电性源瞬变电磁初探

随着中国经济的发展,油气资源成为制约我国发展主要瓶颈之一.电性源瞬变电磁在油气资源的勘探中取得了不错效果.为此本文开展了对电性源瞬变电磁的相关研究,本文首先对电性源瞬变电磁的两种主要模拟方法,G-S变换和余弦变换做了对比,认为GS变换结果精度较余弦变换精度要高.为了实际工作中解释的方便,又分别定义了电性源瞬变电磁各场视电阻率,为其解释带来了方便.最后,本文对其参数的选择进行了较详细的研究,通过时电性源赤道装置与偶极装置的对比研究,表明赤道装置可以对地下结构取得较好的探测效果,偶极装置可以取得较高噪比的数据.通过对激励源的研究表明,阶跃激励源激发的场视电阻率很好地反映了地质结构的变化,而脉冲波激发的场对异常体反映明显.通过对Hz场和Ex场的研究表明,Hz场在小收发距时即可进行大深度探测,并具有较高的信噪比,Ex场则对高阻体探测效果非常突出.     

瞬变电磁测深早期数据的修正

通过时间-频率转换关系,TEM数据可以转换成平面波场测深数据,从而可以对TEM资料进行拟平面波场处理解释.在对瞬变电磁视电阻率数据向平面波场测深视电阻率数据转换时,发现由于瞬变电磁使用晚期计算公式及装置问题,使测深曲线早期数据发生畸变.文中建立了视电阻率曲线进入晚期所满足的关系式,从理论上给出不同情况下瞬变电磁测深视电阻率曲线进入晚期的临界点.以瞬变电磁、大地电磁、CSAMT为例,对大量的模型进行正演计算,对计算结果进行对比分析,建立不同地表电性结构、不同时间延迟情况下,瞬变电磁早期数据误差的校正量板.     

瞬变电磁法在煤矿采空区及富水性探测中的应用

瞬变电磁法作为地球物理勘查的重要手段之一,利用对电阻的异常灵敏反应,将采集到的数据分析处理、绘制出视电阻率测深剖面、视电阻率解释顺层切片,可直观地对煤系地层的采空区展布、含水层及其富水性、断层的富、导水性进行评价,可有效避免矿井开采过程中带来的地质危害及资源浪费.     

层状全空间瞬变电磁响应理论研究

研究全空间效应的影响因素及变化规律,可以有效地丰富地下瞬变电磁法的正、反演理论体系.为此,首先建立层状全空间模型,推导了全空间的瞬变电磁响应公式,采用快速汉克尔变换和余弦变换求出了回线中心处的感应电动势,对比分析了叠加方法得到的全空间响应,并引入全区视电阻率来分析瞬变电磁场扩散规律和全空间效应影响因素,最后通过实测模型来验证模型的计算效果.结果表明,层状全空间模型计算出的响应值相对误差低于3％,精度较高;叠加方法计算的瞬变电磁响应不是真正的全空间,且全空间响应均大于半空间响应的值;在低阻层存在时,全空间响应早期受电阻率和厚度的影响较强烈,由此发现在全空间条件下减少巷道内低电阻率干扰体是减小盲区的重要手段;在超高阻层存在时,半空间响应仅仅是全空间条件下观测点以上的地层电阻率为无穷大的特殊情况;低阻目标层的视电阻率受目标层埋深与层厚差异的影响,若埋深与厚度相差小则分层效果越好;实测数据的建模结果显示计算方法有一定的正确性.本研究填补了矿井瞬变电磁一维全空间响应研究内容,为实际应用提供了验算基础.     

瞬变电磁法在场地勘探中的研究及应用

本文利用等效代换的方法建立计算瞬变电磁响应的概念及方法,通过视电阻率的计算,进行实测剖面的二维电阻率成像,并利用该成像技术进行场地勘探,获得良好的效果。     

矿井瞬变电磁法全空间视电阻率解释方法研究

从全空间中心回线源响应公式出发,推导了全空间晚期和全区视电阻率公式;通过与半空间公式比较和对实测资料的分析,研究了全空间视电阻率公式的应用效果.结果显示,全空间视电阻率为半空间视电阻率的(5/2)2/3倍,其晚期视电阻率与真值的相对误差小于0.56%,而相应的半空间视电阻率与真值误差均大于42%.与常规解释方法相比,采用全空间全区视电阻率换算方法能更好地圈定低阻异常范围,且电阻率差异大.因此,该公式更适用于矿井瞬变电磁法资料处理与解释,并具有更好的效果.     

