跨孔直流电阻率法CT勘探技术研究

常用电阻率法的空间效应和视电阻率拟断面记录点对应深度方面的经验性,使其工程应用受到限制.根据电场的基本理论和地震CT勘探的原理,提出了利用在平行钻孔中布设电极、然后利用一孔的电极供电、另一孔的电极同时测量的拟震式单极--单极跨孔直流电阻率法CT勘探技术,并编制了相关的数据处理软件.通过对砼模型在水压致裂过程中电阻率变化的测试,证明了该技术的可行性.     

地电视电阻率法测报强震指标讨论

本文根据1966——1976年十年来,我国大陆强震活动过程,在多次强震震中区(△≤100公里)范围内,记录到的大地电阻率变化,进行初步总结和归纳.提出用电阻率前兆测报大震的中期经验性指标和短、临经验性指标,供广大地电测报工作者实践和检验。     

高密度电阻率法对不同电极排列的分辨率响应研究

高密度电阻率法不同电极排列以及异常体尺寸和位置关系对探测结果有不同的分辨率响应,探明不同电极排列对分辨率的响应,对于科学合理地解析地电信息所揭示的地下构造具有重要的指导意义.通过Ansys中APDL命令流的方式对不同排列方式以及异常体尺寸进行模拟,分析了α、β以及γ等电极排列对水平异常体、竖直异常体以及异常体尺寸与其相邻位置的关系对分辨率的影响.研究表明,温纳电极排列的电极信号强,而且对竖直方向具有较好的敏感性.偶极排列对水平方向具有较好的敏感性,但其信号强度较弱.异常体水平排列时,异常体之间的距离大于其尺寸,能较好的分辨出其位置关系;竖直排列时,高密度电法难以探测出其异常体之间的信息.T比值参数结合了β、γ排列信息,对地下信息具有更清晰的分辨率,但T比值参数对于竖直方向,分辨率较低.     

海洋直流电阻率法电测深装置响应分析

海洋直流电阻率法是海洋电磁勘探的重要方法之一,已经在许多海底资源探测中得到实践.本文推导了供电电极位于海底时四层水平层状介质电位表达式和视电阻率计算公式.根据快速汉克尔滤波法,计算含有贝塞尔函数的积分,编写MATLAB程序计算水平层海洋地电模型电位和视电阻率,探究海水深度和沉积层厚度对于视电阻率曲线的影响.研究表明海水越深,海平面对视电阻率曲线影响越小;沉积层厚度越薄,视电阻率异常响应越明显.建立了各种地电模型,并用二极装置、三极装置、偶极装置进行探测,对不同装置获得的视电阻率曲线进行分析,得出偶极装置对于滨海低阻层和高阻层异常反应能力较强.分析了低阻环境下不同装置在不同供电电流下接收端的电位信号强度,研究发现供电电流强度仅在收发距较小时对接收端电位信号强度影响较大,且供电电流越大电位信号强度越高.本文的结果为深入研究海洋直流电阻率法装置类型应用于海底资源探测奠定了基础.     

一种前兆效能更好的地电阻率观测装置讨论

介绍近年来甘肃深井地电阻率(ρs)实验观测的资料和震例,证明SA(甘肃单孔深井垂直观测方案)是一种前兆效能更好的方案。文中从水平层状介质的角度解释更好的机制和原理,定量估算几种装置的前兆效能,结果表明:(1)在平凉深井台站,SA装置的前兆效能是深井水平向装置的3.3倍;(2)在兰州观象台,新建的SA装置完整地记录到一个震例(异常时间段50d,其中短临时间段10d,异常变幅2.4%),而原有地面观测装置不能分辨该震例。从地面观测到深井水平向观测,解决了最棘手的电磁干扰问题,使ρs曲线成形连续;从深井水平向观测到SA方案,解决装置的前兆效能问题和最突出的季节性年变问题,使震例的特征清晰可见。文中针对需求介绍SA装置构建的方案。观测资料表明:SA方案是解决当今电磁干扰问题的最佳途径,是提高装置前兆效能的方向。     

探测孤石高阻体的跨孔电阻率CT水槽物理模拟实验研究

采用重庆奔腾数控技术研究所的WDJD-3型多功能数字直流激电仪,在电法实验室水槽内布设了探测孤石高阻体的跨孔电阻率CT法观测系统,进行了物理模型实验。物理模拟实验采用多种观测装置(二极、三极和四极装置),对采集到的数据进行反演成像,得到如下结论:①二极装置电阻率CT反演成像结果不能反映出高阻体的位置与大小;②三极装置CT反演成像结果能较好反映孤石高阻体的位置与大小;③四极装置电阻率CT反演成像也能反映出孤石高阻体的位置与规模,效果与三极装置基本相同。物理模拟实验结果表明:三极或四极装置的跨孔电阻率CT法可用于探测高阻体,它具有采集方式灵活、数据稳定可靠、成像结果直观清晰的优点。基于物理模拟实验的结果,采用电阻率CT法对地铁盾构隧道洞身范围内的孤石高阻体探测具有一定的指导意义。对孤石体的三维电阻率CT法物理模拟实验正在进一步研究中。     

