一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法及系統(tǒng)。所述方法包括：建立一維地電模型；利用快速正演算法，計(jì)算含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線；根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線；對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行編制，得到歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖；根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。本申請(qǐng)實(shí)施例通過快速正演算法，得到歸一化異常幅值隨偏移距和激發(fā)頻率點(diǎn)變化的平面分布圖，從而可以精確地確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)。
【專利說明】一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及海洋可控電磁源勘探【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種確定海洋可控電磁源勘 探激發(fā)頻率的方法及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著陸上資源的逐步枯竭和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，海洋資源因其經(jīng)濟(jì)上 的巨大潛力和戰(zhàn)略上的重要地位越來越被人們所重視。海洋資源中的海洋油氣資源更是 各國的戰(zhàn)略儲(chǔ)備資源之首。在對(duì)海洋油氣資源的勘探過程中，海洋可控電磁源勘探技術(shù) (CSEM，Controlled-Source Electromagnetic Method)作為一種新型的海洋油氣資源勘探 技術(shù)，日益受到各國研究人員的關(guān)注。海洋可控電磁源勘探技術(shù)可以通過對(duì)海底地表電磁 場(chǎng)的觀測(cè)，有效地追蹤到與含油氣層有關(guān)的異常信息，從而提高海洋勘探的成功率。
[0003] 在實(shí)施海洋可控電磁源勘探工作時(shí)，確定合適的發(fā)射源激發(fā)頻率對(duì)獲取海底含油 氣層的異常信息具有重要作用?，F(xiàn)有技術(shù)對(duì)發(fā)射源激發(fā)頻率進(jìn)行選擇的一般做法為：選取 不同的發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)，針對(duì)每個(gè)發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)計(jì)算出隨偏移距變化的歸一化異常 曲線。通過比較不同發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的異常幅值的大小，從而確定出最佳的發(fā)射源 激發(fā)頻率點(diǎn)。
[0004] 在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中通過發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的異常幅值進(jìn)行對(duì)比，由于計(jì)算的激發(fā)頻 率點(diǎn)相對(duì)離散并且數(shù)量有限，不利于對(duì)最佳發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)的確定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本申請(qǐng)實(shí)施例的目的在于提供一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法及 系統(tǒng)，能夠精確地確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)。
[0007] 本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法及系統(tǒng)是這 樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法，包括：
[0009] 建立一維地電模型，所述一維地電模型包括：含油氣的地電模型以及不含油氣的 地電模型；
[0010] 利用快速正演算法，計(jì)算含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏 移距變化的曲線；
[0011] 利用快速正演算法，計(jì)算不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨 偏移距變化的曲線；
[0012] 根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距 變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線；
[0013] 對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行編制，得到歸一化異常幅值隨 激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖；
[0014] 根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。
[0015] 一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)，包括：一維地電模型建立模塊， 快速正演計(jì)算模塊，歸一化異常曲線計(jì)算模塊，平面分布圖編制模塊，最佳激發(fā)頻率確定模 塊，其中：
[0016] 所述一維地電模型建立模塊，用來建立一維地電模型，所述一維地電模型包括：含 油氣的地電模型以及不含油氣的地電模型；
[0017] 所述快速正演計(jì)算模塊，用來利用快速正演算法，計(jì)算含油氣以及不含油氣的地 電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線；
[0018] 所述歸一化異常曲線計(jì)算模塊，用來根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同 激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲 線.
