TEM对于深部低阻层的分辨能力模拟分析

为正确认识瞬变电磁法对于深部低阻层的分辨能力,通过设计三层H型系列模型,分析不同参数条件下模型一维反演计算结果误差情况,初步总结了TEM(瞬变电磁法)方法对于低阻层的可靠分辨及不可分辨的条件。计算结果表明,在一维条件下,低阻层与围岩电阻率差异足够大,具有一定厚度的低阻层才能够被可靠分辨出来。厚度埋深比小于10%的低阻层不能可靠分辨出来,当低阻层厚度埋深比小于5%并且电阻率差异小于2倍的情况下,低阻层是不可分辨的;当低阻层埋深超过700m,厚度埋深比小于10%的低阻层也是不可分辨的。本次研究中给出了可靠分辨与不可分辨的临界参数条件,对于野外实测数据的反演结果的认识具有实际指导意义。     

CSAMT视电阻率曲线对水平层状大地的识别与分辨

在三层和五层介质模型上,通过改变各电性层层参数并进行相应的数值计算,比较并分析了可控源音频大地电磁法卡尼亚视电阻率曲线对各层信息的识别与分辨能力。上部覆盖层厚度的增大和电阻率的减小使视电阻率曲线对下部信息的分辨能力下降,而下部地层层参数变化的影响则相对较小;低阻薄夹层对曲线的影响主要由其纵向电导所决定,纵向电导越大异常值越明显;高阻夹层对曲线的影响则取决于其厚度埋深比,比值越大高阻层越易于分辨,而曲线对高阻层电阻率值变化反应不敏感;在10%的分辨标准下,当低阻夹层纵向电导大于覆盖层的0.2倍、高阻夹层电阻率大于围岩5倍以上并且厚度埋深比大于0.2时,各有可分辨异常。相邻高低阻层差异的增大将使曲线的震荡假异常更加明显,导致分辨能力下降。     

电性源瞬变电磁对薄层的探测能力

电性源短偏移距瞬变电磁法是目前的研究热点。针对地球物理勘查中经常遇到的薄层探测问题,以接地长导线源一维正演为基础,通过定义垂直磁场的相对异常,分析对比了电性源瞬变电磁法对不同电阻率、不同厚度、不同埋深的薄层的探测能力,并讨论了不同偏移距对探测灵敏度的影响。最后将电性源瞬变电磁法与回线源瞬变电磁法以及可控源音频大地电磁法进行对比,探讨不同电磁法装置对薄层的探测能力。结果显示,薄层电阻率越低、厚度越大、埋深越浅、观测偏移距越小越有利于电性源对薄层的探测;时间域电磁法对低阻薄层探测能力优于频率域电磁法,当偏移距较小时,电性源瞬变电磁对薄层的探测能力和回线源相当。     

LOTEM视电阻率曲线对一维层状介质的分辨能力

基于长偏移距瞬变电磁法一维正演研究,计算层参数和偏移距变化时的模型响应,对比分析视电阻率曲线变化规律和分辨系数。结果表明,对低阻目标层的分辨能力主要由纵向电导所决定,纵向电导越大越易分辨,低阻目标层纵向电导与覆盖层纵向电导比值越高,越易对低阻层分辨;在高阻层厚/覆盖层厚(V2)1时,对高阻层的分辨能力随厚度的增大而提高,而电阻率在一定范围内变化对其几乎无影响,在V21时,视电阻率曲线在一定范围内存在T等值原理。该方法对低阻层的分辨能力要远大于高阻层,偏移距的变化对分辨能力影响甚微。     

电性源瞬变电磁全区视电阻率定义

电性源瞬变电磁法是目前研究的热点,研究该方法的全区视电阻率定义同样很重要。文中给出了一种快速有效的全区视电阻率定义方法,利用该方法可以快速计算电性源瞬变电磁多分量的全区视电阻率。利用均匀半空间磁场强度响应曲线的平移伸缩特性实现视电阻率定义,该算法无需迭代就可以直接计算,速度快,精度高。最后,对比了水平磁场分量和垂直磁场分量定义的全区视电阻率对地层的分辨能力。结果表明,两种分量定义的全区视电阻率有相同的分辨能力,给电性源瞬变电磁法的多分量综合解释技术奠定了理论基础。     

E-E_x广域电磁法对低阻薄层分辨能力探讨

对E-Ex模式广域电磁法对低阻薄层结构的分辨能力和在传统意义上"近区"的勘探能力进行了探讨。近期关于广域电磁法的工作重心都放在二、三维正反演上,从一维响应出发,设置了几组含有低阻薄层结构的一维地质模型,正演得出全区视电阻率曲线,了解到广域电磁法对低阻薄层的分辨能力;分析曲线特征,并与可控源音频大地电磁法(CSAMT)一维数值模拟结果进行对比,得出广域电磁法在"近区"工作的优越性。     

