二度地形对电阻率法的影响

一、引言地形对电阻率法勘探有极大影响。研究地形影响的方法有二:理论计算和模型实验。例如,强图里什维利利用复变函数计算了截面呈三角形、梯形、牛圆形等二度地形对均匀电场的影响,其结果可用来对这种地形的中间梯度曲线进行地形校正。     

对三侧向测井视电阻率校正问题的评论

1.根据对图版数据的分析,强调定量解释不能直接引用深三侧向视电阻率; 2.对国产三侧向测井电极系Ⅱ,提出一种厚层侵入经验校正公式,它不同于建筑在传统几何因子近似基础上的校正公式,有助于对三侧向测井视电阻率校正问题作分析; 3.对侧向测井视电阻率只作侵入校正而无有效的层厚、围岩校正是不可取的。     

用边界单元法模拟二维地形对大地电磁场的影响

本文用边界单元法模拟二维地形对大地电磁场的影响.首先用格林公式将二维大地电磁的边值问题转变成积分方程,然后用边界单元法解积分方程,得到地形上的大地电磁场和它的法向导数,由此可计算电阻率.与有限单元法相比,本方法剖分后的地形与实际地形的拟合程度高,向计算机输入原始数据的工作简单,可以在微机上计算地形引起的视电阻率.本方法适合于在野外生产现场进行大地电磁法的地形改正.计算表明,地形对H_x型波的影响比对E_x型波严重得多;随着周期的增长,地形对H_x型波的影响变得稳定.     

基于最高频相位法和空间滤波法的二维模型的大地电磁静态校正

静态效应一直是影响大地电磁测深法精确性的主要原因之一.在相位校正法的基础上提出了一种更适用于电性变化较为平缓的地质情况的静态校正方法—最高频相位法,其核心是用需要校正测点两侧受静态效应影响较小测点的最高频视电阻率的算术平均值代替相位法递推公式中每个频点前一个频点的视电阻率值,以消除相位法中的误差积累.以二维模型的正反演...     

线源三维井地电法异常边界增强及地形校正技术

基于非结构网格有限元方法开展了三维复杂地电模型的线源井地电法的高效正演模拟研究,探讨了通过求取电场响应导数来刻画目标体边界范围、采用差异场地形校正技术来消除地形影响等措施对井地电法成像的效果和精度的影响。并通过对比与解析解,验证了本文数值解算法的有效性。模型计算结果表明：积水巷道的空间位置和走向均会引起视电阻率的显著变化,视电阻率变化率的极值准确且清晰地指示了巷道边界的位置;电位的归一化总水平导数极大地提高了井地电法对目标体复杂边界位置的识别能力;地形对井地电场分布的影响也很大,其视电阻率响应与地形形状近似呈对称关系,利用差异场技术能有效地削弱地形对井地电法高精度成像的影响。     

不规则回线瞬变电磁法一维烟圈反演研究

瞬变电磁法中最常用矩形或圆形回线,但有时由于地形限制,只能使用不规则回线发射和接收.如果仍用现有的常规回线理论进行处理解释,得到的结果会存在很大的偏差.本文首先进行了不规则回线瞬变电磁法一维正演理论研究,基于电偶极子源的频率域响应公式,通过沿回线积分和时频转换,推导出不规则回线源在水平层状介质中的时间域响应公式.采用欧拉算法、高斯积分和快速汉克尔变换,计算不规则回线内任意一点处的磁场响应.利用改进的二分搜索法计算全区视电阻率,并在此基础上利用烟圈法反演电阻率和深度.通过四个典型地电模型的正反演计算,表明烟圈法反演能够有效反映地电模型的大致形态,可以用于不规则回线瞬变电磁数据的快速反演解释.     

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.     

CSAMT的静态效应校正及应用

CSAMT方法在地下近地表存在电性横向不均匀时,在双对数坐标系中视电阻率曲线会出现沿着视电阻率轴平行移动的现象,称之为静态效应.静态效应对深部电性结构处理解释结果影响重大,需对其进行合适的校正.本文介绍了目前通常使用的几种静态校正方法,并且分析了各方法的优缺点.在新疆某地进行的CSAMT铜矿勘探中,应用了曲线平移法进行静态校正,取得了较好的效果.     

基于非结构化网格的井地电阻率法三维正演模拟及异常特征研究

起伏地形对类电阻率法的影响不可避免,纯地形会对观测的视电阻率造成异常假象,即使同一种地形对于不同的观测装置其地形引起的异常也完全不同,因此复杂地形条件下的视电阻率异常解释起来十分困难,近年来,在水平及起伏地表情况下的地面电阻率法三维正演取得诸多进展,已逐渐成熟化和实用化,但是起伏地形下井中类电阻率法的正演模拟研究不多,勘探前期对电性体的异常形态特征认识不足．本文采用Gmsh进行几何建模和网格剖分,基于非结构化四面体网格模拟复杂地形,实现了三维井地电阻率法的正演模拟,通过两个理论模型检验了代码正确性与算法的有效性之后,选择了山峰地形下低阻球体、山谷地形下低阻球体和一个山脉峡谷复杂地形模型作为研究对象,给出了井 地二极、井 地三极观测装置下的正演计算结果,对起伏地形下的典型地质体的异常形态特征进行了分析总结,可用于指导野外生产,提高勘察工作的效率和勘探效果,并为进一步研究起伏地表下三维井地电阻率反演奠定基础．     

