本發(fā)明屬于電磁勘探，尤其涉及一種地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、地井電磁法特指在地面發(fā)射、井下接收的井筒電磁法，與井間電磁、井地電磁相比，避免了發(fā)射器置于套管中存在的強烈電磁屏蔽，同時突破了因激勵源尺寸對發(fā)射功率的限制。高效的多場源多頻率三維地井電磁法反演研究，必然給油氣勘探開發(fā)、提高采收率的發(fā)展帶來新的機遇，應(yīng)用前景廣闊。但反演研究依靠于高效的正演模擬計算，因而，開發(fā)適用于復(fù)雜地區(qū)的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法具有重要的理論與現(xiàn)實意義。

2、正演是反演的基礎(chǔ)。復(fù)雜介質(zhì)電磁場正演模擬方法中，基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格、無網(wǎng)格及自適應(yīng)網(wǎng)格有限元法開展的數(shù)值模擬研究是當(dāng)前的主流，采用有限差分法及派生的有限體積法開展復(fù)雜介質(zhì)電磁場模擬亦不斷涌現(xiàn)。微分方程法模擬復(fù)雜介質(zhì)電磁響應(yīng)需謹(jǐn)慎處理截斷邊界、積累誤差、場源奇異性等問題。對帶套管的地井電磁模擬而言，微分方程法還需特別解決包含井孔在內(nèi)的特殊邊界和網(wǎng)格剖分問題，這在當(dāng)前仍屬于一項艱巨的任務(wù)。而積分方程法模擬僅需要局部空間離散、求解精度高，相較于微分方程法無需考慮特殊井孔電磁模擬問題，因而積分方程法模擬優(yōu)勢更為明顯。

3、然而，反演過程求解積分方程比求解微分方程需處理更為困難的數(shù)學(xué)問題。如nie等(2010)采用預(yù)校正的快速傅里葉變換法開展隨鉆測井電磁場模擬，chobanyan等(2014)提出雙高階大范圍的廣義體-面積分方程法，紀(jì)澤明等(2018)開展擬線性積分方程的大地電磁三維正演研究，kong等(2020)提出大尺度目標(biāo)體散射場計算的非連續(xù)伽遼金面積分方程方法等等?；诜e分方程模擬的反演領(lǐng)域，宋殿光和魏寶君(2010)考慮均勻介質(zhì)背景的born迭代反演研究；李靜和和何展翔(2014)將層狀背景介質(zhì)參數(shù)納入反演過程，開展三維井間電磁最小二乘反演研究；malovichko等(2017)引入共軛梯度法開展三維地震數(shù)據(jù)全波形反演研究；李靜和等(2019)開展了三維地形頻率域井筒電磁場區(qū)域積分方程法模擬研究；zhang等(2020)開展采用積分方程模擬的無相位高度非線性反演研究；xu等(2020)進行傅里葉基-擴展積分方程模擬的高非線性反演研究等等。針對三維模型積分方程模擬的反演算法研究，國內(nèi)外學(xué)者常采用矩形單元及不同階數(shù)的積分方程法開展數(shù)值模擬，對復(fù)雜模型的剖分需加密網(wǎng)格以獲取高精度數(shù)值模擬結(jié)果，而加密網(wǎng)格則導(dǎo)致計算量及存儲量增大問題。

4、為此，zhdanov等(2011)提出基于分離模擬技術(shù)的體積分方程法，嘗試研究高效地解決同時存在三維大尺度鹽丘體與二維大尺度薄層目標(biāo)體的電磁場模擬問題，但其采用規(guī)則六面體網(wǎng)格剖分且模擬的目標(biāo)體局限于規(guī)則形體。李靜和(2015)基于bcgs-fft快速算法積分方程模擬，開展水平層狀介質(zhì)背景下二維地井電磁對比源反演、三維井地電磁考慮儲層特性的兩步反演算法探索，實現(xiàn)井筒電磁快速反演。martin等(2017)在zhdanov等(2011)積分方程正演模擬基礎(chǔ)上，構(gòu)建多級并行的二維大地電磁勘探阻抗反演算法，但未涉及不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)計算過程。李靜和等(2020)基于三維地形頻率域井筒電磁場區(qū)域積分方程法模擬算法基礎(chǔ)上，開展了復(fù)雜介質(zhì)對比源反演算例研究?；诜e分方程模擬反演算法的發(fā)展，對于復(fù)雜介質(zhì)井筒電磁成像具有很大的幫助。但是三維地井電磁勘探常用于不規(guī)則層狀背景介質(zhì)內(nèi)剩余油氣藏探測及注水開采過程油氣-水動態(tài)運移監(jiān)測，傳統(tǒng)均勻半空間或水平層狀背景介質(zhì)的假設(shè)導(dǎo)致其實用化的精度受到限制。為了獲得不規(guī)則層狀背景介質(zhì)內(nèi)剩余油氣藏探測及注水開采過程油氣-水動態(tài)運移高精度成像效果，基于積分方程模擬實用化三維地井電磁反演研究有待探索。