垂直岩脉的大地电磁响应研究

对垂直岩脉的大地电磁响应进行解析推导,给出了TM极化和TE极化下高阻基底与低阻基底的垂直岩脉视电阻率解析公式,并通过对计算结果的分析,概括出垂直岩脉的大地电磁响应之视电阻率曲线特征。     

等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报中的解释方法研究与应用

瞬变电磁法具有对低阻体反应灵敏的特点,在探测隧道掌子面前方含水或充泥断层、破碎带等低阻不良地质体上具有独特的优势。这里首先简单介绍了等值反磁通瞬变电磁法的原理及特点,然后通过对隧道全空间域高低阻模型一维正演曲线响应特征、视电阻率及视纵向电导曲线的解释特点和效果进行较为全面地分析研究,提出并分析了视电阻率等值线图与视纵向电导断面图联合解释方法。最后通过两个应用案例,总结出等值反磁通瞬变电磁在隧道超前地质预报成果解释中的一些特点和规律。结论表明,等值反磁通瞬变电磁方法适用于隧道超前质预报工作,能够有效提高预报成果的精度及准确度。     

瞬变电磁法在高速公路采空区勘测中的应用

应用瞬变电磁勘探方法对青岛至兰州高速公路采空区进行勘察，介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术，并对采空区、地层塌陷处的瞬变电磁法电阻率异常特征进行了分析和研究，查明了采空区的分布位置和埋深，取得了有价值的结论：瞬变电磁法勘察效果的好坏主要取决于装置类型及其他技术参数的选择，如根据测区电阻率、最小和最大探测深度，确定最小和最大延时；进行解释时，掌握测区可能出现的地层，找准采空区和围岩所处的电阻率范围非常重要，特别注意区分采空区与陷落柱的电阻率差异。在本勘测区，采空区表现为高阻，陷落柱表现为低阻，这已由钻探所证实。     

榆林地区浅埋煤层采空区电法综合勘探技术

为探明榆林地区浅埋煤层不明采空区,分析了其浅埋煤岩层垂向、横向正常电性特征以及存在采空区时的异常电性差异特征,从而确定榆林地区具备使用瞬变电磁法和高密度电法探测采空区的电性基础。然后开展了瞬变电磁法和高密度电阻率法探测的施工参数试验,建立相应的施工技术体系,实现了榆林地区浅埋煤层采空区的有效综合勘探。结果表明:(1)榆林地区正常地层垂向电性呈稳定的"低阻-高阻-低阻"趋势特征,而当煤层中存在地质异常体时,横向差异明显,出现不连续的高阻或低阻特征;(2)瞬变电磁法采用240 m×240 m发射线框、14 A发射电流、25 Hz发射频率、2048次叠加次数,高密度电阻率法采用20 m接收极距,这些施工参数可以满足榆林地区浅埋煤层采空区的电磁法探测要求;(3)瞬变电磁法、高密度电阻率法探测的异常区范围基本一致,在两种方法重合异常区打钻揭露采空区,说明两种方法可互相补充、验证,为应用于榆林地区煤层采空区综合物探的合理手段。     

如何正确应用电磁法中的视电阻率

把物探算出的视电阻率和地下实际电阻率拉成一回事就会引出很多问题和误解。电磁法中使用的视电阻率有好几种定义，但最常用的那些定义未必显示出最好的特性。用一种定义解释为有物理意义的视电阻率曲线的许多特征在用别种定意时就不见了。此时，只根据视电阻率曲线来比较不同的野外电法系统或电极排列方式的探测能力或分辨能力就会乱套。对内部闭合回路的瞬变电磁法（TEM）而言，根据磁场响应计算的视电阻率显示的特性要比根据感应电压响应所计算的视电阻率特性好得多。对大地电磁（MT）法来说，据根阻抗的实部所定义的视电阻率曲线比基于常规的、用阻抗定义的曲线显示的特性要好。采用这种新的定义，其结果与时域处理中获得的视电阻率具有类似的特性。     

非目的岩层对MT薄层识别的影响研究

基于电法勘探具有对低阻体反应敏感的优点,在矿产和工程上,运用这一特性来寻找金属矿脉,含水砂岩层,破碎断层等低阻层状结构。实际情况下,对薄层分辨率造成影响因素非常多,除了薄层本身的厚度和电阻率以外,非目的层的复杂性、电阻率、厚度也对薄层识别造成巨大影响。为了正确认识非目的层地层对于目的薄层分辨率的影响,采用一维大地电磁解析式对有无薄层的地电模型进行计算成图,并计算薄层处的视电阻率相对异常,同时对多个模型相对异常曲线成图和对比,结合薄层处视电阻率相对异常,得出了非目的地层对薄层识别的影响因素的相关结论,用于指导实际情况。     

瞬变电磁测深在铝土矿勘查中的应用

铝土矿具有明显的分布产出规律,产状比较平缓.铝土矿含矿岩系与其基底灰岩存在明显的电阻率差异,是开展瞬变电磁测深工作的基本依据.依据施测的瞬变电磁异常,分析利用全区公式进行反演计算的视电阻率剖面,可以对灰岩基底的产状及埋深进行推断.对照工程施工剖面,推断的灰岩界面与其基本对应,验证了瞬变电磁工作的推断结果.     

