大地电磁多站远参考在压制城市游散电流近场干扰中的应用

通过在北京南中轴强干扰区不同距离处布设6个大地电磁测深试验点,分析受干扰的大地电磁测深数据,总结了城市游散电流对大地电磁测深数据干扰特征,根据干扰特征选择远参考法进行去噪。首先利用同步布设的11个不同距离远参考站分别对测点进行远参考处理,分析单站远参考的局限性,然后提出不同频段最优化组合的多站远参考处理方式。在 0.044 00 Hz、0.044 00～0.005 50Hz和0.005 50～0.000 57 Hz频段分别选取距测点80 km、220 km和360 km处远参考站处理结果,最优化组合得到全频段大地电磁测深曲线。研究表明,城市游散电流对大地电磁测深的主要干扰方式为近场干扰,27 km以外测点数据经多站远参考处理后近场干扰可得到有效压制,实现了数据质量提升的目的,优于单站远参考处理方式。     

大地电磁测深数据互参考处理的应用研究

大地电磁测深勘探方法易受电台、电网、工业游离电流等人为因素干扰,致使资料数据离差大、曲线形态畸变、可信度差.根据噪声对大地电磁测深张量阻抗估算值的影响规律和大地电磁测深远参考技术的应用效果,阐述了远参考技术的一种折中方案,即互参考道方法.选取不同参考距离、不同质量的大地电磁实测数据作为互参考点,通过计算经互参考处理后的大地电磁测深数据得出相干度、信噪比以及卡尼亚电阻率～相位曲线,分析了经互参考道处理后MT资料的效果.结果表明,该方法是有效的,并总结了应用此方法的一些问题.     

海洋大地电磁二维正演及结果分析

研究了海洋大地电磁法的二维正演并编制了相应程序 ,程序采用有限单元法求出海底各节点处的电磁场值 ,进一步计算得到视电阻率。为了验证程序的正确性与有效性 ,根据卡尼亚理论推导出计算一维海洋模型的阻抗公式 ,并得到视电阻率的解析解 ,将其与有限元法得出的数值解进行了对比 ,表明了此方法的正确性。通过对正演结果的分析 ,表明海洋大地电磁测深能够成功地反映海底的电性结构     

海底大地电磁信号采集的技术难点

海底大地电磁探测要解决的首要问题是海底信号采集。对于陆上已广泛使用且采集技术已较为成熟的大地电磁测深法来说 ,该方法在海洋中的应用并不是一个简单的方法移植问题。由于海洋环境的严酷、海上作业的风险和海底信号微弱 ,要实现海底大地电磁信号采集面临着重重困难。为实现预期的探测目标 ,需采用一系列高新技术 ,包括微弱信号检测技术、海底多台观测系统的高精度同步技术、智能化控制技术、水下密封承压技术以及硬件系统集成技术等等。对海底大地电磁探测所遇到的难点技术问题作了初步的探讨     

有限单元法与有限差分法在MT一维正演模拟中的对比分析

首先从电磁场所满足的麦克斯韦方程组出发,介绍了大地电磁测深正演的基本理论,并针对一维大地电磁模型加以讨论.运用有限单元法及有限差分法分别推导了大地电磁测深一维正演算法,并运用Matlab 7.0软件编写了相应的程序.为了检验这两种一维正演算法的准确性,设计了均匀半空间模型和层状介质模型,并给出了由本文程序、解析解得到的相应结果和图件,从而对正演结果进行对比分析.结果表明:两种方法的正演结果均真实地反映了模型的地电参数.     

海水电阻率分层对海洋CSEM电磁响应的影响研究

海洋频率域可控源电磁法作为海底石油勘探一项新的技术手段,在深海油气勘探中已经取得许多成功的实例。但是,目前在海底地层电磁正演、反演技术中,很少考虑上部海水的电阻率分层对接收数据的影响。这里利用海洋电磁一维正演程序,研究了海水分层情况对理论数据的影响。通过比较分析,可以发现考虑海水电阻率分层对海洋电磁响应有较强的影响,因此,在实际海洋正反演过程中,海水电阻率层应该与地下地层一起参与反演解释,才能提高整体反演解释精度。     

甚低频电磁法边界元数值模拟及地形影响与改正

本文提出了二维地电模型甚低频电磁法中磁场、电场、极化椭圆倾角、视电阻率异常的边界元数值模拟方法。并根据计算结果讨论了地形影响基本规律与改正方法。所编制的计算程序亦可适用于二维非水平层上满足远区场条件的各类频率电磁测深法。     