5、鑒于上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在急需解決的技術(shù)問題為：

6、(1)微分方程法模擬復(fù)雜介質(zhì)電磁響應(yīng)需謹(jǐn)慎處理截斷邊界、積累誤差、場源奇異性等問題。對帶套管的地井電磁模擬而言，微分方程法還需特別解決包含井孔在內(nèi)的特殊邊界和網(wǎng)格剖分問題。

7、(2)三維模型積分方程模擬的反演算法研究，國內(nèi)外學(xué)者常采用矩形單元及不同階數(shù)的積分方程法開展數(shù)值模擬，對復(fù)雜模型的剖分需加密網(wǎng)格以獲取高精度數(shù)值模擬結(jié)果，而加密網(wǎng)格則導(dǎo)致計算量及存儲量增大問題。

8、(3)三維地井電磁勘探常用于不規(guī)則層狀背景介質(zhì)內(nèi)剩余油氣藏探測及注水開采過程油氣-水動態(tài)運移監(jiān)測，傳統(tǒng)均勻半空間或水平層狀背景介質(zhì)的假設(shè)導(dǎo)致其實用化的精度受到限制。

9、當(dāng)前地井電磁勘探領(lǐng)域還未見有針對三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法研究報道，因此迫切需要開發(fā)一種創(chuàng)新性不規(guī)則層狀背景介質(zhì)地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，用以對復(fù)雜地區(qū)油氣藏分布及其運移情況進行精確勘探。

10、上述技術(shù)問題在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中會帶來一系列挑戰(zhàn)，主要集中在計算復(fù)雜度、存儲需求、精度優(yōu)化等方面。以下是這些技術(shù)問題導(dǎo)致的具體產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上的挑戰(zhàn)：

11、1、大規(guī)模計算和存儲瓶頸

12、由于多源多頻率三維地井電磁場的積分方程模擬涉及到大量的一次場計算和積分方程求解，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中會遇到以下問題：

13、計算負(fù)擔(dān)大：計算量隨研究區(qū)域規(guī)模、網(wǎng)格剖分的精細(xì)程度、源和接收點數(shù)量的增加呈指數(shù)增長。傳統(tǒng)計算系統(tǒng)難以承受這種負(fù)載，導(dǎo)致數(shù)據(jù)處理時間過長，特別是在實時或近實時的應(yīng)用場景中，如煤礦資源勘探或地?zé)岜O(jiān)測等。

14、存儲需求高：需要存儲大量的電磁場數(shù)據(jù)和格林函數(shù)值，對于大規(guī)模三維模型來說，存儲需求會迅速增加，產(chǎn)業(yè)中所用設(shè)備的存儲能力和數(shù)據(jù)傳輸帶寬會受到極大挑戰(zhàn)，影響數(shù)據(jù)處理速度和效果。

15、2、格林函數(shù)計算的局限性

16、由于目前只能獲得水平層狀介質(zhì)的格林函數(shù)解析解，不規(guī)則層狀背景介質(zhì)的格林函數(shù)需通過數(shù)值方法計算。

17、精度問題：當(dāng)應(yīng)用于復(fù)雜的地質(zhì)背景時，僅能利用水平層狀介質(zhì)的格林函數(shù)作為基礎(chǔ)，在處理具有不規(guī)則層狀介質(zhì)時，容易出現(xiàn)誤差，影響對地下結(jié)構(gòu)的精確反演和結(jié)果分析。

