雅克比矩陣的特征值分解來分析反演的可行性，然而該算法未考慮海底電阻率存在各向異性的情況。此外，在現有的反演解釋方法中，鮮有考慮接收站位置參數對反演結果的影響，大多方法均是直接利用存在誤差的接收站參數進行反演解釋，其反演結果必定也存在誤差。

發明內容

本發明的目的在于提供一種拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方法，該方法可應用于海洋電磁探測和反演的精確性。

為了實現以上目的，本發明提供如下技術方案：

1.一種拖曳式海洋電磁地層電阻率與接收站位置聯合反演方

法，其特征在于，主要包括：

S1、讀取并轉換參與反演的海洋可控源電磁場數據，所述數據包括電磁場實部與虛部數據、振幅與相位數據、極化橢圓長軸與短軸參數；

S2、設置聯合反演執行參數，所述參數包括反演最大迭代次數、目標擬合差、最大迭代步長、步長比例系數、懲罰函數類型、正則化衰減系數；