基于场延拓的海洋可控源电磁正演模拟及各向异性特征识别

海洋可控源电磁法近年来被广泛应用于海洋油气勘探之中,凭借对高阻含油储层的有效识别大大降低干井率,节约钻探成本。受沉积环境的影响,海底地层常常表现出宏观各向异性,而对海洋各向异性模拟算法进行研究可以更有效地进行海洋电磁数据解释。本文从频率域麦克斯韦方程出发,基于标量势分解理论,通过标量势函数与场的连续性条件,在波数域中将电磁场分别向海底深部和海水中延拓,并在海底耦合到发射源上完成电磁场的求解,进而利用汉克尔变换得到了空间域电磁场。通过对海底介质一维各向异性模型电磁响应特征的分析研究发现,覆盖层各向异性对电磁响应有明显的影响;然而,海底高阻层仅垂向电阻率和厚度对海洋电磁响应产生明显影响。通过极性图的方式可以对海底介质各向异性特征进行有效识别。     

黔南-桂北地区大地电磁测深法应用研究

结合黔南—桂北地区大地电磁测深(MT)区域大剖面资料的分析,划分了不同的地质构造单元,揭示了盆、台结构的存在并圈定了其范围。结果表明:在我国南方海相地区,不同相带沉积岩相电阻率总体特征存在明显的差异;利用大地电磁测深的电阻率总体特征可以进行相带划分;根据各自相带中不同的地电结构特征可以研究标志层及局部构造圈闭。     

大地电磁测深法在银川盆地地热资源调查评价中的应用

为进行地热资源调查,以银川盆地西部斜坡区为研究对象,通过2条大地电磁测深剖面51个测点的二维偏离度、构造走向等进行分析和计算,并采用非线性共轭梯度二维反演方法对TM模式的数据进行反演,获得了大地电磁测深剖面二维反演电阻率模型。反演结果表明,研究区4 km以浅电性结构单元可分为三层,分别为低阻层—中高阻层—低阻层,推断研究区自上而下依次为第四系、古近系—新近系和奥陶系。根据区域地热地质资料,研究区内最为有利的热储层为新近系红柳沟组,其次为古近系清水营组和新近系干河沟组。通过本次大地电磁测深调查,圈定了研究区有利地热资源储藏范围,证实了大地电磁测深法在沉积盆地地热资源勘查中具有一定的适用性。     

Effects of galvanic distortions on magnetotelluric data: Interpretation and its correction using deep electrical data

The non-inductive galvanic disturbances due to surficial bodies, lying smaller than high frequency skin depth, cause serious interpretational errors in magnetotelluric data. These frequency independent distortions result in a quasi-static shift between the apparent resistivity curves known as static shift. Two-dimensional modelling studies, for the effects of surficial bodies on magnetotelluric interpretation, show that the transverse electric (TE) mode apparent resistivity curves are hardly affected compared to the transverse magnetic (TM) mode curves, facilitating the correction by using a curve shifting method to match low frequency asymptotes. But in the case of field data the problem is rather complicated because of the random distribution of geometry and conductivity of near surface inhomogeneities. Here we present the use of deep resistivity sounding (DRS) data to constrain MT static shift. Direct current sensitivity studies show that the behaviour of MT static shift can be estimated using DC resistivity measurements close to the MT sounding station to appreciable depths. The distorted data set is corrected using the MT response for DRS model and further subject to joint inversion with DRS data. Joint inversion leads to better estimation of MT parameters compared to the separate inversion of data sets.     

测量磁场水平分量H y的电性源广域电磁测深法

基于层状大地表面水平电偶极源电磁场公式系统,提出了比值法获取H y分量全区视电阻率计算公式。计算了层状地电模型多个收发距的电磁场各场分量E x、H y、H z,并用这三个场分量计算了全区视电阻率,以及E x/H y卡尼亚电阻率,并与模型的MT卡尼亚电阻率频谱曲线进行对比。发现H y全区视电阻率在赤道装置和轴向装置的广大区域对地电模型均有较好的响应,可进行单分量广域电磁测深。轴向装置H y全区视电阻率与赤道装置垂直磁场H z全区视电阻率相似,在低频段与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率有相似的频率响应特征,在较小收发距条件下对大埋深基底就能有较好的响应。赤道装置和轴向装置测量的水平电场E x分量全区视电阻率在低频区均会进入“饱和”区。对于各电阻率定义方法,合适的收发距是较好地反映出地电特征深度变化的前提,多收发距测量有利于揭示深部电性特征。     

MT方法在冀东迁安铁矿区深部找矿中的异常识别

文章叙述了通过MT方法在已知矿体上的剖面试验,结合钻探验证的3个钻孔的见矿情况,以及电偶极子人工场源对观测数据影响的对比、分析,指出依据航磁异常布设、采集的大地电磁剖面测深数据,尽管测点位于生产矿区,数据受到较严重的人文噪声干扰,且其部分频段异常形态与近区特征非常相似,实际上应为数据反演过程中所用软件未曾考虑铁矿石磁导率所致,而非近区效应;当一维视电阻率和相位曲线自几千赫兹以上即出现类似近区特征,二维反演剖面中的假象视电阻率异常高达几千至几万欧姆米时,应为有较强磁性的岩石和磁铁矿的反映;具有一定磁性的岩石和磁铁石英岩（包括磁铁石英辉石岩）在假象视电阻率异常强度、异常梯度变化上具有不同特征,可结合岩、矿石的电性、磁性特征予以识别.     