瞬变电磁测深中数据处理偏差及修正方法研究

瞬变电磁测深方法中通常采用阶跃波激励方式的模型进行处理,但在实际应用中,为了便于重复观测,一般采用方波形式进行激励,而依然采用阶跃波模型进行数据处理和解释.这种处理方式理论上是存在比较大的偏差.为了修正这种偏差,本文通过理论计算,建议采用单脉冲电磁测深方法来处理方波激励源的电磁测深结果.通过实例分析,得知该方法可行.     

长偏移距瞬变电磁测深法在碳酸盐岩覆盖区落实局部构造的应用效果

详述了长偏移距瞬变电磁测深法 (LoTEM )在碳酸盐岩地区进行局部构造落实的试验与效果。选择了面积约 2 0 0km2 的湖南桑植 -石门复向斜中的四望山构造区作为试验区。工区地形复杂 ,地表地质条件以高陡构造为主 ;表层为灰岩覆盖 ,电阻率一般大于 50 0Ω·m ,目标层为志留系泥岩 ,电阻率在 10Ω·m左右 ,埋深一般为 1～ 2km。试验布设场源 2个 ,测线 8条 ,共完成物理点 2 12个。测网基本均匀 ,线距 2km ,点距 50 0m。尽管测区内文化干扰十分严重 ,由于LoTEM法具有较强的抗干扰能力 ,资料质量的优良率达到了 80 %以上 ,单点电动势曲线 1s以前可靠 ,确保了资料解释质量。通过资料处理与反演 ,获得了该区各测线的电阻率深度剖面图 ,与工区内地震剖面对比的一致性较好 ,表明该方法能在如此复杂的地区进行局部构造落实     

地下全空间瞬变电磁技术在煤矿巷道掘进头的连续跟踪超前探测

文中介绍了利用地下全空间瞬变电磁(UWTEM)技术在某煤矿-250排水巷道掘进过程中进行的连续跟踪超前探测试验。根据初探结果,采用不共面同轴偶极观测方式时,UWTEM在巷道掘进头前方的有效探测范围约为70m,巷道每掘进50m进行一次跟踪探测。试验表明,利用该技术可以有效地超前预测煤矿巷道掘进头前方30~50m范围的富水异常,为及时采取水害治理措施提供依据     

宝鸡地震台地电阻率与水位变化关系的分析

针对宝鸡地震台地电阻率在每年的6~8月份出现明显变化的现象,在环境、气象等因素调查的基础上,利用水平介质模型反演该台电性分层结构,计算了地下水位变化对其视电阻率的影响,认为主要是6~8月份,该台站测区浅表水位的明显下降变化直接或间接造成了地电阻率的变化。     

基于小波熵水淹层识别方法探索

储层的孔隙度和电阻率曲线间微差形态波形的复杂程度隐含着储层含油气性的信息,油层水淹程度不同,其时频平面上小波系数能量团存在着显著差异,随水淹程度加重,其能量团分布由复杂逐渐趋于简单单调.油层水淹信息映射在其小波系数能量熵特征上,可使油层水淹信息得到放大,更易于水淹程度识别.基于测井信息的小波熵识别水淹层的方法,对利用传统测井解释理论判别比较困难的低阻油层有较强的识别能力.     

天水地震台井下地电观测系统介绍及其分析

介绍了天水地震台井下地电观测系统场地布设方式、测项设计安装技术要求和施工要点,并对原有观测资料和新系统观测资料进行了对比分析.结果显示:采用井下观测系统能减少干扰、提高信噪比,缓解地电观测用地与经济建设的矛盾,是地电观测方式的新探索.     

