CSAMT全区电阻率法数值模拟及应用探讨

常规的可控源电磁法理论在计算视电阻率公式上,多半采用其电磁场的渐近特征,难以直接反映全区视电阻率的值,及直观地显现地下介质的地质构造.文中采用水平偶极子激发的电磁场,提出了电场的全区精确表达式,直接计算出大地电阻率.利用汉克尔数值滤波算法和逆样条插值算法对水平层状电磁场进行正演计算,并与计算的卡尼亚视电阻率的对比和野外试验结果表明：该方法的结果在远区等价卡尼亚电阻率,在近区和过渡带则明显地改善了卡尼亚电阻率的非波场区场畸变,从而能更好地接近基底的真电阻率,更形象地反映了地下介质的垂向电性变化.     

原始电阻率各向异性岩石电阻率变化的方向性

在3种非含岩成分造成的岩石原始电阻率各向异性标本(在采集和加工过程中，标本完整性遭 到破坏的标本)，和一种由含岩成分形成的 岩石原始电阻率各向异性标本上，布设多个电极，并将标本用水饱和. 然后用多电极组合法 ，将己布电极组合成不同方向、不同极距的电阻率各向异性测线. 采用单轴压缩、低围压 三 轴压缩和剪切3种加载方式，对标本进行动态电阻率变化实验. 观测标本电阻率随承载力的 变化. 实验结果表明∶对于岩石原始电阻率各向异性标本，在电阻率变化各向异性方面，与 岩石 原始电阻率各向同性标本相似，即∶裂隙和破碎带通过区域的测点，视电阻率变化各向异性 结果好，４种组合求得的４个各向异性主轴方向趋向一致，且与破碎带方向基本吻合；裂隙 和破碎带不经过区域的测点，４个视电阻率变化各向异性主轴方向不一致，或者根本求不出 各向异性解. 这后一种情况，在裂隙面平行测量面时，表现最为明显.     

Imaging a 3D geological structure from HEM, airborne magnetic and ground ERT data in Kalat-e-Reshm area, Iran

A set of geophysical data collected in an area in Iran are analyzed to check the validity of a geological map that was prepared in connection to a mineral prospecting project and also to image the spatial electrical resistivity distribution. The data set includes helicopter electromagnetic (HEM), airborne magnetic and ground electrical resistivity measurement. Occam approach was used to invert the HEM data to model the resistivity using a layered earth model with fixed thicknesses. The algorithm is based on a nonlinear inverse problem in a least-squares sense.The algorithm was tested on a part of an HEM dataset acquired with a DIGHEM helicopter EM system at Kalat-e-Reshm, Semnan in Iran. The area contains a resistive porphyry andesite that is covered by Eocene sedimentary units. The results are shown as resistivity sections and maps confirming the existence of an arc like resistive structure in the survey area. The resistive andesite seems to be thicker than it is indicated in the geological maps. The results are compared with the reduced to the pole (RTP) airborne magnetic anomaly field data as well as with two ground resistivity profiles. We found reasonable correlations between the HEM 1D resistivity models and 2D models from electrical resistivity tomography (ERT) inversions. A 3D visualization of the 1D models along all flight lines provided a useful tool for the study of spatial variations of the resistivity structure in the investigation area.     

剪切和摩擦滑动大模型的视电阻率变化幅度和各向异性

用石英砂、河砂和水泥模压制成1m×1m×0.3m的均匀和非均匀介质模型，对模型进行剪切和摩擦滑动实验，观测模型不同位置和不同方位的视电阻率变化幅度和各向异性特征. 均匀介质模型实验结果为：电阻率变化与测线的位置有关，距裂隙近的测线，电阻率变化幅度大，从百分之几到百分之几十；距裂隙远的测线，电阻率变化幅度小，从百分之几到不变. 对于非均匀介质模型，电阻率变化幅度要小一些，最大也只有百分之几. 电阻率变化除与测线的位置有关外，还与测线的方位有关，同一测点不同方位的测线，电阻率变化幅度不同，有的差别很大. 剪切与摩擦滑动两种加载方式的电阻率变化幅度数量级相同. 裂隙穿过部位及其附近测点的电阻率变化各向异性主轴方位解与剪切和摩擦滑动的实际裂隙方位吻合较好.     

