[发明专利]一种面向复杂地质的瞬变电磁自适应横向约束反演方法

说明书

本发明公开一种面向复杂地质的瞬变电磁自适应横向约束反演方法，该方法包括：对瞬变电磁测线包含的N_s个测点数据进行虚拟波场变换，计算并记录瞬变电磁相邻测点波场变换后数据的二范数；对得到的N_s‑1个二范数进行求倒数，进行归一化处理，并乘以缩放系数后，进行横向约束自适应加权矩阵的计算；将横向约束自适应加权矩阵应用于电阻率和厚度的横向约束、深度约束中，进行自适应横向约束反演，得到瞬变电磁自适应横向约束反演结果。能够在数据反演时自动识别数据连续性较好的测点及电性差异大的断面测点，对连续性好的测点施加正常横向约束，对连续性差的测点不施加或施加弱横向约束，在突出断面异常的同时，有效保留瞬变电磁数据本身良好的横向分辨率。

技术领域

本发明涉及地球物理信号处理与分析技术研究领域，特别是一种面向复杂地质的瞬变电磁自适应横向约束反演方法。

背景技术

瞬变电磁单点一维反演得到的电阻率和厚度经常会出现横向不连续性，给后续的地球物理解释工作带来困难，为此针对连续性较好的地质情况，如沉积岩地区，学者们提出了瞬变电磁横向约束反演方法，该方法通过在相邻测点间施加横向约束，保证了电阻率及厚度的横向连续性，是一种基于一维模型的拟二维反演技术。然而，对于一些复杂地质情况，如城市地质、岩溶地质，这种地质环境的特点是既有连续性较好的区域，又存在连续性较差区域，直接用横向约束反演方法会弱化这种差异，造成断面地带数据的错误解释，单纯采用单点反演一维反演会使得层界面不光滑。此外，在缺乏地质先验信息的探测区域，地下结构的整体连续性及断层分布情况未知，便难以选择最佳反演解释方案。因此，需要研究适用于各种地质情况下的自适应横向约束反演，能够在数据反演时自动识别数据连续性较好的测点及电性差异大的断面测点，对连续性好的测点施加正常横向约束，对连续性差的测点不施加或施加弱横向约束，在突出断面异常的同时，有效保留瞬变电磁数据本身良好的横向分辨率，对实现复杂地质情况下瞬变电磁数据的高精度解释具有重要意义。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种面向复杂地质的瞬变电磁自适应横向约束反演方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种面向复杂地质的瞬变电磁自适应横向约束反演方法，该方法包括以下步骤：

S1、对瞬变电磁测线包含的N_s个测点数据进行虚拟波场变换，计算并记录瞬变电磁相邻测点波场变换后数据的二范数；

S2、对得到的N_s-1个二范数进行求倒数，进行归一化处理，并乘以缩放系数后，进行横向约束自适应加权矩阵的计算；

S3、将横向约束自适应加权矩阵应用于电阻率和厚度的横向约束、深度约束中，进行自适应横向约束反演，得到的反演结果即为瞬变电磁自适应横向约束反演结果。

所述的步骤S1中的虚拟波场变换，是指将采集到的瞬变电磁数据利用虚拟波场变换公式变换至波场域，虚拟波场变换公式的计算包括以下步骤：

T11、对经典瞬变电磁波场变换公式求导，反映波动场与扩散场关系的经典波场变换公式为：

其中B(t)为扩散场量，指的是电场或磁场分量，t为扩散场时间，q为虚拟域时间，U表示虚拟波动场量；对经典波场变换公式(1)进行求导变换可得到感应电压与波动场之间的转换关系式为：

T12、对转换方程(2)进行数值化离散将其转化为线性方程形式，即：

其中A为积分系数矩阵，积分系数矩阵中的元素计算满足：

其中，q域的选取采用对数进行离散，范围大于瞬变电磁探测时间范围。