海洋可控源电磁法三维正演研究

【摘要】海洋可控源电磁法的学术研究始于二十世纪七十年代，但是直到上世纪九十年代海洋可控源电磁法才引起广泛关注，并得到迅速发展，逐渐成为一种重要的海上地球物理勘探工具。目前，海洋可控源电磁法被广泛的应用于海洋油气和天然气水合物资源钻探前辅助评估。本文研究了基于交错网格有限差分方法的海洋可控源三维正演模拟方法。从基本方程出发，推导了一次场与二次场所满足的麦克斯韦方程。正演模拟时采用水平电偶源均匀层状介质计算一次场，交错网格有限差分方法计算三维地电模型的二次场，在求解有限差分方程组时采用Jacobi预处理，引入拟最小残差（QMR）法求解大型线性方程组，边界条件设置为二次场的边界值都为零，得到了准确可靠的模拟结果。设置多个不同三维地电模型，通过正演程序计算了电磁场的响应，并且通过绘制振幅随偏移距变化曲线（MVO）与归一化振幅随偏移距变化曲线（N-MVO）研究了发送频率变化，收发距变化，异常体埋藏深度不同，拖曳装置离地高度不同和两个模型存在时对电场响应的影响。通过对理论模型的正演研究，对实际施工时参数的设置提出了建议，为实际施工奠定了理论基础。研究了矢量电场极化椭圆分析的基本原理，根据三维地电模型的海洋可控源电磁响应正演结果，编程并绘制了PMAX归一化幅值和极化方向角αN的平面等值线图。分析研究表明，PMAX归一化幅值曲线与Ex相比对异常体的反映更好，在发送偶极源与接收机相对位置不确定时，极化椭圆PMAX值可以提供更加稳定的观测信息。αN角可以用来估计接收机的方位角，且其在异常体边界会发生变化，对异常体边界有明显的指示作用。
【作者】王超；
【导师】李梅；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】海洋可控源电磁法；三维正演；有限差分；QMR；极化椭圆；

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