煤层采空区内煤层气储气构造半航空瞬变电磁探测——以沁水煤田为例

作者： 田忠斌   马玉龙   李貅   嵇艳鞠   黎东升   来源： 地球物理学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 半航空瞬变电磁法   间接勘查   采空区   煤层气储气构造   快速探测  

描述： 煤层气又称瓦斯，它是一种赋存于煤层孔隙中的可燃气体.当浓度达到工业标准时，可成为一种可以被开采、利用的气体能源.煤层气不仅存在于完整煤层中，在采空区中也蕴藏有大量的煤层气资源.通常采用反射地震法勘探完整煤层中的煤层气.采空区中煤层气与周围空气的物性差异的特殊性和多变性，使用地震勘探对采空区煤层气进行直接勘探受到限制.为此，本文采用了一种间接的地球物理勘查方法.对于瓦斯含量较高的山西省沁水煤田，利用半航空瞬变电磁法，对研究区内的未知采空区进行快速、精确探测.根据“虚拟地震数据”的偏移成像结果，发现测区采空区不完整，研究结果间接达到了采空区煤层气储气构造的勘查目的.

基于反卷积提取航空发射电流波形算法研究

作者： 杨洋   刘洋   嵇艳鞠   黎东升   来源： 地球物理学进展 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： AEM系统　　发射机电流　　异常线圈　　感应电流　　反卷积  

描述： 时域航空电磁系统(AEM)的发射电流波形,在地面由于散热、电源功率等因素限制,无法直接测量全功率下的大电流波形.本文针对这一问题,提出了通过测量地面异常线圈的小幅值感应电流,建立地面异常线圈感应电流与空中发射线圈的发射电流关系,采用反卷积算法提取发射机电流波形.通过仿真数据和地面实验进行算法验证,将实验测量数据还原的发射机电流和实际发射机电流对比,结果表明感应电流采集装置的传递函数、不同观测位置的测量精度对还原发射波形具有一定影响,当空中发射线圈与地面异常线圈共中心时,产生的感应电流幅值最大,还原出的发射机电流与实际电流波形误差最小.

全波形时域航空电磁数据的计算及其在电磁探测中的应用（英文）

作者： 嵇艳鞠   朱宇   于明媚   黎东升   关珊珊   来源： Journal of Central South University 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 时域有限差分   异常探测   全波形   卷积算法   航空瞬变电磁法  

描述： 航空瞬变电磁法具有探测效率高、电磁异常分辨率高等优点,尤其适用于深部矿产及老矿区周边的资源探测。本文模拟了全波形航空电磁数据,结合数值研究的结果,通过实验验证了关断期间段电磁响应在异常探测中的优势。首先,基于吉林大学研制的航空瞬变电磁系统(JLU-ATEM~Ⅰ型),采用时域有限差分方法和卷积算法计算了三维模型的全波形航空瞬变电磁响应,并通过均匀半空间模型验证了计算的正确性;然后,对比关断期间段和关断后段的电磁响应,研究了下降沿时间对于异常探测的影响;最后,开展了两组电磁探测实验,结果表明关断期间段的电磁响应能够更有效地揭示浅层目标体,航空瞬变电磁系统对于浅层目标探测是一种有效的技术手段。

基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法

作者： 任运通   李貅   齐彦福   曹华科   来源： 物探与化探 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   OpenMP   MPI   有限元  

描述： 时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁系统的影响范围有限,采用局部网格技术将计算任务划分成多个子网格,即每个发射源一套网格,各网格的正演计算相互独立,不存在数据依赖性,具有很好的可并行性;利用MPI技术对多个子网格正演任务进行分配,在各个进程上进行并行计算;针对每个正演子网格,在进行时间域有限元算法正演模拟过程中,采用OpenMP技术对单元矩阵进行并行计算。典型地电模型的数值模拟结果表明本文开发的MPI+OpenMP并行正演算法可以有效提高正演速度,最高加速比可达10倍。

基于MPI+OpenMP的时间域航空电磁快速正演算法

作者： 任运通   李貅   齐彦福   曹华科   来源： 物探与化探 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   OpenMP   MPI   有限元  

描述： 时间域有限元算法已被广泛应用于航空电磁三维正演模拟当中,然而由于航空电磁测区面积大,且采样密集,造成正演计算量巨大,传统的串行算法已经无法满足计算效率要求,为此,开展了并行加速算法研究以解决计算效率不足的问题。基于航空电磁系统的影响范围有限,采用局部网格技术将计算任务划分成多个子网格,即每个发射源一套网格,各网格的正演计算相互独立,不存在数据依赖性,具有很好的可并行性;利用MPI技术对多个子网格正演任务进行分配,在各个进程上进行并行计算;针对每个正演子网格,在进行时间域有限元算法正演模拟过程中,采用OpenMP技术对单元矩阵进行并行计算。典型地电模型的数值模拟结果表明本文开发的MPI+OpenMP并行正演算法可以有效提高正演速度,最高加速比可达10倍。

基于PCA-RBF神经网络的航空飞行几何参数拟合

作者： 嵇艳鞠   徐鹏   赵雪娇   朱宇   关珊珊   栾卉   来源： 地球物理学报 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁　　直升机飞行　　权重系数主成分分析　　径向基神经网络　　参数拟合  

描述： 试验数据进行拟合分析,单一异常体理论数据的绝对误差平均值小于20nV·m-2,双异常体理论数据绝对误差平均值为160nV·m-2.野外实测数据在异常线圈中心位置的拟合相对误差小于1%,整条剖面测线

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.

时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演研究

作者： 齐彦福   李貅   殷长春   戚志鹏   周建美   孙乃泉   刘云鹤   张博   来源： 地球物理学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 时间域航空电磁   异常识别   各向异性   自适应有限元   三维正演  

描述： 各向异性介质模型电性结构复杂,如何进行合理的网格剖分成为获得高精度正演结果的关键,为此本文开展时间域航空电磁各向异性大地三维自适应有限元正演算法研究.通过结合非结构时间域有限元算法和自适应网格优化技术,实现各向异性介质条件下三维时间域航空电磁自适应正演.考虑到时间域航空电磁响应随时间的衰减特性,为了综合评价不同时刻的后验误差,本文将时间作为加权因子,调整各个时刻后验误差的相对权重,进而实现对浅部和深部网格的同步优化.通过与一维解析结果进行对比验证了本文算法的可靠性.数值实验结果显示电导率各向异性对自适应网格影响严重,其最大主轴电导率的数值及其分布特征直接决定了网格加密效果.此外,各向异性对时间域航空电磁三分量响应的分布形态和异常幅值也会产生严重影响,利用全域视电阻率极性图,可以很好地识别各向异性主轴方向.