便携式近地表频率域电磁法仪器研究现状与发展趋势

本文介绍了便携式近地表FDEM(频率域电磁法)仪器的应用需求、构成原理与特点、研究现状及新技术动态,强调了可靠性在实际应用中的重要性,对仪器研制过程中涉及的硬件、软件与结构三个部分的可靠性问题进行了深入探讨,并分别给出相应的解决措施.分别讨论了以不断进步的嵌入式技术、模拟技术、并行处理技术、无线通信技术及分布式设计技术等为代表的新技术对便携式近地表FDEM仪器性能指标的影响,明确了从集成度、功耗、精度、处理能力等方面提升便携式近地表FDEM仪器的整体性能是未来发展的方向,以期早日使得具有中国自主知识产权的便携式近地表FDEM仪器实现产业化,为新丝绸之路发展做出贡献.采用新设计理念,结合有效的新技术将提高近地表FDEM电磁勘探仪器的综合指标.可以预见,便携式近地表FDEM仪器功耗性能将会堪比现有智能手机功耗性能,勘探深度范围更广,分辨率更高,体积更小,更加便于携带和使用.     

嵌入式系统在电磁法勘探仪器中的应用概述

随着电子技术和信息技术的迅速发展,嵌入式技术成为当今电磁法勘探仪器的主流技术.以单片机为核心的电磁法勘探仪器已逐渐不适应电磁法勘探的需求.本文通过分析嵌入式系统的特点,针对目前电磁法勘探仪器主要采用的X86和ARM嵌入式微处理以及MS-DOS、Windows CE、Linux和μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统进行了分析和对...     

论被动源磁电勘探理论

本文从麦氏方程出发,运用电流磁场的等效理论阐明了在磁电勘探中,当矿体的二次极化电流具有垂直对称轴分布时,在地表面及以上空间中任一点的磁异常场（H）均等于零。因而,具有任何垂直对称状电化学矿产模式（石油、天然气、地下水及金属矿床等）的磁电勘探法异常场线积分均不存在。此外,由于对各种形状和任何极化倾角的矿体情况,地表面上均无电流密度垂直分量（i_n）存在,故地表面上异常场线积分均为零（∮_L H·dL=0）。因此,磁电勘探法不具备在地面上寻找此种矿产的物理前提。 本文还对倾斜极化球体和柱体的磁电勘探异常进行了计算,给出了主剖面上理论曲线的异常分布规律,指出了磁电异常的数量级。同时,还对井中磁电异常的分布规律给出了计算资料。为了对比,也对相应条件下的自然电场异常做了计算,指出了电场异常与磁场异常之间的不同特点及其对实际找矿的意义。     

ZD-8地电仪在南京通过鉴定

地电阻率法是地震预报前兆方法中的一个重要手段。然而近二十年来,一直用地球物理勘探中用于找矿的DDC-2系列仪器进行地电观测。 地电前兆观测与地震前兆观测一样,都是从强干扰背景中提取弱的震兆信息。但由于上述仪器无法排除各种强干扰,使观测精度受到一定影响,因此决定研制新的地电仪。ZD-8地电仪是国家地震局兰州地震研究所在总结了多年地电观测的经验和多种地电仪器的优缺点     

电磁法在金属矿勘查中的研究进展

电磁法勘探是以地壳中各种类型的岩石矿体导电性、导磁性等电磁学的性质为基本依据,通过对各类电场及电磁场在空间上的分布规律及时间特征进行观测和研究,找到各种有用的矿体、探明区域地质构造以及解决具体地质问题的一种地球物理勘查方法.地球物理电磁法多年来已在世界各处的铜矿、钼矿、铅锌矿、铝土矿、深部铀矿、海底热液多金属硫化物矿等金属矿产资源勘查中起到了重要作用.为了在未来将该地球物理方法更好地应用于金属矿的勘探开发工作,有必要对各种电磁法在应用时表现出的优缺点及未来发展走势作出详细分析.本文主要针对电磁法在金属矿产资源勘查中的应用与发展,对电磁法勘探的原理、仪器、各种分支方法、数据处理技术、反演解释等方面做出比较全面的论述,同时介绍了电磁法在陆地、空中、海洋等不同环境中的找矿实例与应用效果.未来电磁法勘探仪器将朝着高精度高分辨率、集成化采集、实时处理能力强、便于携带的方向发展,数据处理方面将融合多种地球物理方法进行联合反演及开展多学科交叉研究,而且电磁法的应用领域不再局限于地面和井中,航空电磁法和海洋电磁法在未来金属矿勘查工作中有着广阔的应用前景.     

