地下洞体的三维电阻率探测方法

高分辨电阻率法采用单极-偶极装置,对老窑等地下洞道非常敏感,可以提供快速、准确、直观的成像反演解释方法.为进一步提高探测的准确性、避免旁侧影响,将单极-偶极装置以网格方式布设在地面上进行面积测量,在纵横两个方向都形成对地下分析分辨单元的多次覆盖观测,实现三维电阻率勘探.在三维高分辨电阻率探测中,直接成像解释方法仍然有效,获得的地下洞体的位置和影像更为精确.     

钻井-地表电极联合电阻率观测装置的异常特征研究

本文利用有限单元法对多种钻井-地表电极联合电阻率观测装置在球体、直立板和水平板体等典型地质体模型上的异常响应进行正演计算,并分析其异常特征和分布规律.计算结果表明利用井中和地表电极的联合观测方式进行地下介质探测,可在兼顾地质体的水平分辨能力的同时,提高电阻率测深在垂向上分辨率.就水平分辨率而言,四极（偶极）装置对地质体的水平定位能力最强,井-地三极装置次之,地-井三极的分辨能力最差.就垂向分辨能力来说,各种观测装置的分辨率相差不大.     

深井电极交叉供电对自然电位的影响

通过实验论证平凉地震台深井电阻率观测自然电位畸变由电极交叉供电造成,讨论分析不同电极供电对自然电位的影响。结果表明:对测量极供电,会影响自然电位,不会影响电阻率测值;单极供电对自然电位的影响表现为阶跃突跳,并以指数形态恢复,恢复时间约10 h,干扰峰值与供电电流、供电时间等有关;对观测数据进行校正,取得较好效果。     

走航式电法快速探测技术

以传导类电法勘探原理形成的走航式电法快速探测技术,采用迫近目标体的水下单极供电、多个测量电极线性排列测量电位的方式对水底隐患或掩埋良导目标体进行探测.利用ANSYS软件进行有限元数值模拟的结果表明:探测顶部离水面14m、半径5m的良导球体,当与水平电极系所在直线重合的测线过球顶正上方且距球心9m时,电位相对异常极大值超过8%;水槽物理模拟结果与数值模拟结果很好地吻合,综合验证了走航式电法快速探测技术的有效性.所测数据无需视电阻率转换,同时整套测量系统具有装置灵活与测量快速的特点,适合对江河堤坝和库区渗漏隐患以及水底金属结构物进行快速探测.     

走航式水下多道电阻率探测系统研制与应用

为实现水下浅层介质二维电阻率映像法探测,一种走航式水下多道电阻率探测系统(NURSS)被研制开发.该系统由主控系统、定位系统、多道电缆及拖体组成.多道电缆长100m,装配有10个不极化电位测量极(可扩展)和4个供电极,可实现二极和偶极装置测量,电位采集采用并行采集技术.以水库库底渗漏探测为目标的数值分析和应用实例表明该系统比水面电阻率法具有更高的分辨率,可精确探测库底渗漏通道位置与延展深度,是实现水下浅层目标探测的有效工具.     

井下地电阻率观测的探测深度初步研究

对井下地电阻率观测的探测深度进行了研究,计算了均匀半空间和给定结构参数的水平层状介质模型在不同装置电极埋深下的探测深度,分析了探测深度与装置电极埋深和介质电阻率结构之间的关系,得到如下结果:①与地表观测相比,在供电极距为1 km左右时,探测深度随装置电极埋深的增大而增大,且增大的速度与装置电极埋深密切相关;当装置电极埋深h < 100 m时,探测深度的增大速度远小于装置电极埋深h≥100 m时. ②当装置电极埋深h < 50 m时,与地表观测相比探测深度增加很小,不超过10 m;当装置电极埋深相同时,供电极距越大,与地表观测相比探测深度增加得越小. ③对于水平层状电阻率均匀分层结构,在装置电极埋深相同的情况下,下伏低阻结构的探测深度显著大于下伏高阻结构.本文的研究结果表明,为了观测到深部电阻率的变化情况,首先需要查明测区电性结构,再进行综合分析,以确定井下地电阻率观测的装置电极埋深,其结果为深部电阻率变化研究提供了理论基础.      

不同观测方式下基于伴随矩阵的2.5D全通道电阻率反演研究

全通道电阻率层析成像是采用除去2个供电电极其余接地电极全部采集数据并参与反演计算的一种电阻率成像方法.相比较传统的对称四极测深、斯伦贝谢、偶极-偶极、单极-偶极、单极-单极等勘探方式来说,全通道采集得到的数据可以更好地覆盖目标地质体因此可以更准确地确定介质的电阻率.本文基于有限差分方法求解二维静电场方程和基于伴随方法计算非线性灵敏度矩阵,并利用牛顿共轭梯度反演方法实现全通道电阻率层析成像.理论模型的正演和反演表明了算法的可靠性.与常规四极电阻率法采集方式相比,全通道电阻率法具有更好的分辨率及更灵活的布极方式.在此基础上,着重分析了各种观测装置的有效勘探范围和成像分辨率.本文的研究可以有效指导电阻率法勘探观测装置形式的设计与选取,更好的解决实际工程地质问题.     

垂直线电流源的三维电阻率成像

在油井注水和深井注浆的电法监测中,地表布设平面的电位测量网,而将钻井的钢套管作为线电流源来供电,据此可确定流体的运动方向和分布特征.数据处理中需解决垂直线电流源的三维电阻率反演.本文叙述了相应的反演理论和偏导数计算方法.在某油田的试验中,以生产井为电极圈的中心,每圈均匀布设18个电极,共6圈,在地表得到了108个电位数据,获得500～2 000m之间5个不同深度层的真电阻率分布图像,并对深度层为1 500～1 600m的图像进行了初步解释.结果表明,该方法可以对井下某深度层中的流体运动和分布可进行有效的监测.     

电阻率层析成像技术

根据视电阻率实测值重建二维或三维介质真电阻率的分布图像是电成像技术的核心。本文简要介绍了电极阵列系统，分析了二极、温纳、偶极和复合对称四极装置的特点、参数选择、拟剖面构制和探测深度等问题。在数据处理上，以线性反演方法为主，但需针对电位场的特点采取相应措施并发展约束反演和计算Fr6chet导数的新方法。电阻率和自电位的概率成像从一个新的角度给出了地下构造的信息。在技术应用方面，通过电剖面对比、电法／地震联合探测的实例，讨论了电阻率层析图像的物理含义和进行地质推断需注意的问题。电成像的性质属位场反演，不可避免的存在空间分辨率偏低的弱点，发展综合物探，加强与地质方法的结合具有重要意义。     

坑道全空间直流聚焦超前探测模拟研究

常规坑道直流电阻率超前探测方法在掌子面后方观测,受到坑道腔体和工作环境的影响较大,增加了资料解释的难度.利用同性电流相斥原理,并参考地面电阻率垂向测深和直流侧向测井技术设计出适合坑道空间掌子面和侧壁测量的垂直聚焦电位和梯度电位超前探测方案.应用有限元数值模拟技术,对三维坑道空间中掌子面和侧壁探测方案的聚焦超前探测效果进...