层状介质模型多道海洋直流电法拖缆变形数据校正模拟分析

多道海洋直流电法是海洋地球物理探测技术的重要手段之一,应用该方法进行海洋探测时,其用于数据采集的拖缆在外力作用下会产生变形,导致测量的数据产生畸变,进而影响反演结果.本文基于视电阻率、视电阻率变异比及视电阻率变异系数等参数,通过数值模拟的方法分析了拖缆不同曳航高度、不同变形形状、不同变形方向、不同变形幅度等因素对测量数据及校正后数据的影响并进行定量评价,基于校正后的数据,引入异常变化比等参数综合分析拖缆变形对含气层和孤立含气区异常特征分辨的影响.研究结果表明,拖缆变形不仅会导致测量的视电阻率数据发生畸变,还会使利用实际装置系数校正后的数据视也产生偏差,数据畸变的特征与拖缆变形形式及曳航高度有关,可用视电阻率、视电阻率变异比、视电阻率变异系数综合分析对数据的畸变水平进行量化评价.在一定变形范围内,校正后的数据可以显现含气异常,但反映能力有所下降;当拖缆变形幅度过大时,校正后的数据会差生大幅度波动,不仅淹没原有含气反映,甚至产生虚假异常.     

起伏地形下各向异性的2D大地电磁无网格法数值模拟

作为一种基于节点的计算方法,无网格法具有构造高阶导数方便,自适应分析便利的优点,特别适合复杂地质构造的数值模拟.本文针对实际地球物理勘探中存在的起伏地形和各向异性的地电结构,提出用无网格法来模拟大地电磁响应,采用复合二次径向基函数构造了形函数,推导了大地电磁无网格法等价线性方程组,研究了系数矩阵的压缩存储方法以及大型稀疏复线性方程组快速求解算法,实现了起伏地形下各向异性的2D大地电磁高精度数值模拟.基于层状模型验证了算法的正确性,计算结果表明:无论是TM模式还是TE模式,计算相对误差均小于1%;通过对地垒和地堑模型的模拟,得出了起伏地形对视电阻率和相位的影响规律;对起伏地形下含有不同各向异性系数异常体的模型进行了数值模拟,为开展复杂地质结构的电磁场特征研究以及地形校正奠定了理论基础.随着计算科学的快速发展,无网格法必将成为新的高精度电磁场数值模拟方法.     

视电阻率法的地形改正

文本提出用理论计算来消除复杂地形对视电阻率影响的方法。借助数学公式解析单元地形的线源畸变电场和点源畸变电场,计算并编制出量板,再将单元地形的视电阻率畸变曲线组合迭加,就能近似地取得复杂地形的改正曲线。文中举出实例,阐明了这种地形改正方法的应用和效果。     

The effect of dike geometry on different resistivity configurations

Geoelectrical profiling with multi-electrode systems has become an important tool for monitoring dike embankments bordering rivers. Profiles running perpendicular to the dike axis are affected by the dike topography, with the amplitude of this effect dependent on the surface geometry and the choice of the electrode configuration. Investigations using seven different electrode configurations have shown that some configurations are less sensitive to the topography than others.The topography correction method (TCM) is an important tool for processing data from measurements at river dikes. This method is generally recommended for flank angles steeper than 10°. The topography effect is calculated by two-dimensional finite element modelling. The resulting synthetic data of a homogeneous dike body are used to apply a topographic correction for each measurement.The topographic effect and correction procedure is demonstrated for synthetic dike data and for a data set from a river dike in Thai Binh province (Vietnam). The topography can be ignored for flank angles less than 25° if an averaged Half-Wenner electrode configuration is used. This configuration has proved to be less affected by undulated topography and the focusing effect of averaging the two data sets provides reliable structural information without the need for time-consuming data inversion.     

Gravimetric survey terrain correction using linear analytical approximation

Various methods for computing the terrain correction in a high‐precision gravity survey are currently available. The present paper suggests a new method that uses linear analytical terrain approximations. In this method, digital terrain models for the near‐station topographic masses are obtained by vectorizing scan images of large‐scaled topographic maps, and the terrain correction computation is carried out using a Fourier series approximation of discrete height values. Distant topography data are represented with the help of digital GTOPO30 and Shuttle Radar Topography Mission cartographic information. We formulate linear analytical approximations of terrain corrections for the whole region using harmonic functions as the basis of our computational algorithm. Stochastic modelling allows effective assessment of the accuracy of terrain correction computation. The Perm Krai case study has shown that our method makes full use of all the terrain data available from topographic maps and digital terrain models and delivers a digital terrain correction computed to a priori precision. Our computer methodology can be successfully applied for the terrain correction computation in different survey areas.     