基于相关辨识的逆重复m序列伪随机电磁法

分析了变频法和2ⁿ系列伪随机电磁法的场源信号特点,提出了基于相关辨识的逆重复m序列伪随机电磁法.逆重复m序列伪随机信号具有与白噪声类似的自相关函数,在频带内,频谱等间距均匀分布.由Wiener-Hopf方程,分析了逆重复m序列伪随机相关辨识大地系统冲激响应的原理.理论证明,合理地选择产生逆重复m序列的几个参数可以很好地压制各种干扰,高精度地辨识大地系统.讨论了影响测量精度与勘探分辨率的信号参数设计原则,为进一步研制具有自主产权的高分辨精细电磁勘探仪器和方法奠定了基础.     

中国煤炭电法勘探36年发展回顾

1980年以来,中国煤炭电法勘探经历了三十六年的发展过程.根据煤炭地质勘探任务和电法勘探技术特点,中国煤炭电法勘探的发展历程可分为三个阶段,即:1980年-1989年,以地面直流电法为主的勘探阶段;1990年-1999年,以煤矿井下直流电法为主的勘探阶段;2000年-2015年,以地面和井下瞬变电磁法为主的勘探阶段.文中分析了不同阶段主要方法技术的研究背景与成果,结合当前煤炭电法勘探的应用与技术现状,根据煤矿安全生产需求,指出了我国煤炭电法勘探在基础理论、数据采集、资料处理与解释以及仪器装备方面的发展趋势.     

洛宁七里坪多金属矿直流激电测深方法的应用效果研究

直流激电测深方法的应用,使得物探技术变得更加简捷、高效和经济。本文介绍了直流激电测深技术在洛宁七里坪多金属矿勘探中初步研究与应用结果,讨论了该技术的原理和操作方法,详细阐述了该技术应用于矿产资源勘察的技术原理与科学依据、操作装置与数据采集、观测仪器与系统控制、数据处理与层析算法、极化方式与参数计算、技术特点与注意事项等。     

塔里木盆地前寒武系地层重磁电物性建模及储层激电响应特征

塔里木盆地轮探1井钻遇新元古界上震旦统优质白云岩储层,证实了盆内寒武系盐下白云岩储层为下一步的潜力勘探层系,对拓宽深层、超深层油气勘探领域具有重要意义.本文着重研究塔里木盆地周缘前寒武系地层露头标本,通过分析不同地层、不同岩性标本的密度、磁化率、电阻率、极化率和剩磁特征,建立了前寒武系地层的重、磁、电物性模型,并较全面地完善了盆地自太古宙以来的重磁电物性与地层的关系模型.同时,充分利用前寒武系地层密度、磁性和电性参数,通过多参数交会分析,揭示了古老地层不同岩性标本的重磁电物性响应特性.此外,基于深层已钻井岩心开展含油条件下的复电阻率特征分析,本研究为盆地深层油气非地震勘探提供了岩石物理模型,有助于提高深层重磁电勘探方法的分辨能力,对应用非地震勘探方法进行岩性识别和弄清物性界面特征具有指导意义.     

