导电球体上水平共面装置电磁异常

本文利用连分式方法计算了偶极场中导电导磁球体的电磁响应函数,并给出了计算数据及图表。文中还给出了几种常用电磁装置在导电球体上电磁剖面异常理论曲线的计算公式。最后,讨论了地面电磁法的常用装置——水平共面装置的异常曲线特征。     

在阶跃圆电流激发下球形地质体的瞬变电磁响应

对被均匀导电介质包围的球形地质体的瞬变电磁响应作了解析研究。激发场源为通有阶跃电流的圆表回路，在轴对称条件下，建立起关于德拜位的偏微分方程，直接在时间域用分离变量法求解，得出了解析解。给出了几种特殊情形下的解式，还得出了在导电球体被弱导电介质包围条件下的近似解式。     

用时间域激电测量数据来研究频率域响应

本文应用反褶积的数学原理,用时间域激电测量数据来研究频率域响应。首先根据离散付氏变换和抽样定理,推导了实际计算的数学公式。然后结合时间域激电测量方案,及激发脉冲的频谱系数,计算频率域的各种响应参数,如频散率、频导电率、频激电率。消除电磁耦合之后,又计算了相位纯激电响应和相位剩余电磁响应。因而得到了油田上激电测量的各种频率域响应特征。综合分析这些特征,对提高激电找油的地质效果有一定的参考意义。     

高阻空洞的瞬变电磁响应特征及其探测效果

通过球体电磁响应的计算,对低阻围岩中高阻球体模型电磁响应测量结果进行了分析,获得了高阻球体的异常特征。对干旱地区深埋土洞的工程探测结果表明:高阻土洞的瞬变电磁响应特征与模拟实验结果类似,对高阻目标体具有较好的探测效果;高阻体引起的瞬变电磁场异常范围大于目标体实际规模。      

地-井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性

为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点。结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象。本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础。     

频率域航空电磁法地形影响和校正方法

为了研究地形对频率域航空电磁法的影响程度,以及如何有效提取由于地形产生的航空电磁场,笔者利用频率域有限差分法开展了复杂地形条件下的频率域航空电磁响应计算和分析研究。计算结果表明,坡度较陡的地形对频率域航空电磁响应影响较大(尤其在沟谷位置地形影响最大),以至于增加了电磁异常的复杂程度,影响了电磁异常的解释结果。在综合研究的基础上,采用二维和三维的地形校正方法对典型地形地电模型进行校正,有效去除和压制了地形引起的电磁干扰异常,突出了异常体引起的电磁异常,提高了频率域航空电磁的解释效果。     

地一井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性

为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点.结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象.本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础.     

导电导磁球形矿体上空脉冲航电响应的解释方法

本文根据我国M—1型航电仪的实际参数,计算了导电导磁球体在脉冲偶极场激发下产生的电磁响应,并且绘制出可供野外解释人员实际应用的解释列线图。 M—1型航电仪属于时间域吊舱式航电系统。其特点是由绕在机翼、机尾端点的发射线圈发射一系列正负交替的脉冲磁场,在脉冲间歇期间,由拖吊在飞机后下方的     

不同类型低阻异常航电时间常数的特征分析

时间域航空电磁系统工作原理是机载发射线圈向地下发射脉冲电磁波,接收线圈观测断电后来自地下低阻体的二次感应电磁场,通过对观测数据进行处理解释达到探测地下低阻体的目的。结合近年来从事时间域航空电磁法探矿数据和资料解释的实践,分别对电力干扰、表层强低阻体、表层弱低阻体和地下低阻体航电异常响应的时间常数τ的特征进行了综合分析,总结出以下规律:电力干扰在τ图上一般显示为不连续的线性异常,电磁响应呈跳跃状的无规律衰减;低阻异常在τ图上一般显示为高值区,电磁响应呈指数衰减,导电性越好规模越大的低阻体衰减越慢。     

