不同噪声水平高密度电法的分辨率和勘探深度研究

电位噪声是影响高密度数据采集质量进而影响反演成像解释可靠性的重要因素。通过模拟四种不同水平电位噪声并获得噪声数据,对比分析四种装置(温纳装置、三极装置、偶极装置、温纳-施伦贝谢装置),在噪声条件下的反演模型电阻率差异,并评估各装置对噪声响应的灵敏程度以及不同噪声水平对反演模型分辨率和各装置的勘探深度的影响。将反演模型分辨率和各装置勘探深度进行了量化,定量分析模型分辨率和不同装置勘探深度在各噪声水平下的变化规律,综合评估噪声对四种装置反演模型分辨率和勘探深度的影响得出:①偶极和三极装置对噪声灵敏程度较高,而温纳和温施装置对噪声灵敏程度相对较低;②噪声对深层地电模型分辨率影响较大,在有效分辨地电模型的深度范围内,温纳和温施装置的模型分辨率降低2/5,三极装置降低一半,偶极装置降低3/5左右;③勘探深度在噪声影响下均有所减小,温纳和温施装置减小约1/4,偶极和三极装置减小约1/3。     

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。     

高密度电法在灰岩地区找水中的应用

通过对4种地电模型(单一正方体低阻地电模型、两个相邻低阻正方体地电模型、相邻低/高阻正方体地电模型、斜相邻低阻正方体地电模型)进行三极、二极、偶极等装置的正演计算,得出不同装置对低阻体的响应特征。结合工作实际,总结出不同岩溶形态的电剖面ρs曲线特征及ρs等值线平面、断面图等异常特征。对比野外施工常用的几种装置异常幅度及分辨能力等特征后,认为:野外施工时,一般采用温纳四极装置或三极装置探测地下水效果较为理想。通过湖南某高速公路服务区及广西某地大型果园的两个成功找水案例,说明高密度电法在灰岩地区找水中有显著效果。     

高密度电法对复杂地质条件下堤防隐患探测的数值模拟研究

为解决复杂地质条件下堤防潜在隐患区识别难度大的问题。采用温纳、偶极和梯度电极装置对位于复杂地质体的导水通道进行高密度电法层析成像的数值模拟研究,并将三种电极装置数据融合进行模拟,同时计算各个装置的模型分辨率。模拟结果表明,梯度装置具有良好的横向分辨率,偶极装置有较好的垂向分辨率,数据融合的装置结合了三种装置的优点,对复杂地质条件下的堤防隐患区定位精度高。     

断层－充水溶洞上不同装置三维高密度电阻率法正演模拟响应特征分析

高阻碳酸盐岩中的低阻断层和充水溶洞是岩溶区地下水勘查的主要目标体。根据高阻中找低阻的原则,建立碳酸盐岩类裂隙溶洞水赋存模式的断层－溶洞地电模型,利用RES3D软件进行温纳、施伦贝格、偶极－偶极三种采集装置的正反演模拟计算,从三维反演结果、剖面、电测深曲线三个维度,对比分析不同装置下断层－溶洞目标体的地电响应特征和规律。结果显示:(1) 探测深度内,温纳、施伦贝格、偶极－偶极装置可有效识别断层及其上盘三倍于电极距规模的充水溶洞,无法分辨断层下盘二倍于电极距规模的充水溶洞;(2) 相同模型和观测条件下,偶极－偶极装置对目标体的识别能力最强,其三维反演结果可识别溶洞下边界,剖面中形成左凸低阻圈闭异常,不同测深点的曲线类型、拐点、极值点与模型设计最为贴近,且拐点对应岩性界面,极值点位于地质体的中心深度。该工作对野外观测方式的选取和地质解译有一定指导意义。      

浅部不均匀体导致视电阻率拟断面畸变

通过对二维正演计算存在和没有浅部不均匀体时的二极、三极、偶极-偶极、温纳和对称四极等装置高密度电阻率法视电阻率拟断面的分析,总结了不同测量装置下浅部不均匀体导致视电阻率拟断面畸变的一些规律,认为在资料解释前应剔除浅部不均匀体的影响.     

