技术特征：
1.一种基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)为探测地质结构构建初始模型，其中，模型参数为矿化度；(2)获取能够用于反演的观测地震电磁场数据；(3)采用pride方程组对模型进行正演计算，以得到作为正演结果的预测地震电磁场数据；当第一次迭代计算时，模型为初始模型，其他次迭代计算时，模型为更新模型；(4)根据观测地震电磁场数据、预测地震电磁场数据以及模型粗糙度构建震电效应一维正则化反演的目标函数；(5)以目标函数求极小等价于其导数为0为目标，采用高斯-牛顿方法进行迭代反演计算模型参数的更新量，以得到更新模型；(6)迭代重复步骤(3)-(5)，直到迭代终止，得到的最新更新模型作为最终的反演模型。2.根据权利要求1所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，采用pride方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：方程组对模型进行正演计算时，pride方程组表示为：其中，表示拉普拉斯算符，σ(ω)表示动态电导率，ω表示圆频率，u是固相位移，w＝φ(u-u
f
)是渗流位移，u
f
是平均流体位移，φ是孔隙度，p是孔隙流体压强，τ是应力张量，i是单位张量，ρ
f
是孔隙流体密度，ρ是孔隙介质的等效密度，η是孔隙流体粘滞系数，κ(ω)是动态渗透率，l(ω)表示动电耦合系数，h,c,m和g是四个单独的弹性模量，h是磁场，e是电场，f和f是分别作用在流相和整个孔隙介质上的体力密度，ε和μ是孔隙介质的介电常数和磁导率；将模型参数和中心频率带入pride方程组，经计算求解得到正演结果；其中，在计算固相位移u、渗流位移w以及平均流体位移u
f
时需要用到中心频率。3.根据权利要求1所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，构建的震电效应一维正则化反演的目标函数表示为：其中，为数据拟合项，为模型粗糙度约束项，β为正则化因子，u和k的具体形式为：u＝w
d
(d
obs-d
prd
)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)k＝w
m
(m-m
ref
).
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)上式中，d
obs
为观测地震电磁场数据向量，d
prd
是由模型m计算的电磁响应，即为预测地震电磁场数据向量，m
ref
为参考模型，w
d
为一个对角阵，其元素是观测响应中噪声的倒数，和的一般形式可表示为：
其中，x表示上式中的u或k，第n次迭代的目标函数可表示为而u＝w
d
(d
obs-d
n-1-jδm)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)k＝w
m
(m
n-1
+δm-m
ref
)，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)式中，d
n-1
是由上一次迭代得到的模型m
n-1
计算得到的响应向量，δm＝m
n-m
n-1
，j是灵敏度矩阵。4.根据权利要求1所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，在对目标函数进行求解时，计算观测地震电磁场数据的灵敏度，具体计算为：其中，m
j
表示第j个模型的模型参数，δm
j
表示模型参数的更新量，f
s
(m
j
)表示对第j个模型的正演响应数据，即预测地震电磁场数据，s表示正演响应数据的索引，j
sj
表示第j个模型关于第s个正演响应数据构建的目标函数；依据观测地震电磁场数据的灵敏度筛选观测地震电磁场数据用于模型参数的更新量的计算。5.根据权利要求4所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，所述依据观测地震电磁场数据的灵敏度筛选观测地震电磁场数据用于模型参数的更新量的计算，包括：将超过灵敏度阈值的观测地震电磁场数据对应的噪声误差设置为极大，以使这些数据在反演过程中不发挥作用。6.根据权利要求1所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，在迭代反演计算过程中，为反演过程中施加电导率上下限约束以减少虚假异常数据，具体包括：基于对数参数的电导率转换函数将模型参数变化到转换域内，对反演结果进行电导率上下限约束，以减少了反演的多解性，即利用公式(15)将模型参数m
k
变换到转换域内模型参数h
k
，迭代之后再将h
k
利用公式(16)变换为m
k
，其中a
k
为下限，取值范围为小于0.001，b
k
为上限，取值范围为大于等于1，h
k
＝log(m
k-a
k
)-log(b
k-m
k
),a
k
＜m
k
＜b
k
,k＝1,2,...,m.
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)7.根据权利要求1所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，在迭代反演计算过程中，通过对目标函数进行求解以获得预测地震电磁场数据和观测地震电磁场数据的拟合差，将拟合差小于设置阈值作为反演迭代终止条件，在不满足反演迭代终止条件时，依据求解目标函数获得的模型参数的更新量来更新模型。8.根据权利要求7所述的基于震电效应的矿化度的反演方法，其特征在于，所述反演迭代终止条件为拟合差小于1，其中，拟合差rms的计算为：
其中，ndata是观测地震电磁场数据个数，s为观测地震电磁场数据的索引，d
pre，s
和d
obs,s
是预测地震电磁场数据和观测地震电磁场数据，w
d
为数据方差矩阵。
技术总结
本发明公开了一种基于震电效应的矿化度的反演方法，包括：(1)为探测地质结构构建初始模型；(2)获取观测地震电磁场数据；(3)采用Pride方程组对模型进行正演计算，以得到预测地震电磁场数据；当第一次迭代计算时，模型为初始模型，其他次迭代计算时，模型为更新模型；(4)根据观测地震电磁场数据、预测地震电磁场数据以及模型粗糙度构建震电效应一维正则化反演的目标函数；(5)以目标函数求极小等价于其导数为0为目标，采用高斯-牛顿方法进行迭代反演计算模型参数的更新量，以得到更新模型；(6)迭代重复步骤(3)-(5)，直到迭代终止，得到最终反演模型。该方法能够利用震电数据进行地下矿化度的探测。下矿化度的探测。下矿化度的探测。
技术研发人员：马鑫鹏 刘云鹤 殷长春
受保护的技术使用者：吉林大学
技术研发日：2022.06.10
技术公布日：2022/8/12