薄板状导体地-井瞬变电磁场数值模拟及晚期响应特征

瞬变电磁在导电板状体中的感应涡流进入晚期后涡流分布状况已经趋于稳定,并按指数规律衰减。在等效数学模型中,利用等效涡流法计算晚期瞬变电磁响应更为简便,该方法能计算1～4块任意组合体和有导电围岩或覆盖层的响应情况,具有一定的适用性。本文推导了晚期瞬变电磁等效涡流场感应电压的计算方法,通过对4种典型地电模型进行数值模拟和晚期异常特征分析,得出以下结论:①在断电延时较短时,导电体异常响应幅值较大,当钻孔从异常体中心位置穿过时,异常形态为单峰正异常响应;随着时间推移,电磁响应逐步衰减。②当钻孔位于矿体边界位置时,水平矿体产生三峰对称状异常,异常峰值为负异常;倾角为45°时,矿体异常形态出现非对称正负异常,矿体顶侧出现负异常,底侧出现正异常。③相同产状条件下,简单组合板状体异常幅值较单板状体的异常幅值增大,其异常形态符合单板状体的异常响应特征。此项研究成果对利用正演拟合完善地-井瞬变电磁法的后期解释工作以及工区布置参数的确定,如回线大小、剖面长度、发射电流大小等,具有一定的意义。     

激发极化介质的瞬变电磁一维正演

为了研究激发极化介质所产生的激电效应对瞬变电磁的响应规律,先求解相同装置的频率域电磁法响应,将表征介质激电效应的Dias模型在频率域中引入,然后采用正弦变换得到带有激电信息的瞬变电磁响应;重点讨论均匀半空间和层状可极化大地下的瞬变电磁响应特征。通过正演模拟分析得到:在均匀半空间情况下,极化率越大极化效应越强;激电时间常数越大,出现激电异常的时间越晚;极化电阻系数越大,出现激电异常时间越早。对于中间层极化率相同的不同电阻率的三层模型呈现如下规律:H型地电断面反映极化层能力最强,K型反映极化层能力最差,A型和Q型介于两者之间。     

全波形时间域航空电磁探测分辨率

时间域航空电磁系统的传统记录方式存在不能探测高导异常等不足。以导电薄板为模型,研究了梯形波激励、全波形记录方式下的探测分辨率。采用等效涡流环近似方法,在计算了任意位置两线圈互感的基础上,实现了薄板电流关断期间和断开期间感应电动势的数值计算。数值计算表明:当存在覆盖层时,如果测量系统最小分辨率为5 nV/m2,在电流断开期间可检测目标体电导为1~400 S,在电流关断期间可检测目标体电导为0.1~1 000 S。时间域航空电磁系统采用全波形测量,可以拓宽电磁系统检测异常电导的分辨率孔径。     

均匀导电半空间中频率域和时间域三维电张量格林函数及应用

从电张量格林函数的物理意义出发,在频率域和时间域研究了均匀导电半空间中的电张量格林函数,并基于Ｆｒｅｄｈｏｌｍ方程分析了三维电磁散射的数值模拟方法。作者还根据实际情况,首次模拟出三维瞬变电磁激电异常的相位剖面图,其结果与直流情况类似并与实际资料相吻合。     

时域航空中心回线源三维异常体的电磁响应探测分辨率

采用时域有限差分法,计算不同埋深和电导的三维典型地质体在中心回线方式下的航空电磁响应,讨论其探测分辨率,并结合实际航空电磁探测系统的工作参数进行计算.结果表明,对于70 m×70 m×70 m的异常体,当异常体与围岩的电导比值为200时,探测深度最大范围为180 m,当合理提高接收机的前端放大倍数,可以有效提高勘探深度;当异常体埋深为135 m时,可以检测的异常体与围岩电导的比值最小为1.5.时间域航空电磁探测三维异常体的分辨率研究,对于电磁数据解释时异常体的识别、精细化处理等方面具有理论指导意义.     