[0019] 所述平面分布圖編制模塊，用來對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn) 行編制，得到歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖；
[0020] 所述最佳激發(fā)頻率確定模塊，用來根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻 率。
[0021] 本申請(qǐng)實(shí)施例通過快速正演算法，計(jì)算出大量不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的隨偏移距變 化的歸一化異常曲線，并且將得到的歸一化的異常曲線編制為歸一化異常幅值隨偏移距和 激發(fā)頻率點(diǎn)變化的平面分布圖，從而可以精確地確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法流 程圖；
[0023] 圖2為本申請(qǐng)一實(shí)施例中建立的一維地電模型示意圖；
[0024] 圖3為激發(fā)頻率為5Hz時(shí)含油氣以及不含油氣的地電模型中的MVO曲線示意圖；
[0025] 圖4為激發(fā)頻率為5Hz時(shí)歸一化后的異常曲線；
[0026] 圖5為本申請(qǐng)一實(shí)施例中編制的歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平 面分布圖；
[0027] 圖6a為儲(chǔ)層含油氣飽和度30%以下的電磁異常平面分布圖；
[0028] 圖6b為儲(chǔ)層含油氣飽和度40% -60 %的電磁異常平面分布圖；
[0029] 圖6c為儲(chǔ)層含油氣飽和度60%以上的電磁異常平面分布圖；
[0030] 圖7為本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)的 功能模塊圖；
[0031] 圖8為本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)中 快速正演計(jì)算模塊的功能模塊圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí) 施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本申請(qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù) 的范圍。
[0033] 圖1是本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法流 程圖。如圖1所示，所述方法包括：
[0034] Sl :建立一維地電模型。
[0035] 圖2為本申請(qǐng)一實(shí)施例中建立的一維地電模型不意圖。如圖2所不，一維地電模 型包括空氣，海水以及海底地層?？拷５椎陌l(fā)射源發(fā)射的低頻電磁信號(hào)，不僅向水中傳 播，同時(shí)還向水面以及向海底地層傳播。因此，位于海底的電磁接收站可以接收到三條路徑 的信號(hào)，一是直達(dá)波，而是來自海底地層的反射和折射信號(hào)，三是來自水面的反射和折射信 號(hào)。
[0036] S2 :利用快速正演算法，計(jì)算含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅 隨偏移距變化的曲線。
[0037] 在海洋可控電磁源勘探技術(shù)中，通過可以用電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的 MVO (Magnitude Value Offset)曲線來顯示含油氣地層異常。在計(jì)算發(fā)射源產(chǎn)生的電磁場(chǎng) 響應(yīng)時(shí)，通?？梢圆捎糜邢拊莘椒▉韺?shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的有限元正演方法中，一般是采用矩形 剖分有限元的方法，將海底地層結(jié)構(gòu)利用矩形進(jìn)行劃分，進(jìn)而對(duì)發(fā)射源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)響應(yīng) 進(jìn)行求解。在本申請(qǐng)的一實(shí)施例中，可以采用不規(guī)則三角剖分有限元的快速正演算法，對(duì)發(fā) 射源產(chǎn)生的電磁場(chǎng)響應(yīng)進(jìn)行求解。具體方法如下所述：
[0038] S201 :采用非規(guī)則的三角單元對(duì)地電模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格剖分。
[0039] 采用非規(guī)則三角單元進(jìn)行網(wǎng)格剖分的優(yōu)勢(shì)在于：
[0040] 1、對(duì)比傳統(tǒng)的矩形單元或規(guī)則三角剖分，非規(guī)則三角形剖分能更容易模擬復(fù)雜 的、任意形狀的地電模型結(jié)構(gòu)。
[0041] 2、非規(guī)則三角形剖分可以很好對(duì)不同尺度的模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖分，例如：在模型變 化劇烈的地方采用加密網(wǎng)格剖分，而在模型變化平緩的地方采用稀疏網(wǎng)格剖分，從而可以 減少網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)，進(jìn)而減少對(duì)內(nèi)存大小的要求。在保證精度的條件下，提高計(jì)算速度。