页岩气勘探中的地球物理方法综述及展望

地球物理方法是页岩气勘探中最有效、最准确的预测方法之一.在调研国内外利用地球物理方法勘探页岩气研究成果的基础上,分析总结了页岩气勘探中最有效的地震和测井法对页岩气的响应特征,讨论了常规油气勘探中已获得成功的电磁法、重磁勘探以及综合地球物理方法在页岩气勘探中的应用;对我国页岩气勘探技术的发展进行了展望,为我国页岩气勘探与开发提供参考.     

高频微功耗海底地震仪研制

介绍了中国科学院地质与地球物理研究所自主研制的用于深水油气地球物理勘探的高频微功耗海底地震仪研制情况 .高频海底地震仪的仪器舱和水声释放器单球一体化总体结构设计 ,提高谐振频率和耦合频率 .采用先进的 32位单片机技术 ,系统具有体积小、重量轻、微功耗 (<30 0mW)和宽工作频带 (2～ 10 0Hz)的特点 .     

高精度重磁电资料在伊犁盆地巩乃斯坳陷基底岩性岩相识别中的应用

盆地基底岩性岩相对于研究盆地构造格架、构造演化以及对后期沉积特征及油气分布的影响等具有重要意义.勘探困难区,构造复杂、基底埋深大、岩性岩相复杂,造成地震资料识别基底岩性岩相存在诸多困难.不同岩性的火成岩具有不同的密度、磁化率和电阻率特征及组合特征,使应用多方法组合提高解释精度成为可能.文中介绍了利用高精度重磁电资料划分基底岩性岩相的方法.基于计算机辅助自动识别,相比传统依靠人工对比划分的方法,提高了工作效率和划分精度.利用这种方法,结合重磁电物性组合特征,对研究区的岩性、岩相进行了划分.研究区有喷发相、侵入相等.岩性有中酸性侵入岩、中酸性喷发岩等,重磁电综合解释是研究基底的有效方法组合.     

节点地震采集系统发展现状

地震仪器是地球物理勘探的核心装备,伴随地震勘探技术的进步,几年即可推出一代新设备。近年来,随着节点技术的发展,节点地震采集系统逐步应用在各个领域,且效果较好。结合地球物理勘探技术的发展需求,介绍主流陆地节点地震仪器的特点与应用,分析存在的问题及改进方向,希望促进对节点仪器的了解和应用。     

双频激电井地电位技术研究剩余油分布

双频激电井地电位法相对其它常规井地电位方法有独特优势和特点,利用该方法研究剩余油分布具备良好的理论和应用前景.但其理论机理、仪器方法及数据解释尚处于起步阶段.本文以大庆油田6-P2325井为倒,首次进行了双频激电井地电位探测,得到了地表的电位差分布图,把该图与前期结果进行对比表明应用该方法研究剩余油分布是可行的,可为剩余油分布研究提供信息数据,也可为深入研究大功率双频激电测井理论机理和仪器研制提供现场试验数据和依据.     

电磁勘探数据粗大误差处理的一种新方法

由于存在各种地电干扰,电磁法勘探采集到的原始电场数据中往往包含粗大误差.电磁法勘探中信号量的测量与传统的精密测量在误差来源与特点、测量值分布等方面均存在较大差异.经试验,对电磁勘探采集到的原始电场数据采用传统的莱伊达、格拉布斯、狄克逊等准则进行粗大误差的自动判别和剔除,处理效果不好;采用Robust估计和中值滤波方法,也不能达到满意的效果;采用手工方式挑拣剔除粗大误差,处理效率太低,均不能满足电磁勘探数据预处理的要求.作者提出了一种自适应双向均方差阈值法实现电磁勘探数据粗大误差的自动判别和剔除,此方法对采集到的原始电场数据样本进行排序后,采用迭代或递归的方式,每次均以中点为界分别计算前后两部分数据的均方差,将较大的一个与预先设置的均方差阈值进行比较,若其大于阈值,则判断粗大误差存在于相应的一端,进而剔除相应端端点位置的数据点;若前后均方差值都小于阈值或样本数量小于3个时算法结束.此方法具有自适应优化、阈值参数化控制、适应小样本数据以及计算简单效率高等特点.大量实验结果表明:在选取均方差阈值在30至90范围内时(经验值),能够有效地剔除电磁勘探原始电场数据中的粗大误差,保留最可信数据.目前已在多个实际勘探生产项目中应用此方法处理粗大误差,取得了令人满意的处理效果.     

