本发明专利技术提出了一种频率域激电正演方法、装置、电子设备和介质。正演方法包括：获取岩石样品的高温高压复电阻率；通过复电阻率激电真参数反演获得研究区激电真参数，建立研究区的激电模型；进行频率域激电正演计算；应用频率域激电正演结果，结合研究区地质与地球物理资料，确定深层地热热储电磁响应特征。本发明专利技术以深层地热热储岩石高温高压复电阻率测试结果为基础，通过阻尼最小二乘激电真参数反演，建立深层地热热储激电模型，进而开展四叉树有限差分频率域电磁正演计算，结合研究区地质与地球物理资料，明确深层地热热储激电响应特征，为精细反演解释提供理论依据。为精细反演解释提供理论依据。为精细反演解释提供理论依据。
【技术实现步骤摘要】
频率域激电正演方法、装置、电子设备和介质
[0001]本专利技术属于深层地热地球物理勘探领域，涉及一种为了明确深层地热热储电磁响应特征，为精细反演解释提供理论依据的电磁勘探方法及装置。
技术介绍
[0002]频率域激电法已成为电磁勘探中应用非常广泛的技术之一，该方法能够从多参数角度更好的描述地下异常体形态特征。频率域激电正演方法主要以大地电磁法(MT)和可控源音频大地电磁法(CSAMT)为主，该方法以天然电磁场、人工电偶源或磁偶源电磁场为场源，进行激电参数响应特征研究，明确激电参数对视电阻率的影响规律，从而提高电磁法反演解释的精度。
[0003]现有技术中，对于频率域激电法有很多研究。例如，含激电效应的CSAMT一维正演研究(地球物理学报、2009.52(7))，基于Dias模型，以复电阻率代替不考虑地电体极化效应的直流电阻率，对CS AMT场源一维层状模型进行了正演模拟，为提取CSAMT信号中所含激电信息提供理论基础，结果表明考虑激电参数后视电阻率及相位响应曲线出现明显异常(包括远场过渡场近场)极化前后振幅比值异常峰值相位差值异常峰值可直观体现激电异常；异常峰值与极化层层厚埋深以及电阻率变化有连续的对应关系，认为从频率域电磁法信号中提取激电信息有乐观的前景。
[0004]油气藏MT激电效应一维正演研究(石油地球物理勘探、2009.44(3))，针对深层油气藏的激电效应，本文探索了从大功率人工固定源极低频电磁测深资料中提取激电参数的方法。数值模拟实验表明，在大功率人工固定源极低频电磁频率测深的频率范围内，Dias模型适用于0.1～300Hz频率和1～10km深度范围油气藏激电参数提取的要求。基于Dias模型进行MT一维正演发现，视电阻率比值和视相位比值能够直观的展示含油层激电效应所引起的异常。
[0005]基于有限单元法的激电参数正演数值模拟(物探化探技术、2009.31(1))，在有限元方法中，使用六面体和四面体相结合的剖分单元，对大地模型进行离散，通过计算不同频率下的Cole
‑
Cole模型复电阻率响应，替换模型中的体极化模型，最后模拟得到了频率域激电法中的主要参数。利用有限单元法模拟频率域激电法中的重要参数幅频率Fs和相频率Фs，通过对比研究Fs、Υs在三维地电条件下的激电响应特征，证明了相频率参数可作为一种有效区分时间常数不同的极化体方法。
[0006]频率域激电有限元数值模拟(地球物理学进展、2008.23(4))，通过用Cole
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Cole模型参数代替大地的频散效应，用有限单元方法对频率域激电进行数值模拟研究。基于麦克斯韦方程推导出谐变电磁场复电位的波动方程，利用广义变分原理得到复电位波动方程及其分问题，尔后将区域剖分离散化，在单元边界条件下边值问题等价的变中进行插值，得到一组线性方程组，通过合理存储刚度矩阵、解方程组，得到各个结点上的复电位值，最后得到表征频率域激电响应的幅频率等参数。模拟结果表明频率域激电和时间域激电在反映激电异常的能力上是等效的。
[0007]但是，上述现有技术都没有研究针对深层地热热储的岩石激电模型建立方法。而随着生产需求的提高，现阶段的地热勘探已由浅地表勘探转向深层地热勘探，从而加大了勘探难度，对电磁信号的提取、数据分辨率、保真度以及信噪比等的有效获取都提高了要求，使得常规频率域电磁法进行深层地热勘探面临挑战。
[0008]因此，本领域继续一种面向深层地热热储的频率域激电正演方法。
技术实现思路
[0009]本专利技术针对常规频率域电磁法对深层地热热储响应不明确，不能有效满足当前高精度深层地热热储反演解释需求的问题，提出了一种面向深层地热热储的频率域激电正演方法。本专利技术是在岩石物理实验的基础上，提出的频率域激电正演方法，该方法以激电真参数反演结果为基础，建立研究区真实激电模型，通过四叉树有限差分方法，进而开展频率域电磁正演响应特征研究，结合研究区地质与地球物理资料，为精细反演解释提供理论依据。
[0010]根据本专利技术的一个方面，提供一种面向深层地热热储的频率域激电正演方法，包括：
[0011]获取岩石样品的高温高压复电阻率；
[0012]通过复电阻率激电真参数反演获得研究区激电真参数，建立研究区的激电模型；
[0013]进行频率域激电正演计算；
[0014]应用频率域激电正演结果，结合研究区地质与地球物理资料，确定深层地热热储电磁响应特征。