[0042] 3、采用非規(guī)則三角形剖分可以不必對(duì)模型進(jìn)行擴(kuò)邊處理，減小對(duì)內(nèi)存的要求。
[0043] S202 :利用自適應(yīng)的有限元計(jì)算方法對(duì)網(wǎng)格剖分后的海底地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算。
[0044] 對(duì)地電模型進(jìn)行非規(guī)則的三角單元剖分后，可以從麥克斯韋方程入手，進(jìn)行自適 應(yīng)的有限元計(jì)算方法。所述麥克斯韋方程具體表示為：
[0045] V XE = i U 〇c〇H
[0046] V XH-o E = Js
[0047] 其中，E代表電場(chǎng)響應(yīng)，H代表磁場(chǎng)響應(yīng)，Js為電流密度，〇為電導(dǎo)率，為真空 磁導(dǎo)率。
[0048] 利用加權(quán)殘值法（Zienkiewicz，1977)以及齊次Dirichlet邊界條件，可以將總的 電磁場(chǎng)分為若干個(gè)非規(guī)則三角元的和。其結(jié)果具體可以表示為：
[0049] Ku = p
[0050] 其中K為常數(shù)，u為列向量，包括各個(gè)非規(guī)則三角單元的電磁場(chǎng)響應(yīng)，p為已知分 量。
[0051] 通過上式可以構(gòu)建出一系列線性方程組，從而求解出每個(gè)非規(guī)則三角單元的第磁 場(chǎng)響應(yīng)。
[0052] S203 :利用后驗(yàn)誤差估計(jì)方法，對(duì)網(wǎng)格產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行誤差估計(jì)。
[0053] 利用有限元法進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果與剖分網(wǎng)格的大小有關(guān)，誤差會(huì)隨著網(wǎng)格剖分的細(xì) 化程度的加深而減小。為了確保得到精確的值，就需要在地電模型結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)地方都 進(jìn)行足夠小的網(wǎng)格剖分。但這樣會(huì)導(dǎo)致大數(shù)據(jù)量的產(chǎn)生，造成計(jì)算效率下降的問題。本申 請(qǐng)實(shí)施例中可以采用后驗(yàn)誤差估計(jì)的方法，將誤差超過預(yù)設(shè)閾值的網(wǎng)格再一次進(jìn)行更加精 細(xì)的網(wǎng)格剖分，經(jīng)過重復(fù)迭代的過程，直到得到符合誤差允許條件為止。
[0054] 本申請(qǐng)一實(shí)施例中計(jì)算網(wǎng)格誤差具體可以表示為：
[0055] Ve = - Vuh||iz(e)
[0056] 其中，e代表剖分后的網(wǎng)格，ne為網(wǎng)格e的后驗(yàn)誤差，R為恢復(fù)算子，Uh為求解出 的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)，為求解出的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)的梯度，L2表示歐幾里德空間 中矢量的范數(shù)內(nèi)積算子。
[0057] 進(jìn)一步地，可以將恢復(fù)算子R用SmQh來表示，其中，Q h是L2的投影算子，S為平滑 算子，m是平滑處理的迭代次數(shù)。這樣，計(jì)算網(wǎng)格誤差具體可以改進(jìn)為：
[0058] Tje = WSmQh^uh-VuhWl2ie)
[0059] S204:對(duì)誤差超過預(yù)設(shè)閾值的網(wǎng)格重新進(jìn)行網(wǎng)格剖分和計(jì)算，直到誤差估計(jì)不大 于預(yù)設(shè)閾值為止。
[0060] S3:利用快速正演算法，計(jì)算不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振 幅隨偏移距變化的曲線。
[0061] 與步驟S2采用的方法類似，可以得到不含油氣的地電模型中的不同激發(fā)頻率點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的MVO曲線?，F(xiàn)在可以將同一激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含油氣以及不含油氣的地電模型的 MVO曲線繪制到同一坐標(biāo)系下。例如，圖3為激發(fā)頻率為5Hz時(shí)含油氣以及不含油氣的地電 模型中的MVO曲線示意圖。如圖3所示，實(shí)線代表含油氣的地電模型的MVO曲線，虛線代表 不含油氣的地電模型的MVO曲線示意圖。從圖3中可以看出，在偏移距較小時(shí)，海底的電磁 接收站僅僅能接收到直達(dá)波的信號(hào)，因此兩條MVO曲線都重合在一起。當(dāng)偏移距與海底高 阻儲(chǔ)層埋深相當(dāng)或稍大時(shí)，在含油氣的地電模型中，向海底地層傳播的電磁波在遇到高阻 油氣層時(shí)，可以沿著巖層傳播并且信號(hào)能量衰減得較慢。最終沿著巖層傳播的電磁波折射 回海底電磁接收站后，能量比直達(dá)波以及向上經(jīng)海水面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǖ哪芰烤^大，在三 種信號(hào)中占據(jù)主導(dǎo)地位，反映到MVO曲線中就會(huì)呈現(xiàn)比較緩慢的下降趨勢(shì)。而在不含油氣 的地電模型中，由于三種信號(hào)在傳播過程中均衰減較快，因此反映到MVO曲線中就會(huì)呈現(xiàn) 比較快速的下降趨勢(shì)。這樣兩條MVO曲線便會(huì)出現(xiàn)分離。當(dāng)偏移距進(jìn)一步增大時(shí)，向下經(jīng) 海底傳播的電磁波經(jīng)過長距離較快的衰減，比向上經(jīng)海水面?zhèn)鞑サ碾姶挪ㄒ醯枚唷４藭r(shí) 向上經(jīng)海水面?zhèn)鞑サ碾姶挪ň驼紦?jù)主導(dǎo)地位，兩條MVO曲面又重新重合在一起。