非均匀套管井中的过套管电阻率测井响应

套管井壁的电势分布包含了金属套管和地层模型的信息,套管电阻率的变化对过套管电阻率测井有重要影响,本文考虑了套管电阻率的变化对传输线方程系数的影响,给出了非均匀套管壁电势分布的计算方法．利用套管井壁电势分布实现了非均匀套管测井响应的计算,考察了套管电阻率变化对过套管电阻率测井响应的影响,模拟结果表明,套管的变薄或变厚对测井响应均有一定影响,当套管电阻突然变小（套管变厚）或突然变大（套管变薄）时过套管电阻率测井异常发生在套管电阻突变界面附近．模拟结果还显示电极距对测井结果有明显影响．     

过套管地层电阻率曲线环境影响校正方法研究

过套管电阻率测井是在金属套管井中测量地层电阻率的一种电法测井技术,其测量结果受套管、层厚/围岩、水泥环等井眼环境因素的影响,所以在进行过套管电阻率测井资料解释时必须进行测井环境影响因素校正.本文在论述过套管电阻率测井原理的基础上,针对大庆油田引进的俄罗斯过套管电阻率测井仪器ECOS,分别考察了层厚/围岩、水泥环对测量结果的响应规律,利用正演模拟方法研制完成了层厚/围岩影响校正图版以及水泥环影响校正图版.在计算机上实现了层厚/围岩、水泥环影响校正的算法,并利用模型算例和测井实例验证了本文方法的合理性.该方法能够减少水泥环的影响,提高层厚小于1.0 m薄层电阻率的测量精度,为过套管电阻率测井资料正确解释提供了保障.     

高密度电法测试在苏州地区工程勘察中的应用

简要介绍了高密度电法的基本原理和特点,结合昆山新久力厂房工程古河道探测的实例,分析了工程概况,剖面布设,参数选择和勘探结果。并结合钻孔资料对电法勘探推测结果进行了验证。根据探测实例,认为,高密度电法测试在苏州平原地区与钻孔结合运用,可以快速、有效地判别地下古河道、洞穴等不良地质隐患。     

山西临汾地震台地电阻率异常分析与探讨

对山西临汾地震台地电阻率观测数据在临汾及其周边地区发生4．0级以上地震时的异常变化、异常形态进行了对比分析,认为,临汾中心地震台地电阻率对于捕捉该区地震前兆异常信息有积极的意义;对2008年4月以来临汾中心地震台地电阻率观测数据的变化情况、变化形态做了分析,其结果可为场源外区域地电异常的研究提供依据和参考。     

地电阻率正常变化与电剖面的关系

本文以变化电性剖面模式阐明地电阻率正常变化的复杂行径及其以可能原因为基础, 通过计算得到了地电阻率正常相对似年变幅与台址电性剖面诸参数间的定性、定量关系.从而阐明台址电性参数条件对地电阻率正常变化的影响和控制作用.通过实验证实上述结论的正确性, 指出获取平稳正常变化资料的可能性和具体途径.      

吉林省地电阻率震兆异常分析研究

应用吉林省内榆树、 四平两个地电阻率台站观测资料, 采用形态法、 归一化变化速率法和各向异性度法, 分析研究了1999年汪清M_S7.0深震以及2006年乾安—前郭M_S5.0浅源地震前的地电阻率异常变化. 结果表明, 震前地电阻率出现长趋势下降变化或短临异常变化, 表现为: ① 汪清M_S7.0深震前, 榆树台和四平台地电阻率月均值曲线上均显示出震前持续2年尺度的中期下降异常; ② 汪清M_S7.0深震以及乾安—前郭M_S5.0浅源中强震前, 榆树台和四平台地电阻率变化速率均大于异常指标; ③ 乾安—前郭M_S5.0地震前, 四平台地电阻率各向异性度曲线显示出明显的低值异常变化, 而榆树台各向异性度S曲线则出现破年变变化. 上述异常变化的原因可能为, 太平洋板块向NW方向挤压, 导致震源区及附近最大主压应力方位(或近于该方位)NW向的挤压作用突出, 引起介质内部导电流体快速进入或重新分布, 从而使地电阻率出现长趋势下降变化和各向异性变化.      

降雨对大柏舍地电台地电阻率观测的影响

选取大柏舍地电台2011—2019年地电阻率观测数据和降雨量资料,分析降雨对地电阻率观测的影响,利用影响系数理论,对结果进行分析探讨。结果表明,由于大柏舍地电台表层介质影响系数较小且为负值,小幅降雨对该台地电阻率短期影响不明显,仅自然电位差受到干扰;大范围强降雨时,地电阻率和自然电位差均受到影响;因ZD8B仪地电阻率观测系统架空线路漏电,导致EW向分量呈阶降变化,且比用于背景场观测的ZD8M仪变化幅度大。     