18、計算時間延長：對于不規(guī)則層狀背景介質(zhì)，格林函數(shù)的數(shù)值模擬難度顯著增加，不僅需要更多的計算時間，還可能需要開發(fā)專門的算法。這會拖延產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的進程，導(dǎo)致實時監(jiān)測或快速勘探受阻。

19、3、高斯濾波算法的精度和效率挑戰(zhàn)

20、雖然高斯濾波算法用于三維水平層狀介質(zhì)的一次場響應(yīng)計算，作為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)的右端項，但面臨以下技術(shù)問題：

21、準(zhǔn)確性難保障：高斯濾波作為一次場計算的工具，可能會在細(xì)節(jié)處理上丟失一些特征，尤其是在不規(guī)則背景中，濾波過程可能會引入誤差，降低對地下電磁場響應(yīng)的精確模擬。對于高精度勘探任務(wù)(如礦藏定位、地下水資源識別等)，這類誤差可能導(dǎo)致結(jié)果偏差。

22、計算效率問題：雖然高斯濾波在水平層狀介質(zhì)中能提供快速響應(yīng)，但將其應(yīng)用到不規(guī)則層狀背景中時，需要額外的處理和補償機制，導(dǎo)致計算效率降低。在實際應(yīng)用中，尤其是需要處理大范圍、復(fù)雜地質(zhì)條件的情況下，計算效率不足可能直接限制產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的進展。

23、4、空間插值算法推導(dǎo)復(fù)雜性

24、通過并矢格林函數(shù)的平面對稱性質(zhì)，僅計算水平剖面對角線一半網(wǎng)格點，并利用空間插值重建整個網(wǎng)格點格林函數(shù)分布，帶來以下問題：

25、插值算法的復(fù)雜性和開發(fā)成本：重新推導(dǎo)這種插值算法并確保其在各種復(fù)雜地質(zhì)背景下的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，可能需要大量的研發(fā)投入。這種復(fù)雜性會增加產(chǎn)業(yè)化過程中的技術(shù)開發(fā)成本，并延長項目的研發(fā)周期。

26、插值誤差帶來的后果：由于插值過程中可能引入誤差，特別是在不規(guī)則地質(zhì)條件下，插值誤差可能導(dǎo)致電磁場響應(yīng)的失真，從而影響勘探或監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。對于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的精準(zhǔn)需求(如煤礦中遺煤氧化風(fēng)險預(yù)判、地下水監(jiān)測等)，這種誤差可能產(chǎn)生較大影響，甚至導(dǎo)致誤判。

27、上述技術(shù)問題會在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中導(dǎo)致計算負(fù)荷過重、存儲成本增加、處理精度下降和開發(fā)復(fù)雜度提升等方面的挑戰(zhàn)，直接影響系統(tǒng)的應(yīng)用效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了解決這些問題，需要進一步優(yōu)化算法，提高計算效率，并通過新技術(shù)開發(fā)更精確、更高效的格林函數(shù)求解和插值方法，以滿足產(chǎn)業(yè)中的實時性和精度要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，可實現(xiàn)不規(guī)則層狀介質(zhì)背景下地井電磁正演模擬響應(yīng)計算，為復(fù)雜地區(qū)的剩余油氣儲層勘探和油氣動態(tài)監(jiān)測提供技術(shù)保障。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，包括：

3、步驟一，確定三維不規(guī)則層狀背景介質(zhì)指界面有緩慢起伏的層狀介質(zhì)，層內(nèi)電阻率保持不變，考慮低頻段電磁勘探應(yīng)用，忽略金屬套管影響；確定研究三維區(qū)域，進行立方體三維網(wǎng)格剖分；為了實現(xiàn)三維不規(guī)則層狀背景介質(zhì)并矢格林函數(shù)解析解的計算，將場源與接收點交換位置，推導(dǎo)三維不規(guī)則層狀介質(zhì)背景下三維地井電磁場積分方程；