[0062] S4:根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移 距變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線。
[0063] 為了確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率點(diǎn)，通常要對(duì)含油氣與不含油氣的MVO曲線進(jìn)行 歸一化，得到不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線。具體方法如下所述：
[0064] 在同一激發(fā)頻率點(diǎn)，將含油氣的MVO曲線與不含油氣的MVO曲線中相同偏移距處 對(duì)應(yīng)的電磁場(chǎng)響應(yīng)相除，便可以得到隨偏移距變化的歸一化后的異常幅值。圖4為與圖3 對(duì)應(yīng)的歸一化后的異常曲線。對(duì)比圖3和圖4可以看出，當(dāng)偏移距較小時(shí)，由于兩條MVO曲 線重合，因此得到的歸一化異常幅值為1 ;當(dāng)偏移距與海底高阻儲(chǔ)層埋深相當(dāng)或稍大時(shí)，由 于兩條MVO曲線出現(xiàn)分離，因此進(jìn)行相除運(yùn)算得到的歸一化異常幅值會(huì)突起；當(dāng)偏移距進(jìn) 一步增大時(shí)，由于兩條MVO曲線重新重合，因此得到的歸一化異常幅值又成為1。
[0065] S5:對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行編制，得到歸一化異常幅 值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖，并且根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激 發(fā)頻率。
[0066] 以發(fā)射源的激發(fā)頻率作為橫坐標(biāo)，以偏移距作為縱坐標(biāo)，以顏色的深淺代表歸一 化異常幅值的大小，編制歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖。圖5為 本申請(qǐng)一實(shí)施例中編制的歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖。從圖5 中可以非常直觀地看出歸一化異常幅值最大的點(diǎn)，從而可以方便地從平面分布圖中確定歸 一化異常幅值最大的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)射源激發(fā)頻率以及對(duì)應(yīng)的偏移距。所述歸一化異常幅值最 大的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā)射源激發(fā)頻率就可以為最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。
[0067] 在本申請(qǐng)的另一實(shí)施例中，可以利用本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N確定海洋可控電磁源勘探 激發(fā)頻率的方法來預(yù)測(cè)海底儲(chǔ)層含油氣飽和度的定量變化。利用上述實(shí)施例得到歸一化異 常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖的方法，可以得到如圖6a，圖6b，圖6c所示 的含油氣儲(chǔ)層電磁異常隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖。其中，圖6a為儲(chǔ)層含油氣 飽和度30 %以下的電磁異常平面分布圖，圖6b為儲(chǔ)層含油氣飽和度40 % -60 %的電磁異常 平面分布圖，圖6c為儲(chǔ)層含油氣飽和度60 %以上的電磁異常平面分布圖。從圖中可以直觀 地看出，顏色越深的地方含油氣越飽和，并且可以方便地找出含油氣最飽和的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的發(fā) 射源激發(fā)頻率以及偏移距。
[0068] 本申請(qǐng)實(shí)施例還提供一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)。圖7為本申 請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)的功能模塊圖。如圖7所 示，所述系統(tǒng)包括：
[0069] 一維地電模型建立模塊1，用來建立一維地電模型，所述一維地電模型包括：含油 氣的地電模型以及不含油氣的地電模型；
[0070] 快速正演計(jì)算模塊2,用來利用快速正演算法，計(jì)算含油氣以及不含油氣的地電模 型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線；
[0071] 歸一化異常曲線計(jì)算模塊3,用來根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激 發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲 線.