磁性源瞬变电磁法视电阻率计算方法

瞬变电磁法视电阻率的定义和计算主要有早期、晚期和全区视电阻率定义和计算方法,然而根据瞬变电磁法激发场源、工作装置和工作环境的不同,其视电阻率的定义和计算也不相同.笔者总结和评述了各种磁性源不同工作装置的早期、晚期以及全区视电阻率计算方法,同时对隧道、矿井瞬变电磁法中的全空间视电阻率的计算以及考虑关断时间效应的视电阻率的计算等进行总结.在分析各种定义和计算方法的基础上,结合瞬变电磁法的发展应用,对视电阻率的定义和计算提出了几点建议.     

瞬变测深视电阻率曲线的正演计算及其初步解释

本文以垂直磁偶极子发射,接地导线测量这样一种发一收装置为例,讨论了求解时间减电磁场问题的计算方法,具体思路是：用线性滤波法,先求解频率域问题,然后且Ｇａｖｅｒ－Ｓｔｅｈｆｅｓｔ逆拉氏变换法将频率测深正演问题转化为相对应瞬变测深（时间域）正演问题,得到了垂直磁极子场中,水平层状介质表面瞬变电磁场分量的近似表达式,由此计算了视电阻率曲线,并从理论上探讨了瞬变测深视电阻率曲线的垂向分辨能力,本文试图对中     

利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究

介绍了一种新的全区视电阻率计算方法。该方法利用连分式迭代求解非线性方程技术,直接对均匀半空间电偶源瞬变电磁法观测的垂直磁场与电阻率的非线性方程直接求解。利用该数值方法对层状介质进行了理论计算。数值计算结果表明,采用连分式方法可直接求出反映地电断面结构的瞬变电磁法全区视电阻率。      

瞬变电磁法低阻薄层反演

瞬变电磁反演方法对瞬变电磁数据解释有极其重要的作用。在实际工程中,由于地下低阻薄层响应较弱,现有的反演方法很难将其分辨出来。文中基于正则化反演理论,提出了一种新的模型约束加权方法,对地层的光滑度施加了周期性大幅变化的权值,通过两次迭代可自适应的反演出低阻薄层区。小权值使模型对电性参数的大尺度变化有较高的敏感性,便于筛选出异常薄层;同时,与小权值交错分布的大权值能尽量保证反演曲线的连续性,降低反演的多解性。通过仿真验证,该方法对低阻薄层区的分辨能力比传统算法更高,对较厚区域低阻区的分辨能力与传统方法类似。该方法迭代稳定,不依赖地层先验信息,具有很高的工程实践性。     

海洋TEM中心回线装置一维正演及全时域视电阻率计算

首先对海洋中深海区中心回线装置的瞬变电磁响应进行了一维正演计算,频率域垂直磁场分量表达式中的汉克尔积分变换采用了124点滤波系数进行数值计算;时—频域转换使用了适应时间范围较宽的余弦变换算法;然后采用连分式算法求取了典型地电模型全时域视电阻率随深度变化的曲线。结果表明,曲线基本可以反映地下电性介质的相对大小变化;并且,根据极值点可以大致确定低阻或高阻层顶界面深度。这为海洋TEM实测资料的快速定性解释以及反演初始模型参数的选定打下了基础。     

定源回线瞬变电磁x分量视电阻率计算方法

为获得定源回线瞬变电磁x分量的视电阻率,将定源回线等效为多个垂直磁偶极子,从而计算得到定源回线x分量瞬变响应结果.通过均匀半空间的瞬变响应值来拟合实测瞬变响应每一时间道的值,将均匀半空间的电阻率值定义为该时间道的视电阻率值.计算结果表明该方法有效,计算精度能够满足要求,可为定源回线瞬变电磁法多个分量综合解释提供必要的基础.     

瞬变电磁法几种规则形体的物理模拟实验

为了解瞬变电磁法勘探在一些简单条件下的探测能力,采用物理模拟实验的方法,对不同电阻率背景中的球形异常体、高电阻背景不同形态的板状异常体以及不同深度段球形异常体的响应进行了模拟,得到了一系列感应电压归一化多测道曲线和视电阻率—时间剖面。分析认为瞬变电磁法探测高电阻背景条件下方的低阻异常体效果最佳,其探测深度大概为线框边长的2~3倍。这一结论可以为开展瞬变电磁法探测提供一些参考。