[0015]进一步地，通过将深层地热研究区的岩石样品在不同溶液饱和度条件下进行高温高压复电阻率测试，并将实验测试得到的复电阻率和相位数据进行整理，获取岩石样品的高温高压复电阻率。
[0016]进一步地，通过阻尼最小二乘反演方法，进行复电阻率激电真参数反演，最小阻尼二乘法反演的目标函数为：
[0017][0018]其中：为模型参数组，为理论和实测频谱之间的拟合相对偏差，j
ik
为雅可比矩阵J的元素，其中为模型修改量，下标k表示第k个模型参数，i表示第i个频点。
[0019]进一步地，利用四叉树有限差分方法，进行频率域激电正演计算，正演过程中将电阻率值替换成复电阻率。
[0020]进一步地，利用Cole
‑
Cole复电阻率模型进行频率域激电正演计算：
[0021][0022]其中：ρ(iω)为不同频率条件下岩石的复电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；ω为角频
率，单位赫兹(Hz)；i为虚数单位；ρ0为不存在极化时地层的真实电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；m为极化率；τ为时间常数，单位为妙(s)；c为频率相关系数。
[0023]根据本专利技术的另一方面，提供一种面向深层地热热储的频率域激电正演装置，包括：
[0024]获取单元，获取岩石样品的高温高压复电阻率；
[0025]建模单元，通过复电阻率激电真参数反演获得研究区激电真参数，建立研究区的激电模型；
[0026]正演单元，进行频率域激电正演计算；
[0027]确定单元，应用频率域激电正演结果，结合研究区地质与地球物理资料，确定深层地热热储电磁响应特征。
[0028]进一步地，通过阻尼最小二乘反演方法，进行复电阻率激电真参数反演，最小阻尼二乘法反演的目标函数为：
[0029][0030]其中：为模型参数组，为理论和实测频谱之间的拟合相对偏差，j
ik
为雅可比矩阵J的元素，其中为模型修改量，下标k表示第k个模型参数，i表示第i个频点。
[0031]进一步地，利用Cole
‑
Cole复电阻率模型进行频率域激电正演计算：
[0032][0033]其中：ρ(iω)为不同频率条件下岩石的复电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；ω为角频率，单位赫兹(Hz)；i为虚数单位；ρ0为不存在极化时地层的真实电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；m为极化率；τ为时间本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向深层地热热储的频率域激电正演方法，其特征在于，包括：获取岩石样品的高温高压复电阻率；通过复电阻率激电真参数反演获得研究区激电真参数，建立研究区的激电模型；进行频率域激电正演计算；应用频率域激电正演结果，结合研究区地质与地球物理资料，确定深层地热热储电磁响应特征。2.根据权利要求1所述的面向深层地热热储的频率域激电正演方法，其特征在于，通过将深层地热研究区的岩石样品在不同溶液饱和度条件下进行高温高压复电阻率测试，并将实验测试得到的复电阻率和相位数据进行整理，获取岩石样品的高温高压复电阻率。3.根据权利要求1所述的面向深层地热热储的频率域激电正演方法，其特征在于，通过阻尼最小二乘反演方法，进行复电阻率激电真参数反演，最小阻尼二乘法反演的目标函数为：其中：为模型参数组，为理论和实测频谱之间的拟合相对偏差，j
ik
为雅可比矩阵J的元素，其中为模型修改量，下标k表示第k个模型参数，i表示第i个频点。4.根据权利要求1所述的面向深层地热热储的频率域激电正演方法，其特征在于，利用四叉树有限差分方法，进行频率域激电正演计算，正演过程中将电阻率值替换成复电阻率。5.根据权利要求4所述的面向深层地热热储的频率域激电正演方法，其特征在于，利用Cole
‑
Cole复电阻率模型进行频率域激电正演计算：其中：ρ(iω)为不同频率条件下岩石的复电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；ω为角频率，单位赫兹(Hz)；i为虚数单位；ρ0为不存在极化时地层的真实电阻率，单位欧姆*米(Ω
·
m)；m为极化率；τ为时间常数，单位为妙(s)；c为频率相关系数。6.一种面向深层地热热储的频率域激电正演装置，其特征在于，包括：获取单元，获取岩石样品的高温高压复电阻率；建模单元，通过复...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐凤姣，郭全仕，肖鹏飞，李弘，齐文杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油物探技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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