[0072] 平面分布圖編制模塊4,用來對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行 編制，得到歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖；
[0073] 最佳激發(fā)頻率確定模塊5,用來根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。
[0074] 圖8為本申請(qǐng)一實(shí)施例提供的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)中 快速正演計(jì)算模塊2的功能模塊圖.如圖8所示，所述快速正演計(jì)算模塊2包括：
[0075] 網(wǎng)格剖分模塊201，用來采用非規(guī)則的三角單元對(duì)地電模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格剖分；
[0076] 自適應(yīng)有限元計(jì)算模塊202,用來利用自適應(yīng)的有限元計(jì)算方法對(duì)網(wǎng)格剖分后的 海底地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算；
[0077] 后驗(yàn)誤差估算模塊203,用來利用后驗(yàn)誤差估計(jì)方法，對(duì)網(wǎng)格產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行誤差 估計(jì)；
[0078] 誤差循環(huán)計(jì)算模塊204,用來對(duì)誤差超過預(yù)設(shè)閾值的網(wǎng)格重新進(jìn)行網(wǎng)格剖分和計(jì) 算，直到誤差估計(jì)不大于預(yù)設(shè)閾值為止。
[0079] 進(jìn)一步地，在本申請(qǐng)的一優(yōu)選實(shí)施例中，所述后驗(yàn)誤差估計(jì)方法具體可以由下式 表不：
[0080] Tje = \\RVuh - Vuft 11^(6)
[0081] 其中，e代表剖分后的網(wǎng)格，ne為網(wǎng)格e的后驗(yàn)誤差，R為恢復(fù)算子，Uh為求解出 的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)，為求解出的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)的梯度，L2表示歐幾里德空間 中矢量的范數(shù)內(nèi)積算子。
[0082] 進(jìn)一步地，可以將恢復(fù)算子R用SmQh來表示，其中，Q h是L2的投影算子，S為平滑 算子，m是平滑處理的迭代次數(shù)。這樣，計(jì)算網(wǎng)格誤差具體可以改進(jìn)為：
[0083] Ve = WSmQh^Uh -
[0084] 通過上述實(shí)施例可以發(fā)現(xiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例通過快速正演算法，計(jì)算出大量不同激 發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的隨偏移距變化的歸一化異常曲線，并且將得到的歸一化的異常曲線編制為 歸一化異常幅值隨偏移距和激發(fā)頻率點(diǎn)變化的平面分布圖，從而可以精確地確定最佳的發(fā) 射源激發(fā)頻率點(diǎn)。
[0085] 在20世紀(jì)90年代，對(duì)于一個(gè)技術(shù)的改進(jìn)可以很明顯地區(qū)分是硬件上的改進(jìn)（例 如，對(duì)二極管、晶體管、開關(guān)等電路結(jié)構(gòu)的改進(jìn)）還是軟件上的改進(jìn)（對(duì)于方法流程的改 進(jìn)）。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的很多方法流程的改進(jìn)已經(jīng)可以視為硬件電路結(jié)構(gòu)的直 接改進(jìn)。設(shè)計(jì)人員幾乎都通過將改進(jìn)的方法流程編程到硬件電路中來得到相應(yīng)的硬件電路 結(jié)構(gòu)。因此，不能說一個(gè)方法流程的改進(jìn)就不能用硬件實(shí)體模塊來實(shí)現(xiàn)。例如，可編程邏輯 器件（Programmable Logic Device, PLD)(例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA))就是這樣一種集成電路，其邏輯功能由用戶對(duì)器件編程來確定。由設(shè) 計(jì)人員自行編程來把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)"集成"在一片PLD上，而不需要請(qǐng)芯片制造廠商來設(shè) 計(jì)和制作專用的集成電路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成電路芯片，這種編程也 多半改用"邏輯編譯器（logic compiler)"軟件來實(shí)現(xiàn)，它與程序開發(fā)撰寫時(shí)所用的軟件 編譯器相類似，而要編譯之前的原始代碼也得用特定的編程語言來撰寫，此稱之為硬件描 述語言（Hardware Description Language, HDL)，而HDL也并非僅有一種，而是有許多種， 如 ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware Description Language)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、 JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(Ruby Hardware Description Language)等，目前最普遍使用的是 VHDL(Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)與 Verilog2〇 本令頁域技術(shù)人員 也應(yīng)該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬件描述語言稍作邏輯編程并編程到集成電路 中，就可以很容易得到實(shí)現(xiàn)該邏輯方法流程的硬件電路。
