三维大地电磁激电效应特征研究

在积分方程法的大地电磁三维正演模拟中引入Cole-Cole模型研究激电效应特征,对均匀半空间中存在极化体时的三维大地电磁测深响应进行了理论计算,分析了极化参数的影响规律.结果表明:激电效应使观测视电阻率值变低;地下高阻极化体比低阻极化体的激电效应强,特别是极化率大的高阻极化体对大地电磁响应影响大,使观测结果出现假异常.     

航空瞬变电磁激电效应特性研究

航空瞬变电磁法具有探测速度快、成本低、无需在地面作业等优点,广泛应用于矿产勘查、环境工程和地下水等领域.由于存在激电效应,导致航空瞬变电磁响应曲线出现异常衰减和符号反转现象.常规的实电阻率反演方法通常对负值响应予以剔除,反演结果与真实模型偏差很大,降低了反演结果准确性和可信度.为了研究航空瞬变电磁激电效应的特性,本文基于Cole-Cole模型表示激电效应,采用汉克尔数值滤波和正弦数值滤波实现了航空瞬变电磁一维正演模拟.将总响应分解为感应响应和极化响应,对激电效应的物理机制提出了一种新的解释,分析了地电参数、装置系数对响应曲线特性的影响以及响应对不同激电参数的灵敏度.研究表明,利用零频电阻率计算感应响应能有效地解释航空瞬变电磁激电效应的物理机制.当零频电阻率越大,极化效应越强,极化体埋深越浅,发射线圈高度越低,更容易出现符号反转现象.电磁响应对电阻率灵敏度最大,对充电率、时间常数和频率相关系数灵敏度很小.     

电偶源频率电磁测深激发极化效应研究

本文研究含激电效应(IP)电偶源频率电磁测深问题.首先,通过对电偶源频率电磁测深电磁场分量分辨率的分析,提出利用电场Ex分量提取IP信息的合理性;然后,给出了同时存在激电和电磁效应时的理论计算公式和算法,对一些典型地电断面进行理论计算并对计算结果进行分析;最后,提出提取IP信息的几种可能方案.这些工作不仅为野外实测资料IP信息的提取提供理论依据,同时为进一步实现电磁响应中感应效应与激电效应分离提供基础.     

EDA各向异性层状介质MT正演模拟

推导了ＥＤＡ型层状各向异性介质大地电磁测深正演计算公式,对多种模型从不同的频率,测量方向计算了地表视电阻率曲线。结果表明,一般的各向异性介质的地表视电阻率值不仅与测量频率有关,而且与测量方向相对电性主轴的交角有关。     

时间域航空电磁法激电效应对电磁扩散的影响

由于激发极化效应的影响,时间域航空电磁晚期道信号经常会出现变号现象.基于电阻率的传统反演方法无法对变号数据进行正确反演,因此通常在数据处理中予以剔除.为深入了解极化介质的电磁扩散特征,认识航空瞬变电磁负响应的产生机理,本文研究时间域航空电磁系统的电磁扩散特征.我们以均匀极化、非极化半空间及层状介质模型为例,通过直接积分的方法求解频率域电场响应,并由欧姆定律得到电流响应,再经过汉克尔变换得到时间域电流响应.通过研究电流随时间在地下极化介质中的传播特征研究电磁扩散过程;通过对比不同激电参数对电磁扩散的影响,研究极化介质中感应电流与极化电流的扩散规律,从而合理地解释极化介质中负响应的产生机理.基于本文研究和分析结果,可加深对时间域航空电磁法中激电效应的认识.     

CS3301在长周期大地电磁测深仪中的应用研究

大地电磁测深是研究地壳和上地幔构造的一种重要的地球物理探测方法,当前国家正在实施深部探测专项SinoProbe等项目,故需要借助于长周期大地电磁测深仪器.我国没有自己生产的长周期大地电磁测深仪器,只能依靠从乌克兰进口的LEMI-417进行深部探测.在LEMI-417使用中,我们从该仪器提供的数据文件Final.asc中发现它的电场信号测量分辨率为0.01 mV/km,磁场信号测量分辨率为0.01 nT,相对较低,此外,该仪器在无GPS信号时会出现记录紊乱等现象,故需要设计适合课题组需要的长周期大地电磁测深仪器.由于大地电磁测深仪器需要采集的电场、磁场信号为微弱信号,容易淹没于噪声之中,故选用了低噪声、极小总谐波失真率的CS3301作为运算放大器.CS3301提供了4种可选择的信号输入模式和7种可选增益,经分析与测试,测量电场信号时,CS3301设置为输入模式1及×64增益,当极距100 M时,测量精度可达0.001 mV/km,高于LEMI-417的0.01 mV/km;测量磁场信号时,将反馈理论用于测量电路,CS3301设置为输入模式3及×64增益,只对信号的可变部分进行放大,精度可达0.006 nT,高于LEMI-417的0.01 nT.该系统在华南的9005、1005等多个测点以及东北的1600、5105等多个测点进行了测试,并与LEMI-417进行了对比试验,测量结果表明它们的时间序列曲线比较一致,数据处理后,在同一测点得到的大地电磁测深曲线也较一致,说明设计的仪器达到了预期目标.     