电磁测深法视电阻率定义问题的研究

本文首先提出电法勘探中视电阻率定义的基本原则,并以此为依据讨论了MT法、TEMS法及FEMS法中各种视电阻率定义的优缺点,提出了改进办法.研究发现,MT法利用面阻抗实部或在时间域中给出的视电阻率是很有效的定义方法,能很好地区分良导层,而面阻抗虚部定义的视电阻率效果最差.对TEMS法来说,利用视电阻率全区定义较通常的远区或近区近似定义更有效.研究还表明,由磁场时间导数定义的全区视电阻率有时出现多解性甚至无解,而利用磁场本身定义的视电阻率是很有效的.对FEMS法,进行了类似的全区视电阻率定义问题讨论,虽然取得的结果不如TEMS法理想,但比起目前常用的大、小感应数条件下定义的视电阻率响应还是有一定效果.文中对电磁测深法中出现的视电阻率响应曲线的假极值效应进行了物理解释.     

Effects of near-surface inhomogeneities on MT responses: An analytical model

An analytical model is suggested to describe the electrostatic field produced by near-surface inhomogeneities responsible for galvanic shift in magnetotelluric (MT) apparent resistivity sounding curves. The near-surface inhomogeneities are modeled in thin-sheet approximation with laterally variable longitudinal conductance and transverse resistance. The model accounts for the TM (transverse magnetic) mode secondary electric field in the conductive layered subsurface below the thin sheet. Equations have been obtained to relate the subsurface geoelectric parameters and the spatial harmonics of the secondary electrostatic field. This secondary field, which is the source of galvanic shift in MT data, turns out to be in-phase with the primary field. The equations derived to simulate galvanic distortions are applicable to long-period MT data acquired by a synchronous array.     

雷琼地区滩海MT勘探可行性试验研究

为了进一步加快雷琼地区徐闻区块石油勘探进度,我们做了滩海MT技术论证.由于在海底密封、调整磁探头很困难,在技术论证中采用了磁电分离采集技术.文章从理论和实际资料两个方面阐述了大地磁场具有相对稳定性;利用Chave、Filloux推导的海底-海面水平电场与磁场关系式,处理了磁、电采集站分离不同距离和不同海水深度情况下在雷琼地区滩海采集的MT资料,通过与临近陆上MT结果对比,证明磁电分离采集技术是可行和有效的.     

电偶源瞬变电磁测深研究(五)--实测感应电压转换成垂直磁场

阐述了电偶源瞬变电磁测深感应电压Ｖｚ（ｔ）转换为垂直磁场Ｈｚ（ｔ）的方法,以便计算全区视电阻率,进行定性与定量解释。     

中心回线瞬变电磁测深法快速电阻率成像方法及应用

利用导电全空间与均匀半空间中心回线源和磁偶极子在阶跃电流激发下磁场公式和扩散速度的定义,导出了不同条件下瞬变场的扩散速度公式。在此基础之上,引入瞬变电磁测深全区视电阻率定义数值计算方法,给出了电阻率成像的一阶与二阶近似公式,从而建立了一套中心回线瞬变电磁测深快速电阻率成像方法。模型检验结果、实测剖面电阻率成像以及对大地电磁测深视电阻率曲线进行静偏移校正效果均良好,说明该方法是可行的、有效的。      

关于频率电磁测深几个问题的探讨(六)——频率电磁测深的电磁场分布与观测参量

分析了水平电偶源与垂直磁偶源的电磁场在半空间大地中的分布特点,指出观测各场分量的合适地面部位。为了定性解释,一般将场分量计算为单分量视电阻率或比值视电阻率;做定量解释时,可直接采用场强进行反演,以减小换算误差。基于当前电偶源与磁偶源的发射功率和电磁场衰减规律,在实际应用中,水平电偶源可探测更大深度(<3 000 m),垂直磁偶源探测浅部(<500 m)。      

水平载流线圈中心点组合波频域电磁测深视电阻率定义

由于近区场的复杂性及目前频域电磁测深方法的局限性,近区频域电磁测深多年来一直是地球物理领域一个悬而未决的问题.本文在近区场理论的基础上,通过引人组合波理论,提出了一种能适于近区频域电磁测深的视电阻率的定义式.该视电阻率在近区具有有效压制背景场、突出地电异常信息的功能,并能客观地反映地电断面的电性变化规律.