[0086] 控制器可以按任何適當(dāng)?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)，例如，控制器可以采取例如微處理器或處理 器以及存儲(chǔ)可由該（微）處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼（例如軟件或固件）的計(jì)算 機(jī)可讀介質(zhì)、邏輯門、開關(guān)、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit, ASIC)、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制 器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20 以及 Silicone Labs C8051F320， 存儲(chǔ)器控制器還可以被實(shí)現(xiàn)為存儲(chǔ)器的控制邏輯的一部分。
[0087] 本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道，除了以純計(jì)算機(jī)可讀程序代碼方式實(shí)現(xiàn)控制器以外，完 全可以通過將方法步驟進(jìn)行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程 邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實(shí)現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認(rèn)為是一種 硬件部件，而對(duì)其內(nèi)包括的用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)?；蛘?甚至，可以將用于實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實(shí)現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部 件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
[0088] 上述實(shí)施例闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元，具體可以由計(jì)算機(jī)芯片或?qū)嶓w實(shí)現(xiàn)， 或者由具有某種功能的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。
[0089] 為了描述的方便，描述以上裝置時(shí)以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實(shí)施本 申請(qǐng)時(shí)可以把各單元的功能在同一個(gè)或多個(gè)軟件和/或硬件中實(shí)現(xiàn)。
[0090] 通過以上的實(shí)施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請(qǐng)可 借助軟件加必需的通用硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請(qǐng)的技術(shù)方案本質(zhì) 上或者說對(duì)現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品 可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如R0M/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備 (可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等）執(zhí)行本申請(qǐng)各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些 部分所述的方法。
[0091] 本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí) 施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例 的部分說明即可。
[0092] 本申請(qǐng)可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠?jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個(gè)人計(jì)算機(jī)、月艮 務(wù)器計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置 頂盒、可編程的消費(fèi)電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備 的分布式計(jì)算環(huán)境等等。
[0093] 本申請(qǐng)可以在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序 模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對(duì)象、組 件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐本申請(qǐng)，在這些分布式計(jì)算環(huán)境中，由 通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠(yuǎn)程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計(jì)算環(huán)境中，程序模塊可以 位于包括存儲(chǔ)設(shè)備在內(nèi)的本地和遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)中。
[0094] 雖然通過實(shí)施例描繪了本申請(qǐng)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請(qǐng)有許多變形和 變化而不脫離本申請(qǐng)的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請(qǐng)的 精神。
【權(quán)利要求】