大地电磁(MT)阻抗张量的正则分解及其初步应用

鉴于大地电磁阻抗张量传统分析方法的局限性,提出了普遍适用的正则分解方法。在用正则分解方法分析时,主坐标系提供的８个标量参数,描述了地球系统传输特性和场源极化状态及其联系,因此是物理意义明确、易于解释的参数体系。讨论了正则分解方法在各种构造条件下的特点和场源的极化问题,并给出了简单的应用实例     

综合物探方法在铝土矿勘查中的应用

区域地层为较稳定的沉积岩层,中二叠系梁山组含铝岩系广泛分布于区域上向斜构造内,为铝土矿的找矿奠定了物质基础.区内车盘向斜构造控制着铝土矿的分布,使探矿工作成为可能.由于铝土矿无明显的磁性、密度差异等物性特征,铝土矿的地球物理勘探仍然是盲区,单一的地球物理方法难以提取出其异常特征.本文阐述了综合利用音频大地电磁法(AMT)和直流电测深(DC)两种物探方法在沉积岩中查找铝土矿,并获得良好的效果.音频大地电磁测深法可以提供大尺度的岩性分布特征.直流电测深能准确的划分出地下介质层位的电阻率分布,且对细小异常的分辨能力强.据地质资料推测,目标矿层铝土矿位于石灰岩与砂泥岩分界面中.AMT能划分出分界面,但难以识别覆存其中的目标矿体,利用DC可查出该异常.结合钻孔资料可以验证异常,同时对比进行物探数据的处理和解释,这样的组合勘探方法对于深部找矿及后期的开发是行之有效的.     

含激电效应的航空瞬变电磁数据横向约束反演

受激电效应影响,航空瞬变电磁响应曲线经常出现异常快速衰减和符号反转现象,使用Cole-Cole模型的等效电阻率代替原模型实电阻率能很好的解释该现象,但由于激电多个参数的引入,使得反演多解性问题更加严重.本文基于Cole-Cole模型实现了航空瞬变电磁一维正演,采用横向约束反演同时计算激电参数及层厚,增加约束条件改善多解...     

利用TEM测深校正MT静态偏移的技术问题

由近地表电性不均匀体引起的静态偏移严重地影响了MT资料解释的质量。研究表明 ,利用时间域电磁测深 (TEM )可以有效地解决这个问题。重点讨论了利用TEM做MT静改时需要解决的 3个技术问题 ,并以实例说明了应用效果     

广义S变换及其在大地电磁测深数据处理中的应用

广义S变换是一种优于短时窗傅立叶变换和小波变换的时频分析方法,利用广义S变换能够准确定位大地电磁资料中存在的噪声,通过定义时频窗对噪声进行滤除,从而明显提高阻抗视电阻率与相位的估算质量.本文基于S变换和大地电磁测深资料处理的基本原理,研究了基于广义S变换的大地电磁测深资料的处理流程和方法.对理论模拟信号及实测大地电磁场时间序列数据的处理,证实了方法的有效性.     

大功率激发极化法在额尔古纳成矿带中段找矿中的应用

工区位于额尔古纳中段的铜-铅锌-银-钼-铀成矿带.自上世纪80年代在该区发现化探异常以来,一直没有找到主矿体.为了解决该区的找矿问题,在充分研究工作区的地质、地球物理特征前提下,采用了大功率激发极化中梯装置和激发极化测深相结合的方法进行勘察.在12线758点布置了一个倾斜度为83°的钻井,并在100 m左右深度见到了侵染状矿体.证实了分析的正确性,达到了找矿目的.     

大地电磁测深方法在商丘南部隐伏断裂探测中的应用

为查明商丘市南部发育的2条断层——路河断层与商丘南断层的深部构造背景,在商丘市南部路河附近布设一条大地电磁测深测线,采用远参考数据观测与处理技术,获得地下电性结构,并对探测剖面深度5.5 km以上的电性剖面与地质剖面进行分析。结果表明,商丘南部的2条断层为倾向相对的正断层,南支规模较小,北支略大,均错断太古界,有向深部汇聚到主断裂的趋势,在太康隆起北部形成小型地堑。本研究结果可为商丘南部地震构造背景的相关研究提供参考。     