4、步驟二，根據(jù)推導(dǎo)的多源多頻率三維地井電磁場積分方程，首先計算研究區(qū)域內(nèi)部網(wǎng)格點積分方程右端涉及的電磁場一次場響應(yīng)；假設(shè)不規(guī)則層狀背景介質(zhì)電磁場響應(yīng)與水平層狀介質(zhì)響應(yīng)弱耦合，將研究區(qū)域視為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)與水平層狀介質(zhì)的疊加，采用高斯濾波算法計算三維水平層狀介質(zhì)問題一次場響應(yīng)，并作為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)數(shù)值模擬方程組右端項，穩(wěn)定型雙共軛梯度-快速傅里葉變換算法求解不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)數(shù)值模擬方程組；

5、步驟三，基于求解的不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)響應(yīng)，利用并矢格林函數(shù)平面對稱性質(zhì)，采用快速傅里葉變換算法，僅計算研究區(qū)域水平剖面對角線一半網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)，通過空間插值算法重建完整水平剖面網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)分布；

6、步驟四，將上述并矢格林函數(shù)代入步驟一積分方程組，采用穩(wěn)定型雙共軛梯度-快速傅里葉變換算法求解上述三維不規(guī)則層狀介質(zhì)背景下三維地井電磁場積分方程組，即可獲取研究三維區(qū)域內(nèi)剖分網(wǎng)格中心點的電磁場總場，再計算地井電磁井筒內(nèi)每個觀測點處的電磁場一次場和散射場，兩者相加即為觀測點處的總電磁場響應(yīng)。

7、進一步，所述步驟一具體包括：

8、考慮多源多頻率三維地井電磁觀測系統(tǒng)，布設(shè)若干徑向及垂直徑向方向偶極源對發(fā)射場源，井中目標(biāo)層位設(shè)置接收器測量電磁場。假設(shè)研究區(qū)域地下介質(zhì)為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)，考慮介質(zhì)磁導(dǎo)率μ為常值，而介電常數(shù)隨空間位置變化，則電場滿足的方程表達式為：

9、

10、其中，ω為角頻率，r為接收點處空間位置；ε0和分別為自由空間和異常區(qū)域介電常數(shù)，j為虛數(shù)單位，σ為內(nèi)部空間電導(dǎo)率。

11、不失一般性，外激勵場源表示為：

12、

13、定義滿足上述研究區(qū)域并矢格林函數(shù)使得滿足以下方程式：

14、

15、上式中，v為研究區(qū)域，dv′表示對目標(biāo)區(qū)域?qū)?shù)，r′為研究區(qū)域內(nèi)空間位置，場源表述為：

16、

17、進一步，所述步驟二具體包括：

18、引入單位并矢及脈沖函數(shù)δ(r-r′)，則方程式(4)可表示為：

19、

20、則由方程式(1)-(5)，推導(dǎo)r′處激發(fā)場源、r處考慮不規(guī)則層狀背景介質(zhì)分布的并矢格林函數(shù)表達式為：

21、

22、針對研究區(qū)域v內(nèi)并矢格林函數(shù)求取，可引入互易定理，將方程式(6)的場源與接收點位置調(diào)換，將研究區(qū)域v采用n個六面體單元剖分，利用穩(wěn)定型雙共軛梯度-快速傅里葉算法求解方程組獲取不規(guī)則層狀介質(zhì)背景并矢格林函數(shù)。

23、進一步，所述步驟三具體包括：

24、假設(shè)地面布設(shè)mt個激勵場源tx，井中不同深度布置mr個接收點rx，則單頻率場源激發(fā)條件下總的數(shù)據(jù)點數(shù)為m＝mt×mr。研究區(qū)域v采用n個網(wǎng)格單元剖分，每個單元δv電性參數(shù)為常數(shù)，則研究區(qū)域內(nèi)散射場表述為：

25、

26、式中ir＝1,…,mr，it＝1,…,mt；為第q層激發(fā)場源引起的位于不規(guī)則層狀介質(zhì)第m層接收點處格林函數(shù)，由上述三維不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)積分方程模擬求?。籩(rk',rit)為研究區(qū)域內(nèi)總電場，為電性對比度函數(shù)。將方程式(7)簡潔表示為：

27、f＝ax?(8)

