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基于混合网格有限元的直流电阻率法三维正演研究

2022-06-07王新宇毛玉蓉严良俊高文龙

煤田地质与勘探 2022年5期

王新宇,王 程,毛玉蓉,严良俊,周 磊,高文龙

(1.长江大学 油气资源与勘探技术教育部重点实验室,湖北 武汉 430100;2.非常规油气省部共建协同创新中心,湖北 武汉 430100;3.中煤科工集团西安研究院有限公司,陕西 西安 710077)

直流电阻率法从地表到孔中、低维到高维、粗放到精细快速发展,在有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查中应用广泛、效果明显[1-2]。直流电阻率法实测资料的合理解释离不开有效的三维正反演技术,并且直流电阻率法三维正反演一直是地球物理学界的研究热点[3-8]。

国内外学者对电阻率法正演做了大量研究。20 世纪70 年代末期,国外学者A.Dey 等[9]将吸收边界条件的思想应用于电阻率法三维数值模拟,有效减少网格数目和边界效应的影响,取得良好的模拟效果;R.C.Fox 等[10]研究了起伏地形对电阻率法和激发极化法观测数据的影响;T.Lowry[11]、ZHAO Shengkai[12]等将电位分解成背景值和异常值的叠加,提出了异常电位法,克服场源的奇异性,有效地提高计算精度;C.Rücker 等[13]采用非结构四面体网格有限元法实现了复杂地形下电阻率法三维模拟;强建科等[14]将三棱柱单元引入起伏地形条件下电阻率法有限元三维正演中,并研究了起伏地形对电阻率法正演响应的影响特征;汤井田等[15]采用三棱柱网格,推导了无限元三维单元映射函数,取得较高的计算精度。在井-地电阻率法数值模拟方面,王志刚等[16]基于积分方程法离散泊松方程,实现了井-地电阻率法三维并行正演算法;部分学者[17-18]基于有限差分法实现了线源井-地电法三维正演,并取得了良好的数值模拟效果;……

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