基于非结构双网格的2D RMT双参数同步反演研究

Radio-magnetotelluric(RMT)是以无线电发射机为信号源的一种地球物理勘探方法,近年来被广泛应用于数米至数十米内的近地表工程和环境地球物理勘探.目前,各类电磁资料的反演均是以寻求满足目标拟合差的地下介质电阻率分布为目的.然而,对于勘探频率为10~300kHz的RMT数据,由介电常数所引起的波动场在总场中的比例可达20%以上,在这种情况下,忽略介电常数,仅通过电阻率参数的反演来进行数据拟合势必降低反演资料解释的准确性.为解决这一问题,本文研究了基于电阻率-介电常数的双参数同步反演算法.构建了一个全新的双参数目标函数,并推导了双参数反演迭代方程组;通过灵敏度分析,研究了电阻率和介电常数对正演响应的影响,并据此提出相对电导率的概念,统一了反演参数的灵敏度;通过理论模型分析了参考频率、双参数正则化因子对反演结果的影响,并给出了一般性的参数优选方案.此外,为了能够灵活处理复杂地形,本文采用非结构的正反演双网格进行模型离散,并通过局部加密技术保证反演的速度和精度.最后,对一带地形的理论模型分别进行了单参数和双参数反演,结果表明单参数反演无法正确反映出地电信息,而双参数反演能够准确得到异常的分布,验证了本文所开发的双参数反演程序的有效性.     

Three-dimensional imaging of subsurface structures using resistivity data

We have developed a three-dimensional inverse scheme for carrying out DC resistivity surveys, incorporating complicated topography as well as arbitrary electrode arrays. The algorithm is based on the finite-element approximation to the forward problem, so that the effect of topographic variation on the resistivity data is effectively evaluated and incorporated in the inversion. Furthermore, we have enhanced the resolving power of the inversion using the active constraint balancing method. Numerical verifications show that a correct earth image can be derived even when complicated topographic variation exists. By inverting the real field data acquired at a site for an underground sewage disposal plant, we obtained a reasonable image of the subsurface structures, which correlates well with the surface geology and drill log data.     

地震环境噪声成像中的地形影响校正

以传统地震环境噪声面波成像方法研究地壳速度结构时,在一些极端的地形条件下,结果与真实结构会存在较大偏差.我们以地震波场三维正演模拟为基础,提出了一种地形校正方法.我们保留了传统噪声面波成像简单的两步反演法,在面波层析成像和一维速度结构反演的基础上,通过地震波场三维模拟近似估计地形和散射波场的影响,并据此校正瑞利波频散曲线,最终反演得到校正地形影响的S波速度结构.理论测试与在实际观测数据上的应用都证明了校正方法的有效性,同时也显示了地形校正的必要性.     

2.5维起伏地表条件下时间域航空电磁正演模拟

时间域航空电磁作为一种高效地球物理勘探技术特别适合我国地形复杂地区(沙漠、高山、湖泊、沼泽等)资源勘查.然而,这些地区地形起伏较大,对航空电磁响应有严重影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.到目前为止人们对航空电磁地形效应特征研究十分有限.本文提出了基于非结构化网格的有限元法模拟带地形时间域航空电磁系统响应.该方法与基于结构化网格的有限差分相比能更好地模拟地形.首先通过傅里叶变换将2.5维问题转化成二维问题,利用伽辽金方法对二维问题进行离散.通过使用MUMPS求解器,得到波数域电磁响应.利用反傅里叶变换将波数域电磁响应变换到空间域,并利用正弦变换将其变换到时间域,得到2.5维时间域航空电磁响应.通过将本文的计算结果与半空间模型解析解及其他已发表的结果进行对比,检验了本文算法的精度.最后,我们系统分析了山峰和山谷地形对航空响应的影响特征.本文研究结果对航空电磁地形效应的识别和校正具有指导意义.     

起伏地表频域/时域航空电磁系统三维正演模拟研究

由于航空电磁系统具有工作频率低、时间延迟短等特点,地形对航空电磁响应有很大影响,忽略地形影响会给航空电磁数据解释造成很大误差.本文将基于非结构化网格的矢量有限元法应用于模拟起伏地表条件下频域/时域(FD/TD)三维航空电磁系统响应.该方法由于采用非结构网格,与传统的结构化网格电磁正演算法相比,能更好地拟合地形和地下不规则异常体,提高对不规则地形和地下介质航空电磁响应的计算精度.通过将计算结果与半空间模型的半解析解及已发表的结果进行对比,检验了本文算法的精度.通过对典型山峰和山谷地形航空电磁响应分析对比,总结了地形对航空电磁响应的影响特征.研究结果对航空电磁地形效应的识别和校正具有指导意义.     

地形畸变对偶极-偶极电阻率测深拟断面图的影响

偶极－偶极剖面方法是一种非常流行的物探方法,但就地形对该方法的实质性影响及修正研究得比较少.我们就几种典型的地形畸变情况进行了正演计算,并绘制了拟断面图.通过对这些图形分析,可以看到在地形畸变处的拟断面图不能反映地下地质体的情况,且有效拟断面图是不连续的,需要分段处理,分级解释.