基于特征參數的頻率域海洋可控源電磁數據反演影響因素分析

(中國海洋大學海洋地球科學學院，山東青島，266100)

可控源電磁法(controlled-source electromagnetic methods,CSEM)已成功應用于海底油氣、天然氣水合物及礦產資源勘探中[1-2]。頻率域海洋CSEM通常的工作方式是在海底上方拖曳電偶極子源，發射頻率為0.1～10 Hz的電磁信號，并在海底布設接收站采集經過海底地層傳播的電磁信號[3]。當前頻率域海洋CSEM一維反演[4-8]和二維反演[3,9-13]發展較為成熟，三維反演算法在不斷發展中[14-16]。在海洋CSEM反演研究方面，前人的工作主要集中在反演算法的選取[9,17-24]、反演網格及初始模型的選擇[3,15]和正則化參數的選取[9,14]等方面，而對電磁場分量、發射頻率和觀測模式的選取研究較少。常規的海洋CSEM反演以軸向觀測模式下的單頻軸向電場分量反演為主[25]，KEY等[4,8]通過理論模型的反演測試發現，使用多頻率數據、多分量電磁場數據或混合觀測模式參與反演均能明顯改善反演結果，但未給出反演結果改善的理論依據。為探究一維時間域海洋CSEM對海底天然氣水合物的分辨能力，EDWARDS[26]提出特征參數分析方法來研究電磁場數據的分辨率，即對雅可比矩陣進行奇異值分解(SVD)，利用特征參數來定量分析反演參數耦合性，以此為依據確定地層電阻率或層厚在反演中能否重構。SCHOLL等[27]使用特征參數分析方法研究了時間域海洋CSEM法對海底高阻層的分辨能力。H?LZ等[28]使用特征參數分析方法分析時間域海洋CSEM中的旋轉不變量參數，結果表明使用旋轉不變量數據進行共中心點反演可以較好地恢復海底電性結構。……