全球油气开采诱发地震的研究现状与对策

人工诱发地震现象已经有很久的历史.水库蓄水、采矿、地热开发、从地下提取液体或气体,或将液体注入地球内部都可能诱发地震.大量地震监测数据与科学分析结果显示:美国俄克拉何马州的地震剧增主要与页岩油气开采的废水回注量相关;加拿大阿尔伯塔省的地震剧增主要与页岩油气开采水力压裂的工作量相关;而荷兰罗宁根天然气田的传统天然气开采也同样诱发了较强的地震活动.在中国四川盆地的页岩油气开发区域,地震活动近几年也大幅度增强,但目前监测与科研工作较少,对某些地震成因尚有争议.目前研究诱发地震问题已成为学术界与工业界的一门专业学科.推断诱发地震,除了分析时空分布与工业活动的相关性之外,本文综述了该领域基于地震学、地质动力学、构造地质学的多种分析方法.如何在油气开采过程中减少诱发地震的灾害影响成为当前相关各界极为关注的科研问题,本文介绍了多个国家或地区建立的控制诱发地震的管理系统、基于地震大数据的诱发地震概率预测方法,以及基于地球物理与地质信息的综合诱发地震风险评估方法,并对我国控制诱发地震问题提出建设性意见.     

AR模型在大地电磁测深资料处理中的应用

大地电磁测深资料数据采集过程中,由于温度、湿度等对仪器的影响或GPS搜星不正常,采集到的数据有时会出现时间序列跳帧或缺失现象.针对这一问题,本文将基于无激励AR(p)模型预测数据的原理引入大地电磁测深数据处理中.根据已知序列确定AR(p)模型阶数以及模型参数,建立正确的预测模型对缺失数据进行预测,并对比经过预测后的数据与实际样本数据的频谱,表明AR(p)预测模型可以解决原始资料的不连续性问题,提高了大地电磁测深野外资料的利用率.     

多周期全波形激电抗干扰数据处理方法及在大规模探测中的应用分析

激电法是金属矿产勘查中一种十分重要的电法勘探分支方法,但是各种电磁干扰的存在限制了激电法在大规模探测中的应用.近年来,国内外先后实现了三维分布式全波形激电探测仪器系统的研发和推广,全波形数据记录为激电信号的抗干扰处理提供了新的空间.本文针对多周期全波形采样的激电数据提出了一套基于统计分析的时间序列抗干扰数据处理方法,主要包括：经验模态分解用于分离低频趋势项干扰;相关分析用于消除突发性强噪声干扰;稳健统计用于多周期时间序列叠加;分段稳健平均和低频相对相位谱用于时/频域激电参数提取.将上述数据处理方法应用于由国产分布式电法系统实测的三维全波形激电数据,并与线性拟合、均值叠加等常处理方法进行对比,发现新方法可以有效识别和压制激电数据中的强噪声干扰,提高大供电极距和低频点探测时的激电数据质量,从而进一步推动激电法在深部矿产资源勘查中的应用.

     

高分辨率非线性储层物性参数反演方法和应用

对于陆相沉积环境下的复杂隐蔽岩性储层,由于观测信息不准确,如信息重叠、信息缺失和噪音污染,以及岩石物理关系模糊等原因,储层横向预测存在不惟一性、不稳定性和不确定性.基于线性假定的常规储层横向预测技术已不适用于复杂隐蔽岩性储层的勘探.本文采用一种非线性储层岩性物性褶积模型,建立波阻抗与孔隙度/泥质含量的函数关系;通过多级结构分解和双向边沿子波检测来刻画复杂岩石物理关系;通过Caianiello褶积神经网络实现确定性反演、统计反演和非线性理论三者有机结合;最后联合应用基于逆算子的反演方法和基于正算子的重建算法实现了综合地质、测井和地震波阻抗信息进行高分辨率储层物性参数反演.非线性储层物性参数反演采用多井约束机制和分频反演方式,在陆相和近海油气勘探资料的实际应用中,取得了明显应用效果.     

油气区地表黄土磁化率异常直接指示油气藏研究

油气区地表黄土具有磁化率异常,早已是一 个不争的事实,而为什么会产生这种异常,以及这 种异常对探测油气藏是否具有某种指导性意义,一 直是国内外油气地球物理工作者关注和研究的课题 之一。本文作者对油气区地表黄土磁化率异常成因 进行了分析,并采用适当的数学手段,对中国西部 某油气区黄土样品磁化率观测值进行了处理;合理 地划分出黄土磁化率背景值,根据磁化率异常确定 油气远景区和量化评价因子。经过实际油井验证, 证明了应用磁化率指示油气藏信息的有效性。     

深层油气地球物理勘探基础研究

本文讨论当前我国深层油气地震勘探面临的难题及基础研究的三个主攻方向,包括：困难地区深层地震反射体准确成像,地震波场信息学、油气田直接预测的地球物理方法技术等.