高密度电法反演分辨率数值模拟与分析

高密度电法在反演过程中,电极距相比电性异常体横向长度过大时,电性异常体在反演中无法得到约束;某电极距下,当电性异常体埋藏深度增加大到一定深度时,在反演中电性异常体也无法得到约束。针对以上两个问题,利用res2dmod正演软件建立模型,再利用res2dinv反演软件对模型进行反演,通过对比分析结果表明:温纳、偶极和微分三种装置分两种情况:如果电极距小于20m模拟条件下,对于埋藏深度为5m且剖面面积不同的电性异常高阻体(异常体电阻率=100Ω·m,围岩电阻率=10Ω·m),横向反演分辨率,温纳装置大于微分和偶极装置;电极距小于12.75m时,微分装置大于偶极装置,电极距大于12.75m时,偶极装置大于微分装置。如果电极距在2m^8m范围内,对于剖面面积为4×4(m2)的电性异常高阻体(异常体电阻率=100Ω·m,围岩电阻率=10Ω·m),其最大约束深度随电极距的增大而先增大后减小;相同电极距下,偶极装置的最大约束深度>微分装置的最大约束深度>温纳装置的最大约束深度。     

时域激电单极～偶极测深数据转换为偶极～偶极测深数据及其二维反演对比

这里简述和图示了单极~偶极、偶极~偶极装置测深原理及野外布极方式。根据单极~偶极装置视电阻率与偶极~偶极装置视电阻率存在的内在关系以及"等效电阻率法",推导出了偶极~偶极装置视极化率与单极~偶极装置视极化率的数学表达式。将时域激电单极~偶极装置测得电参数的数据,转换为偶极~偶极装置的数据,并对二种测深装置视电阻率、视充电率分别进行二维反演、成图及对比,结合测区简要地质特征,显示二种装置测深取得了较好的地质勘探效果。最后,分析了这二种装置测深反演结果相异的原因。     

时域激电单极-偶极、偶极-单极排列测深法二维地电断面成像

介绍了不对称测深法装置的测深原理;在吉林某地进行了激电测深勘探,结果显示:正向单极-偶极和反向偶极-单极采集的视电阻率、视充电率原始数据在拟断面图的分布特征,和大地电磁测深原始数据受到的静态效应类似,视电阻率、视充电率受局部地形和电磁噪声的影响,在拟断面图中呈假的带状异常。正向单极-偶极、反向偶极-单极装置获取的视电阻率、视充电率数据也可分别进行二维反演,但联合单极-偶极/偶极-单极装置测深二维反演地质结果最好,具有采集的数据量大、激电信号强 、穿透深度大、勘探精度高等优点,根据视电阻率、视充电率二维反演在地电断面成像技术,能够准确确定电性异常体的空间分布,为钻探验证电异常提供准确的地球物理依据。     

高密度电阻率法在勘察黄土洞穴及岩溶中的装置适用性研究

为了探究高密度电阻率法各种装置的适用性,基于有限差分法进行高密度电阻率法二级排列、三级排列、温纳装置、偶极装置、微分装置、偶极—偶极装置、斯伦贝谢装置等7种装置高、低阻异常体正演模拟。通过模拟结果可以看出,偶极装置对于低阻异常体和高阻异常体的探测效果均比较好,温纳装置仅适用于高阻异常体的探测以及高低阻异常体分界面的划分,其他装置模拟得到的高、低阻异常体的形态或位置与实际情况有一定偏差。将模拟结果运用于黄土洞穴、岩溶勘察中,取得了较好的探测效果,可供类似工区参考使用。     

一些复杂条件下视电阻率和视极化率异常数值解的规律

用点源二维介质有限元正演数值模拟法,以直立有限延深板状体为对象,研究了中梯、二极、三极、偶极装置在较复杂地电条件下视电阻率和视极化率异常数值解的规律:(1)板体导电性对异常的影响;(2)地形起伏对异常的影响;(3)覆盖层导电性对异常的影响。     

含油污水污染地下介质的电性异常模拟及实例分析

为了提高电阻率法对地下介质污染问题的探测能力,分析了含油污水污染地下介质后引起的导电性变化,建立了适用于该问题分析的地电模型。利用2.5维有限元的方法正演模拟了采用温纳、施龙贝格、偶极和二极装置监测时所得的典型电异常剖面。正演模拟结果显示不同装置对污染区的反映能力不同,相对而言施龙贝格和温纳装置对污染区分布的反映较为直观。饱和粘土的含油污染区用温纳装置测量,剖面上表现为相对高阻异常特征,异常区域分布和污染通道相吻合。应用实例也证实了这一分析。     