28、其中，x為對比度函數(shù)矩陣系數(shù)；i＝ir+(it-1)·mr、k＝1,…,n。則對于給定的對比度函數(shù)矩陣x，可求得散射場分布f，而已知更新的散射場f可逆推對比度函數(shù)x空間分布。上述e(rk',rit)為某層介質(zhì)內(nèi)剖分區(qū)域總電場分布，滿足三維層狀介質(zhì)背景下亥姆霍茲方程(1)。而求取大尺度三維層狀介質(zhì)背景下的總電場分布需解決并矢格林函數(shù)及方程(1)右端一次場引起的巨大計算量及存儲量問題。僅計算研究區(qū)域水平剖面對角線一半網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)，通過空間插值算法重建完整水平剖面網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)分布。針對方程(1)右端一次場計算，通過高斯濾波算法提供層狀介質(zhì)背景下任意位置的場值分布。如此，對于剖分單元數(shù)q×t×l的研究區(qū)域v，采用非完全快速傅里葉變換可將計算區(qū)域降低為

29、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機設(shè)備，計算機設(shè)備包括存儲器和處理器，存儲器存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得處理器執(zhí)行所述的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法的步驟。

30、本發(fā)明的另一目的在于提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，存儲有計算機程序，計算機程序被處理器執(zhí)行時，使得處理器執(zhí)行所述的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法的步驟。

31、結(jié)合上述的技術(shù)方案和解決的技術(shù)問題，本發(fā)明所要保護的技術(shù)方案所具備的優(yōu)點及積極效果為：

32、第一、油氣資源短缺已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，同時現(xiàn)有油氣儲層的采收率不高，大量剩余油氣資源難以發(fā)現(xiàn)和采出。發(fā)展基于三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，實現(xiàn)地井電磁勘探新技術(shù)，發(fā)現(xiàn)剩余油氣儲層和監(jiān)測油氣動態(tài)開采過程，對提高采收率具有重要意義。

33、本發(fā)明的基于三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，將場源與接收點交換位置，推導(dǎo)三維不規(guī)則層狀介質(zhì)背景下三維地井電磁場積分方程，實現(xiàn)三維不規(guī)則層狀背景介質(zhì)并矢格林函數(shù)解析解的計算；計算研究區(qū)域內(nèi)部網(wǎng)格點積分方程右端涉及的電磁場一次場響應(yīng)；假設(shè)不規(guī)則層狀背景介質(zhì)電磁場響應(yīng)與水平層狀介質(zhì)響應(yīng)弱耦合，將研究區(qū)域視為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)與水平層狀介質(zhì)的疊加，采用高斯濾波算法計算三維水平層狀介質(zhì)問題一次場響應(yīng)，并作為不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)數(shù)值模擬方程組右端項，穩(wěn)定型雙共軛梯度-快速傅里葉變換算法求解不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)數(shù)值模擬方程組；

34、基于求解的不規(guī)則層狀背景介質(zhì)格林函數(shù)響應(yīng)，利用并矢格林函數(shù)平面對稱性質(zhì)，采用快速傅里葉變換算法，僅計算研究區(qū)域水平剖面對角線一半網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)，通過空間插值算法重建完整水平剖面網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)分布；采用穩(wěn)定型雙共軛梯度-快速傅里葉變換算法求解上述三維不規(guī)則層狀介質(zhì)背景下三維地井電磁場積分方程組，即可獲取研究三維區(qū)域內(nèi)剖分網(wǎng)格中心點的電磁場總場，實現(xiàn)高效計算地井電磁井筒內(nèi)每個觀測點處的電磁場一次場和散射場。

35、本發(fā)明填補了基于三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法的空白，將為發(fā)現(xiàn)剩余油氣儲層和監(jiān)測油氣動態(tài)開采過程，提高采收率提供技術(shù)保障。

36、本發(fā)明將三維非完全快速傅里葉變換理論與當(dāng)前用于油氣勘探及開發(fā)過程油氣監(jiān)測的三維地井電磁法緊密的結(jié)合在一起，充分發(fā)揮了二者在各自領(lǐng)域中的優(yōu)勢，將高效的三維非完全快速傅里葉變換理論集成在三維地井電磁勘探應(yīng)用中。