地震仪器中应用的网络通讯技术研究

网络通讯是决定地震勘探仪器系统性能和规模的关键核心技术之一,按照所采用的数据传输方式,数字地震仪目前可分为有线遥测地震仪、无线遥测地震仪和无缆存储式地震仪.本文分别举例介绍了三类地震勘探仪器中应用的经典地震网络通讯技术,并对其设计理念、网络通讯原理、通信构架、通信协议进行了分析和对比,针对有线地震仪器的电缆管理难、无线地震仪器的数据传输稳定性差和无缆存储式地震仪缺少质量监控手段的问题,讨论了无线监控与本地存储相结合的地震网络通讯技术方案,提出了基于宽带无线通信技术的无缆无线混合型地震仪的设想.     

矿井瞬变电磁探测技术系统与应用

矿井瞬变电磁法作为一种非接触式探测技术,在矿井地质灾害源探测过程中发挥着重要的作用.受各种条件所限,目前所开展的井下瞬变电磁探测均使用非本安型仪器进行数据采集,因此存在着一定的隐患和不便.课题组在大量实验研究基础上,对采集设备、现场工作方法及数据处理关键技术进行研究,开发完成了国内第一款本安型矿井瞬变电磁仪器系统.通过...     

主动源和被动源面波浅勘方法综述

面波勘探在浅层勘探中获得了广泛应用.随着地震干涉理论和被动源噪声互相关技术的发展,发现传统的基于微动技术的空间自相关技术(SPAC)方法和背景噪声互相关函数(NCF)的物理本质是一致的,因此,将地震干涉理论用于被动源面波勘探中的技术和方法越来越受到关注.本文基于地震干涉理论和应用的发展,对面波勘探的原理进行了简要介绍,阐述了主动源方法中稳态法、瞬态法等各种常规方法.并根据最新的研究进展,对被动源SPAC和NCF方法在浅层勘探中的应用进行了评述,分析了各种勘探方法的原理和特点,叙述了主动源与被动源SPAC方法及NCF方法三者联合勘探的新思路,有望将传统的面波勘探技术拓展到浅层三维速度结构的精细探测.叙述了面波反演过程中多模式问题的一些重要概念和处理方法,最后讨论了面波方法的发展趋势和几个值得关注的研究方向.     

GCH-86型浅层模拟光点记录地震仪

GCH-86型浅层模拟光点记录地震仪,是为开展工程地震勘探工作而研制的.经室内测试和野外试验,以及投入野外生产使用,证明仪器的主要技术性能已达到或部分超过了原设计的要求.本文介绍了其工作原理和主要技术指标,以及主要特点和用途,并给出了仪器的标定和野外试验结果,最后对该仪器做了几点说明.     

综合地球物理勘探在桂中坳陷页岩气资源潜力调查中的应用研究

在多年的(非)常规油气勘探工作中,地震法一直是无可取代的技术手段之一,但对于类似广西地质条件复杂、地形条件恶劣的地区难以采集到高质量的地震资料,重磁电等非震方法技术则能够发挥重要作用.多年以来,在桂中坳陷针对页岩气开展的地球物理勘探工作程度很低,笔者以来宾地区较系统的重磁电工作为基础,通过联合反演与综合研究,有效减小了物探多解性、提高了推断解释的准确度和可靠性,系统查明了研究区中富有机质泥页岩目标层系的分布、埋深及厚度等特征,利用"厚深比"参数对研究区页岩气有利目标区带进行了圈定预测,为桂中坳陷地区下一步的页岩气资源潜力调查和优选靶区等工作提供了重要的基础和指导.