[发明专利]一种基于和声搜索算法的地面核磁共振反演方法

说明书

技术领域

本发明涉及地面核磁共振技术领域，具体涉及一种基于和声搜索算法的地面核磁共振反演方法。

背景技术

地面核磁共振(Surface Nuclear Magnetic Resonance，简称SNMR)技术具有操作简单、信息量丰富和定量反演等特性，而且是目前世界上唯一的一种直接找水的物探方法。SNMR技术的原理是：通过向地下发射一系列不同大小的脉冲矩，以激发不同深度范围内水中氢核，使其发生能量跃迁，当发射机停止发射信号时，已发生能量跃迁的氢核将恢复自由状态，接收天线能感应到该过程氢核释放能量的多少，接收机采集接收天线感应的信号，通过对接收信号反演解释，能判定探测范围内的水文地质构造。该技术在探测地下水、考古、地下水污染检测等领域得到了一定的应用。

近年来，在许多专家和学者的努力研究下，SNMR技术得到了进一步的完善。其中，在SNMR信号反演方面，一维正反演理论较为成熟，并正在深入研究二维、三维正反演模型。SNMR信号反演都是以正演方程An＝E为理论依据进行求解的，其中，A为核函数矩阵、E为各激发脉冲矩对应的SNMR信号初始振幅值、n为各层地质体含水量。探测区域背景电阻率空间分布情况决定核函数矩阵A的特性，而测点的电阻率值往往是通过一些物探方法或者周围区域现有的钻井信息获得，这使得核函数矩阵A必然存在一定误差。

但是，当前文献刊登的反演算法都是在假设探测区域背景电阻率空间分布为精确值的条件下进行的，这影响了相关算法的反演精度，尤其是在背景区域电阻率值小于50欧米的条件下，背景电阻率存在较大估计误差时，会导致反演结果无效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有层状地质电模型中SNMR反演算法对背景区域电阻率的分布存在的估计误差，提供一种基于和声搜索算法的地面核磁共振反演方法。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于和声搜索算法的地面核磁共振反演方法，包括如下步骤：

步骤1，将正演阶段所建立的约束总体最小二乘模型的目标函数，抽象为反演求解模型

min{||Ani-E||221+||ni||22+ξ||Lni||22}0≤ni≤1,i=1,2,...,MN]]>               ①

式中，||·||₂为二维范数；A为核函数矩阵；E为各激发脉冲矩对应的地面核磁共振信号初始振幅值；n_i为各层地质体含水量；L为限制模型平坦度的偏导数矩阵；ξ为约束正则化-总体最小二乘方程的正则化因子；M_N为模型中含水层个数；