通州地电阻率对唐山地区中强地震的映震能力分析

基于通州地表地电阻率在1976年唐山M7.8地震前有明显前兆异常以及通州新建井下小极距地电阻率在2020年古冶M5.1地震和2021年滦州M4.3地震前出现的异常变化,从台站周边构造环境、地震特征等方面进行对比分析,认为通州台地电阻率对唐山地区中强地震的中短期映震能力比较强。同时分析结果也显示在目前观测环境条件下,井下小极距地电阻率再现了通州台地电阻率对周边地区中强地震具有较强地映震能力。     

高密度电阻率法在城市活断层调查中的应用

目的 在城市活断层调查中应用高密度电阻率层析成像测量方法。资料和方法 利用电阻率层析成像测量方法，在北京某地的活断层、郑州老鸦陈断层、安阳南断裂等处理进行了地震活断层调查，采用正、反演处理软件进行资料处理和解释。结果 取得了较理想的勘探效果。结论 在城市活断层调查中，电阻率层析成像测量方法是一种十分有效的勘探方法。     

低渗透复杂润湿性储层电阻率实验及导电机理研究

低渗透岩性油气藏发育的黏土膜吸附原油造成了储层亲油,电阻率异常高,高阻油水层、水层的存在给储层流体性质识别带来了很大挑战.为了明确不同润湿性储层的电阻率响应特征以及微观导电机理,本文选取了鄂尔多斯盆地西部三叠系延长组长8段的岩心,模拟了油驱水、老化和水驱油过程,并测量了岩心薄片洗油后的接触角.实验结果表明,洗油后异常高阻岩心已表现为不完全亲水,然而,其测量的胶结指数m与正常电阻率岩心相差很小.油驱水至束缚水时,正常电阻率岩心的电阻增大率I_r与含水饱和度Sw的关系在双对数坐标下基本表现为直线的关系,而异常高阻岩心则表现为明显的凸曲线特征.且老化过程前后,异常高阻岩心的电阻率基本不变.结合对异常高阻岩心不同状态下的核磁共振T_2谱的分析,表明在油驱水过程中,岩石的润湿性已经向亲油方向发生转变,老化过程对润湿性的改变影响很小.水驱油至残余油时,异常高阻岩心的I_r-S_w曲线表现为近似直线特征,反映出水驱油过程中岩石的导电结构并未发生改变.基于实验结果的分析与讨论,明确了一种适用于低渗透复杂润湿性储层的成藏模式及其导电机理,说明了高阻水层主要是亲油润湿性条件下的连续导电路径遭到破坏造成的.     

长白山天池火山岩浆系统分析

针对外媒报道长白山天池火山在近2年内有可能喷发的言论,在长白山天池火山区布测了一条长度约为103 km的二维大地电磁测深观测剖面,对火山区深部电性结构进行探测研究.由于研究区内不明来源的电磁干扰非常强,对数据采用了远参考处理、Robust处理、Rhoplus分析、张量阻抗分解和基于一维层状介质电阻率与相位互算方法等先进处理技术,获取到一批在强干扰区质量较为可靠的电磁数据,利用数据计算分析了长白山天池火山区二维构造走向和感应矢量特征,采用NLCG二维反演技术对资料进行了二维反演解释,并将反演结果与前人探测结果进行了对比分析.探测结果表明:在天池火山口下方存在明显的直立型岩浆通道,岩浆通道在下方约5~8 km位置形成关闭;在火山口下方往北方向附近,在埋深位置约7 km深处存在一个明显的低阻异常体,电阻率小于10 Ωm,且与岩浆通道对接,推测其可能是地表浅部发育的岩浆囊;在长白山山门附近C07-C09号测点之间和C04-C05号测点之间,在埋深约7~17 km深处发现近直立型低阻带,低阻带与下方低阻体直接相连,推测低阻带内赋存有活动的岩浆;随着埋深的增加,从天池火山口南部约20 km位置往北方向,在埋深13~30 km之间壳内广泛发育明显的低阻异常体,推测其可能是活动的岩浆囊.反演结果与前人探测结果整体电性特征相似,但又局部不同.     