37、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法，該方法采用三維非完全快速傅里葉變換算法，計算研究區(qū)域水平剖面對角線一半網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)，通過空間插值算法重建完整水平剖面網(wǎng)格點并矢格林函數(shù)分布，計算效率得到較大提高。本發(fā)明針對三維地井電磁油氣藏勘探，可為高精度高效的圈定油氣靶區(qū)及監(jiān)測油氣運移動態(tài)分布提供新的技術(shù)。該基于三維非完全快速傅里葉變換的地井電磁勘探模擬計算的關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化方法通過推廣，將為復(fù)雜地區(qū)發(fā)現(xiàn)剩余油氣儲層和監(jiān)測油氣動態(tài)開采過程，為提高采收率提供技術(shù)保障。

38、第二，本發(fā)明的技術(shù)方案在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中解決的現(xiàn)有技術(shù)問題及顯著技術(shù)進步

39、1、解決的現(xiàn)有技術(shù)問題

40、在傳統(tǒng)的地井電磁勘探模擬計算中，處理復(fù)雜的三維不規(guī)則層狀背景介質(zhì)時，通常面臨計算復(fù)雜度高、數(shù)據(jù)處理耗時長的問題。具體問題包括：

41、電磁場傳播方程的計算復(fù)雜度：地井電磁勘探中，電磁場在不規(guī)則層狀介質(zhì)中的傳播極為復(fù)雜，尤其是當(dāng)背景介質(zhì)隨空間變化時，求解電磁場的分布需要大量的數(shù)值計算和存儲空間。

42、并矢格林函數(shù)的求取難度：針對不規(guī)則層狀背景介質(zhì)，三維電磁場的并矢格林函數(shù)的解析解難以獲得，傳統(tǒng)方法需要大量網(wǎng)格剖分和數(shù)值求解，導(dǎo)致計算量極其龐大。

43、數(shù)據(jù)點數(shù)和剖分單元數(shù)：當(dāng)?shù)孛嬗卸鄠€激發(fā)場源、井下有多個接收點時，數(shù)據(jù)點數(shù)和研究區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)格剖分單元數(shù)劇增，進一步增加了計算與存儲的難度。

44、2、顯著的技術(shù)進步

45、本發(fā)明通過引入三維非完全快速傅里葉變換(fft)技術(shù)和并矢格林函數(shù)求取方法，解決了上述傳統(tǒng)技術(shù)中的計算和存儲問題，具有以下顯著技術(shù)進步：

46、非完全快速傅里葉變換的應(yīng)用：通過非完全快速傅里葉變換，研究區(qū)域的計算范圍從全空間縮小至關(guān)鍵區(qū)域，從而將計算量顯著降低至\(o(n\log?n)\)級別，相比傳統(tǒng)全空間fft計算大大提高了計算效率，尤其適合處理大規(guī)模三維地井電磁勘探問題。

47、格林函數(shù)的互易定理與空間插值：本發(fā)明利用互易定理，通過調(diào)換場源和接收點位置減少了計算步驟。通過僅計算剖分單元數(shù)一半的并矢格林函數(shù)，再通過空間插值技術(shù)重建完整的網(wǎng)格點格林函數(shù)分布，顯著降低了存儲和計算需求。

48、高斯濾波算法加速一次場計算：本發(fā)明在一次場計算中引入高斯濾波算法，使得在三維層狀介質(zhì)背景下，能夠高效獲取任意位置的電磁場值分布。這種方法避免了傳統(tǒng)方法中的逐點求解，提高了電磁場分布的計算速度。

49、大數(shù)據(jù)點數(shù)優(yōu)化處理：針對大規(guī)模的激發(fā)場源和接收點，本發(fā)明通過優(yōu)化網(wǎng)格剖分和數(shù)據(jù)處理流程，降低了系統(tǒng)處理大規(guī)模數(shù)據(jù)點的計算壓力，能夠快速模擬多源多頻率的電磁場分布，有效應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件下的地井電磁勘探。

50、本發(fā)明通過三維非完全快速傅里葉變換、空間插值、高斯濾波等技術(shù)的綜合應(yīng)用，大大提高了電磁場計算效率，降低了存儲需求，并能快速求解大規(guī)模不規(guī)則層狀介質(zhì)中的電磁場分布，具有顯著的技術(shù)進步。這些技術(shù)進步極大推動了地井電磁勘探技術(shù)在復(fù)雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用，有助于更高效地進行資源勘探和地下結(jié)構(gòu)分析。