海洋可控源电磁法几类偶极源探测海底高阻薄层的分辨率分析

针对海洋可控源中几类典型偶极源发射装置,建立各向异性地层高阻油气藏模型,采用基于格林函数的海洋一维地层解析方法,借助电磁场的互易性质,计算得到不同偶极源激发的电磁响应曲线。分析了不同偶极源的电磁响应特征,比较了各电磁场分量振幅和相位归一化曲线幅值。结果表明:垂直电偶极子源的各场的振幅归一化曲线对异常的反应最大,水平电偶极源对高阻层的分辨率高于垂直磁偶极源,水平电偶极源的轴向观测模式和水平磁偶极子源的赤道观测模式均有较好的分辨率,这两种模式下测量的与测线平行的电场和与测线垂直的磁场的分辨率最佳,且存在着最佳收发距,相位也有着近似相同的变化规律。      

非均匀半空间三维边界积分方程数值模拟

利用边界积分方程数值模拟法对地下三维地质体的地表视电阻率响应进行研究,讨论了现实情况中的地形起伏及局部电性不均匀的影响及“奇异值分解”滤波法的效果,分析对比温纳、纵向四极及偶极—偶极 3种测深装置下的剖面计算结果,归纳总结了各种测深装置下的视电阻率剖面拟断面异常特征与目标体的空间几何参数对应规律。利用这种对应关系可对地下目标地质体进行大致定位。     

中条山铜矿某工区激发极化法三极测深及其三维反演效果

文章简单描述了时域激电法原理、技术和测区地质概况及岩(矿)石电性特征.单极-偶极装置测深电阻率和充电率二维反演模型能够有效地圈定电性体在纵向和横向的分布特点,依据二维测深数据进行三维反演可获得电阻率和充电率异常曲线图,推测了不同深度范围内断裂和主要岩性分界,极化体空间分布位置和走向,钻探验证见铜矿化于划分的激电异常带,激电二维测深及其数据三维反演取得了较好的地质效果.     

高密度电阻率法在基岩勘察中的应用

从三电位电极系基本理论出发,对高密度电阻率法常用温纳、偶极及微分装置的分辨率、信号强度等进行了比较研究。实例分析表明,温纳装置测量获得的数据纵向分辨率较高,采集信号的强度大,信噪比高,采用该装置探测基岩面的起伏状况效果明显;偶极装置采集的数据横向分辨率较高,在探测基岩内部构造方面有较好的灵敏度,但该装置采集的信号强度小,抗干扰能力差。在实际应用时,建议运用多种装置形式进行综合测量和对比解释,以进一步提高勘探效果和精度。      

瞬变电磁法对地下不同位置多个三维薄板探测能力的研究

以层状地层中多个位于不同位置和不同埋深的三维导电薄板为例,对瞬变电磁(TEM)法分辨地下多个三维异常体的能力进行了详细的分析和讨论.模型计算的结果表明,无论异常体与源的距离远近,TEM法对近地表的多个异常体分辨能力总是很好.当多个异常体在垂直方向排列时,TEM法对它们的探测能力最差;当它们以不同埋深沿测线方向排列时,埋深最浅和最近源的异常体最容易探测到;当夹在中间的异常体规模较小、埋深较大时,它的异常场容易被其它异常体所掩盖.总体上讲,无论在源下方还是在接收器下方,TEM法对水平方向多个异常体分辨能力优于垂向上的.     

高密度电法不同装置在第四系沉积盆地找水有效性对比研究

为分析不同装置高密度电法在第四系潜水含水层圈定工作中的适宜性,本文采用温纳、偶极和施伦贝谢尔3种装置对地下岩土体结构清晰的地区开展高密度电法剖面测量.数据采集、处理和反演解译成果表明,各类高密度电法装置都能够比较有效的识别第四系潜水含水层,但不同装置之间具有较为显著的差异.温纳装置数据采集效率高、纵向分辨率好,并具有较...     

偶极装置反映激电异常的能力

“偶极－偶极装置”简称“偶极装置”,具有装置轻便、工作灵活、电磁耦合效应小等优点。偶极装置反映异常的能力如何?通过我队近几年来在变频法普查中的部分成果来谈一谈这个问题。为便于说明,我们与激电法常用的中间梯度装置进行了对比。     

基于不同装置的二维高密度电法勘探效果比较与分析

为比较分析高密度电法不同装置对探测异常地质体的效果,通过建立高阻异常体和隐伏直立低阻体地电模型,正演计算了不同装置类型下的视电阻率,并加噪进行二维电阻率反演。各种装置的反演结果表明：在探测地下高阻异常体时,温纳α、β、γ装置优于其他装置,揭示异常位置与形态相对较好;对于隐伏直立低阻体而言,温纳p装置和三极装置探测效果好,其中温纳β为最理想装置,实例验证表明,温纳α、β、γ装置在探测地下防空洞时体现了其装置的优越性,验证了理论模拟结论的正确性。