铁轨干扰浚县地震台地电阻率观测的有限元分析

2016年5月浚县地震台地电阻率EW向测值出现明显变化,为正确评价该变化,依据浚县地震台地质资料、岩层电性资料和EW向电测深曲线,将该台地下介质电性分布简化为二维电性结构,建立三维有限元模型。通过数值模拟,计算测区内地表铁轨干扰对地电阻率观测的影响形态和幅度。结果表明,由数值模拟所得干扰幅度、形态与实际测值的异常变化较吻合,因此从数值分析的角度确定了铁轨对浚县地震台地电阻率观测的干扰。     

USE OF ELECTRICAL RESISTIVITY METHODS FOR THE STUDY OF COAL SEAMS IN PARTS OF THE RANIGANJ COALFIELD (INDIA)*

The surface resistivity method has been used to study a few exposed coal seams located in the northwestern part of the Raniganj Coalfield (belonging to the Damodar Valley Gondwana basin), India. Different electrode configurations, viz., Wenner, two-electrode and half-Schlumberger, have been used with different electrode spacings in horizontal profiling. The vertical distribution of resistivity has been studied using Schlumberger configuration at different locations along the profile. Laboratory studies of resistivity (at partial to full water saturation conditions) and porosity of different coal, shaly sandstone and sandstone samples of the survey area had already been carried out before the field survey. The results indicated the presence of a good resistivity contrast between the coal seams and the surrounding formations. The field results did not bear this out: the resistivity responses of the coal formations on the profiles and sounding curves are not as clear as one would expect for such high contents. The Wenner profiles show a broad resistivity anomaly over the coal seams. Two-electrode profiles are less noisy than Wenner profiles. Sharp peaks have been observed over the coal seams. The half-Schlumberger configuration seems the best: all the coal seams and their edges can be accurately outlined on the resistivity curves. Borehole data close to the profile have been used for correlating the field results. There is good agreement with vertical electrical soundings.     

兰州地电台地电阻率逐时值日变化分析

对兰州地电台１９９６ ～１９９８ 年的地电阻率逐时值进行了计算处理,分析了地电阻率逐时值正常日变化特征．结果表明,兰州台地电阻率逐时值月平均日变化与年平均日变化存在较稳定的背景值．这一背景值可以作为判定地电阻率日变化短临异常的依据     

Geoelectric structure of the Ein Gedi sinkhole occurrence site at the Dead Sea shore in Israel

Hazardous sinkholes started to appear in alluvial fans and unconsolidated sediments along the western Dead Sea coast in 1990. Since then hundreds of sinkholes have appeared from north to south along the shoreline. The Electrical Resistivity Tomography (ERT) method was used to achieve a better understanding of the subsurface geoelectric structure at the sinkhole development sites, taking into account that electric parameters (such as resistivity or conductivity) are very sensitive to formation properties and their variations in time. Fifteen image lines were surveyed at the Ein Gedi area during a period of active sinkhole development (in 2001–2002) over an area of 300 × 550 m². Resistivity cross-sections and maps were constructed from 2-D linear surveys. The process of sinkhole formation in the surveyed area is located in a strip 50–70 m wide and 300–500 m long, extending approximately in a north–south direction. The sinkholes are arranged along a tortuous line within this strip. On resistivity maps and sections this U-shaped zone appears as an alternation of high resistivity anomalies of 350–1000 Ωm (at sinkhole group locations) with narrow background resistivity zones of 50–100 Ωm. The large size of resistivity anomalies (250 × 300 m²), which are considerably greater than those of the sinkholes, form one of the features of the sinkhole sites in the Ein Gedi area. The anomalies continue down to the water table or even deeper (maximum of 25–35 m depth). A low resistivity layer of 1–8 Ωm underlies them. The combined analysis of the image results and other geophysical data shows that high resistivity anomalies are associated with the decompaction of the soil mass at the sinkhole development sites and surrounding areas. Recent studies have shown that sinkholes in the Ein Gedi area are developing along the salt western edge located at a depth of 50 m. The subsurface high resistivity anomaly conforms to the sinkhole line (and salt boundary). They are presumably located above the great dissolution caverns at the salt edge. The heterogeneity of the resistivity structure within the high resistivity anomaly (seen in both lateral and vertical planes) confirms that a disintegration of internal formation structure takes place. Away from the sinkhole sites the subsurface resistivity distribution is homogeneous.     

基于数字岩心的岩石电性微观数值模拟(英文)

本文利用x射线CT获取反映岩心微观结构的三维数字岩心,利用数学形态学中的开运算模拟了岩石的油驱水排驱过程中,不同含水饱和度下油和地层水在孔隙空间中的分布。利用有限元方法计算了岩石电阻率,进而得到岩石地层因素和电阻率指数,并考查了岩石润湿性对岩石电阻率指数的影响。数值模拟结果表明：基于数字岩心的水湿岩石地层因素和电阻率指数数值模拟结果与实验结果一致,拓展了岩石电阻率实验的能力;岩石润湿性对岩石电性有重要影响,在相同含水饱和度下,油湿岩石电阻率高于水湿岩石电阻率,油湿岩石饱和度指数远大于水湿岩石饱和度指数。