昌黎井含水层系统的水位水温动态关系与地震活动

研究深层含水系统水位，水温动态，目前多以变化形态的描述和年动态特征的分析为主，本文根据水位，水温的变化关系，研究了两者线性相关系数r值的稳定和回归系数b值随时间的变化，发现地震活动平静时间段的r值和b值相对稳定，而在地城活动频敏，强度较高时间段为r值和b 值变化较大，文章对1989年10月19日大同6．1级地震和1995年以来地震活动性及1998年1月10日张北6．2级地震前后r值和b值的变化进行了讨论，显示了比单一分析水位或水温动态能够获得更多的信息，从对深层地下水动态与水温关系的分析认为，水位动态是深层含水系统热动平衡状态的反应，研究水位动态必须同时研究地下水热动态。     

High-characterization of Vadose Zone Dynamics in Limestone Underground Quarries by Time Domain Reflectometry

The aim of this paper is to study the vadose zone dynamics during a hydrological cycle. The application of the Time Domain Reflectometry (TDR) method to determine the water content of porous rock has been widely investigated. More than 657 point measurements of rock water content observed during a hydrological cycle and distributed among three abandoned underground quarries in Gironde, France show a permanently undersaturated limestone. Two periods of maximum water content correspond to two occurring effective precipitations. The dephasing and amplitude attenuation of the hydraulic wave with the depth can be modelled and explained by the physical properties of the porous medium. Maps of the spatial distribution of water content show the heterogeneity of water flow in a vadose zone.     

应力加载作用引起地下水微温度场变化的研究综述

在地震地下流体动态观测中,水温对地震活动的响应非常敏感,井水温度微动态观测越来越受到有关学者的关注。本文收集了相关资料,以引起水温变化的水动力学机制为基础,从应力加载作用下渗流场的变化、渗流场变化引起地下水温度变化以及裂隙介质热量运移三个方面分别阐述了前人研究成果,旨在理清“含水层受力变形→井-含水层系统内水流变化→井水温度变化”的理论模式,探讨应力加载作用引起地下水微温度场变化的理论基础和技术途径。对这一领域研究成果的综合分析将有助于我们深入地研究地震孕育过程中的前兆成因机理。     

基于神经网络的视电阻率快速算法

本文从瞬变电磁均匀半空间二次磁场响应公式出发,提出了一种基于神经网络的视电阻率快速计算方法.以中心回线为例,根据瞬变响应公式的特点,简化网络结构,选用三层BP神经网络和误差训练算法,用均匀半空间样本数据进行训练,确定了收敛快、误差小的一步正割法和隐含单元数,得到基于不同采样时窗的一组网络参数.用本文方法与二分法、牛顿迭代法做模型计算比较,及最后的实验计算,说明算法的快速,准确.本文方法不依赖初始模型,避开了复杂的电磁场数值计算,实现了视电阻率的快速计算,对瞬变电磁法资料的快速解释有一定的参考价值.     

新乡及其邻区地下水宏观异常浅析

2003年4月至2003年年底,河南省新乡市及其邻区800余平方千米范围内出现了水井翻花、冒泡的现象。其历时之长,范围之广,实属罕见。研究认为：由于前一年冬季降水量较大,土壤中有机物质经过充分的生物化学作用贮存有大量的CO2气体,在发生一些中小地震前后,区域应力场的变化使得这一地区土壤中的气体集中释放。     

复杂岩体水渗流地电场响应试验分析

采用715m埋深的矿井巷道揭露的煤系地层和正断层作为试验对象,由巷道和其侧帮水平钻孔构成相互垂直的二条电法观测线,在断层下盘进行注水,时空域观测二条测线上岩体的地电场响应.试验中动态反演电阻率图像可以跟踪水体渗流运动过程,判定岩体中断层导水性能及其控水作用;自然电位随着岩体内注入水体逼近电极而上升,停止注水而下降,自然电位指示岩体水体渗流的波动规律;激励电流的升降与出水点位置相关,距离出水点越近激励电流上升越明显.试验表明对于受断层控制的深部复杂岩体的水体渗流,可以运用地电场的时空特性进行监测评价.动态地电场监测技术,可用于复杂岩体的导、隔水性能研究.     

紫山东断裂北段电阻率层析成像与地震勘探的联合探测

通过电阻率层析成像、浅层地震勘探,结合钻孔资料,获得了紫山东断裂北段的形态、活动时代.电阻率层析成像、地震勘探揭露紫山东断裂北段的断层面上端点的埋深大于150m,最新活动到中更新世早期.