基于AeroTEM直升机时间域航空电磁响应曲线分析

在航空电磁实际勘查中,有较多因素影响系统的勘探精度和分辨率.这里以AeroTEM系统为例,基于MAXWELL软件正演模拟算法,对异常体横向距离变化、异常体倾角变化及异常体埋深变化对电磁响应曲线的影响进行分析.正演模拟结果表明:时间域直升机航空电磁系统具有较高的横向分辨率,对不同倾角的异常体都有较好的响应以及具有较大的勘探深度.     

快速识别页岩气“甜点”目标的时频电磁勘探技术及应用

通过研究南方碳酸盐岩海相地层发育区岩石标本电磁物性特征,得出页岩层系在地层剖面中为典型的低阻目标,具备利用电磁法勘探的基础,同时,基于岩石样品和井中岩芯的测定结果证实富有机质页岩层系的高极化响应和高TOC含量有很好的对应关系,具备利用极化异常圈定页岩气"甜点"区的有利条件。时频电磁法将时间域电性勘探和频率域极化性勘探结合在一起,通过大功率发射有效激发页岩层系的响应,配合地震勘探等技术,发挥了综合勘探的技术经济优势,实现了快速识别页岩气"甜点"目标的目的。笔者从页岩气目标的物性基础研究入手,总结了针对页岩气目标的电性和极化性异常提取和综合分析技术,为页岩气勘探提高成功率提供了一种快速识别"甜点"目标的新思路和有效手段。     

瞬变电磁法偶极装置模型实验研究

通过室内大量的模型实验,分析了偶极装置下导电球体、柱体及球柱组合体的瞬变响应特征,研究了偶极装置的探测分辨能力,讨论了极距大小和测点定位问题,最后归纳出偶极装置的一些工作特点。偶极装置下异常曲线形态较为复杂,解释难度较大,但受一次场影响较小,浅层探测分辨能力强,而且野外工作方便灵活,这些特点为偶极装置在诸如海底等特殊环境中进行瞬变电磁探测奠定了基础。     

基于Debye模型的时间域航空电磁激电效应正演模拟

时间域航空电磁法是一种高效的地球物理勘查方法。由于激电效应的存在,晚期道电磁数据经常会出现符号反转现象。此时,传统的不考虑激电效应的成像和反演方法无法恢复地下真实电性结构,因此需要开发含激电效应的电磁正反演模拟技术。本文提出了一种基于非结构有限元的时间域航空电磁激电效应三维正演算法。为描述介质的激电效应,引入Debye模型,利用频时转换将其变成时间域导数形式,进而采用无条件稳定的二阶后推欧拉方法进行时间离散。之后,采用基于非结构四面体网格的矢量有限元法,对麦克斯韦方程进行空间离散,实现含激电效应的时间域航空电磁正演问题求解。通过与均匀半空间模型的一维半解析解进行对比,验证了该算法的准确性。最后,计算了半空间和三维地质体具有不同极化条件时的电磁响应,发现可以根据航空电磁响应曲线的衰减特征,有效识别围岩及异常体的极化特征。此外,激电参数对时间域航空电磁系统的影响特征研究表明,地质体电阻率越高或者充电率越强,极化效应影响越严重。     

在均匀半空间上IP测量的电磁耦合效应

接地导线间的电磁耦合引起电阻率随频率变化,因此,不论是在频率域还是在时间域的激发极化测量中,它都是产生假异常的主要来源.对野外所遇到的电磁耦合影响作精确的定量估计,往往是很困难的.然而,在简单情况(例如均匀半空间,或两层大地)下,对电磁耦合作出的估计将有助于正确解释激发极化异常. 按Sunde的理论,Madden和Cantwell曾讨论了在均匀半空间用偶极-偶极和施伦贝尔热(即不等距对称四极)几何排列作频率域测量时的电磁耦合影响.Millet计算了     

直立共面航电系统在球体上的电磁响应

本文讨论直立共面航电系统(HDY-202)在球体上的电磁响应。它可表为一个级数,其中每一项表示一种复极的二次磁场。通过电算给出磁偶极场中球体的响应函数值及实际解释用的实、虚分量复平面图。当围岩为高阻时,这种图是有实际意义的。