频散介质中的瞬变电磁响应特征和反演特性分析

智庆全 武军杰 王兴春 杨毅 张杰 邓晓红

真实大地固有频散特性，较强的频散效应叠加到瞬变电磁响应之中，会给传统的数据处理手段带来困难。目前考虑频散效应的瞬变电磁数据多参数联合反演解释方法，具有显著的多解性和初始模型依赖。为分析这种现象产生的原因，并探究可能的解决途径，这里首先引入Cole-Cole模型，结合数字滤波方法实现了频散介质中瞬变电磁响应的正演，通过与前人结果对比验证了正演方法的有效性。以典型的电模型为基础，分析了频散介质中瞬变电磁响应规律、单调性和灵敏度特征。采用多参数联合反演中常用的目标函数，分析了反演目标函数的形态、极值点、平滑度等特性，探讨了适合频散介质中瞬变电磁响应的反演策略。研究表明，频散介质中的瞬变电磁响应特征具有明显的非单调性，频率相关系数和时间常数的灵敏度特性较差，反演目标函数具有大量的局部极小和尖锐的全局极小，全局优化算法是较适合此反演问题的寻优策略，但仍需引入目标函数改造或参数约束等手段以改善反演过程的收敛性。