1. 一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法，其特征在于，包括： 建立一維地電模型，所述一維地電模型包括：含油氣的地電模型以及不含油氣的地電 模型； 利用快速正演算法，計(jì)算含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距 變化的曲線； 利用快速正演算法，計(jì)算不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移 距變化的曲線； 根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化 的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線； 對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行編制，得到歸一化異常幅值隨激發(fā) 頻率和偏移距變化的平面分布圖； 根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法，其特征在于， 所述快速正演算法具體為： 采用非規(guī)則的三角單元對(duì)地電模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格剖分； 利用自適應(yīng)的有限元計(jì)算方法對(duì)網(wǎng)格剖分后的海底地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算； 利用后驗(yàn)誤差估計(jì)方法，對(duì)網(wǎng)格產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行誤差估計(jì)； 對(duì)誤差超過預(yù)設(shè)閾值的網(wǎng)格重新進(jìn)行網(wǎng)格剖分和計(jì)算，直到誤差估計(jì)不大于預(yù)設(shè)閾值 為止。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法，其特征在于， 所述后驗(yàn)誤差估計(jì)方法具體為：
其中，e代表剖分后的網(wǎng)格，為網(wǎng)格e的后驗(yàn)誤差，R為恢復(fù)算子，％為求解出的網(wǎng) 格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)，為求解出的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)的梯度，1^2表示歐幾里德空間中矢 量的范數(shù)內(nèi)積算子。
4. 如權(quán)利要求3所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的方法，其特征在于， 所述恢復(fù)算子R具體為： R=SmQh 其中，Qh是L2的投影算子，S為平滑算子，m是平滑處理的迭代次數(shù)。
5. -種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)，其特征在于，包括：一維地電模型 建立模塊，快速正演計(jì)算模塊，歸一化異常曲線計(jì)算模塊，平面分布圖編制模塊，最佳激發(fā) 頻率確定模塊，其中： 所述一維地電模型建立模塊，用來建立一維地電模型，所述一維地電模型包括：含油氣 的地電模型以及不含油氣的地電模型； 所述快速正演計(jì)算模塊，用來利用快速正演算法，計(jì)算含油氣以及不含油氣的地電模 型中不同激發(fā)頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線； 所述歸一化異常曲線計(jì)算模塊，用來根據(jù)含油氣以及不含油氣的地電模型中不同激發(fā) 頻率點(diǎn)處電磁場(chǎng)振幅隨偏移距變化的曲線，計(jì)算不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線； 所述平面分布圖編制模塊，用來對(duì)所述不同激發(fā)頻率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的歸一化異常曲線進(jìn)行編 制，得到歸一化異常幅值隨激發(fā)頻率和偏移距變化的平面分布圖； 所述最佳激發(fā)頻率確定模塊，用來根據(jù)所述平面分布圖確定最佳的發(fā)射源激發(fā)頻率。
6. 如權(quán)利要求5所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)，其特征在于， 所述快速正演計(jì)算模塊包括：網(wǎng)格剖分模塊，自適應(yīng)有限元計(jì)算模塊，后驗(yàn)誤差估算模塊， 誤差循環(huán)計(jì)算模塊，其中： 所述網(wǎng)格剖分模塊，用來采用非規(guī)則的三角單元對(duì)地電模型結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格剖分； 所述自適應(yīng)有限元計(jì)算模塊，用來利用自適應(yīng)的有限元計(jì)算方法對(duì)網(wǎng)格剖分后的海底 地層結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算； 所述后驗(yàn)誤差估算模塊，用來利用后驗(yàn)誤差估計(jì)方法，對(duì)網(wǎng)格產(chǎn)生的數(shù)值進(jìn)行誤差估 計(jì)； 所述誤差循環(huán)計(jì)算模塊，用來對(duì)誤差超過預(yù)設(shè)閾值的網(wǎng)格重新進(jìn)行網(wǎng)格剖分和計(jì)算， 直到誤差估計(jì)不大于預(yù)設(shè)閾值為止。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)，其特征在于， 所述后驗(yàn)誤差估計(jì)方法具體為：
其中，e代表剖分后的網(wǎng)格，為網(wǎng)格e的后驗(yàn)誤差，R為恢復(fù)算子，％為求解出的網(wǎng) 格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)，▽叫為求解出的網(wǎng)格e的電磁場(chǎng)響應(yīng)的梯度，L2表示。
8. 如權(quán)利要求7所述的一種確定海洋可控電磁源勘探激發(fā)頻率的系統(tǒng)，其特征在于， 所述恢復(fù)算子R具體為： R=SmQh 其中，Qh是L2的投影算子，S為平滑算子，m是平滑處理的迭代次數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01V3/08GK104407390SQ201410697345
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】孫衛(wèi)斌, 曹楊, 何展翔 申請(qǐng)人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司