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复电阻率法是以岩矿石电阻率的频谱差异为基础,通过测量岩矿石的视复电阻率谱,并根据描述岩矿石频谱的柯尔—柯尔谱参数来评价激电异常和区分电磁耦合。以前的复电阻率法理论研究是基于测量众多频率的复电阻率数据,主要研究岩矿石复电阻率随频率的变化情况,在反演时采用以视复电阻率近似公式为基础的计算方法。这不仅增加了复电阻率法野外的工作量,而且其反演结果的可信度存在争议。
本文在阮百尧提出的柯尔—柯尔真谱参数递推算法的基础上,对水平层状极化介质和二维极化介质的复电阻率正反演进行了研究。本文第一部分首先正演计算了水平层状极化介质的视复电阻率测深曲线,并采用递推反演算法计算出水平层状极化介质的柯尔—柯尔视谱参数测深曲线,分析了各地层介质的柯尔—柯尔真谱参数随深度的变化规律。
针对水平层状极化介质提出了一种复电阻率最优化反演和递推反演相结合(分两步反演)的新的求取真谱参数的反演方法,通过与单测点视谱常规反演法及联合谱激电反演法的对比表明,这种方法具有计算快速、稳定收敛,对反演初值要求不高,结果准确的特点。
本文第二部分详述了二维复电阻率有限元正演计算原理和步骤,编制了计算二维极化体的柯尔—柯尔视谱参数程序。对几种典型的二维极化体的视复电阻率和柯尔—柯尔视谱参数异常特征进行了分析,发现二维极化体的相近频率的视复电阻率的实部和虚部的异常形态是基本类似的,二维极化体柯尔—柯尔视谱参数断面图能够反映出其真谱参数的分布规律。
采用最小二乘法和递推反演方法相结合的“两步反演法”计算二维极化体的柯尔—柯尔真谱参数,给出了视复电阻率偏导数矩阵的计算步骤。针对典型的二维极化模型进行了复电阻率二维反演计算,通过对反演效果的分析,证明了该方法的可行性。