CSAMT法一维层状介质灵敏度分析

为改善CSAMT一维反演的实用性,本文以电磁场数值模拟为基础,推导出偶极源激发下频率域电磁反演中的偏导数公式.并以三层水平层状地电模型为例,针对同线装置和赤道装置两种形式,利用扰动法对本文的半解析算法结果进行验证.对比结果表明无论同线还是赤道装置,本文半解析结果和扰动法计算结果拟合程度非常好,验证了偏导数公式推导及程序代码的正确性.进而,分析了CSAMT观测数据对中间薄层参数的灵敏度.灵敏度特征分析表明:CSAMT观测资料对中间低阻薄层比较敏感,对高阻薄层的分辨率较低,但对层厚度,即便是高阻薄层,仍存在较高的灵敏度.频率对层参数的灵敏度有重要影响.实际应用中,应同时考虑资料和参数加权,以提高中间层参数的求解能力.本文的算法不仅有助于CSAMT资料反演解释,同时为地下薄目标层的有效识别提供理论依据.     

速度和密度的跨孔分析

跨孔层析成象和井孔重力仪(BHGM)测量可以估算钻孔附近的地震波速度和岩石密度.最近在俄克拉荷马州和海湾的海岸沉积地区进行的这两种测量表明了这种组合技术的一些初步应用.在浅层碎屑沉积地区的这些钻孔测量结果表明,密度和纵波速度之间存在着良好的相关性,这种相关性是由Gardner方程预示的.     

大定源装置下瞬变电磁法视电阻率定义

对于应用较广的大回线源瞬变电磁装置,虽然得到了非中心点电磁响应式,但由于响应的复杂性,一直没有推导出不同场点视电阻率定义式,通常借用中心回线方式的视电阻率公式进行解释,必然会在观测区的边缘处出现异常.为提高瞬变电磁法的解释精度,将非中心点垂直分量转化为人们熟悉的电阻率参数,本文提出并建立了大定源装置情况下视电阻率定义....     

基于高密度电法温纳装置的三维电阻率反演应用

在金矿采空区钻孔定位时,较多地依据二维高密度电法剖面反演来计算采空区的位置及产状,由于金矿采空区产状变化复杂,二维反演仅反映了采空区沿纵断面的展布形态,因采空区影响范围内测点较少至使反演目标边界误差较大,盲目布设钻孔会造成探测成本的提高,为实现精确探查,精准反演采空区的边界范围、走向及倾向,提高钻孔准确率,降低勘察成本,在蓬莱大柳行金矿试验通过布设多条等距高密度电法剖面(剖面间距为50 m、点距20 m),构造了不均匀测网,利用高密度电法仪采集温纳排列测深数据,将该排列数据进行了对称四极测深数据格式转换.采用该测网建立了三维电阻率反演数据格式,进行了三维电阻率反演,经钻探验证采空区中心埋深与三维电阻率反演低阻体埋深误差3.1 m.最终反演迭代精度与二维高密度电法剖面反演精度相差9.5%,为准确布钻提供资料.     

水驱油实验电阻率分析及混合液电阻率计算新方法

南海西部海域涠洲W油田经过多年的注水开发已进入开发中后期,如何求准水淹层剩余油饱和度对开发调整具有重大意义.水淹层混合液地层水电阻率是计算剩余油饱和度的关键参数,从水淹层不同注入水驱替实验研究出发,提出一种新的水淹层动态混合导电模型,该方法首次引入动态的未被注入水混合的毛管束缚水变量,这个变量随着储层水淹程度变强逐渐从原生束缚水变为零.该方法数值模拟计算结果与岩心水驱油实验数据结果对比,表明新方法计算结果比常规物质平衡方法和并联导电方法精度高,研究结果可用于分析水驱油各种影响因素,并可在实际咸水、淡水水淹储层评价中定量确定剩余油饱和度.经南海西部油田涠洲W油田密闭取心资料的饱和度数据验证,文中新方法计算的含水饱和度符合实际情况,且简单实用.     

地电阻率观测中一类反常年变化的分析讨论

本文从理论和实际观测资料方面讨论了我国某些地电阻率台站出现的冬天低值、夏天高值的反常年变化,指出出现这类年变化的原因可能有三种,其中最主要的是在特殊地电断面上,由于表层介质电性变化对地电阻率测量以反向贡献所致,这是表层电阻率变动引起地下电流密度非线性变化在特殊地电断面上的反映。这种特殊地电断面的标志就是表层介质的响应系数出现负值。此外,本文还讨论了在资料处理时,这类年变的消除方法。     

地电阻率法中勘探深度和探测范围的理论讨论和计算

本文对地电阻率法中两个常用的基本概念——勘探深度和探测范围进行了理论探讨和计算,分析了电法勘探中关于这两个概念的若干问题和不足。为了适应地电阻率法比较台址条件和研究其探测能力的需要,在分析这些问题的基础上,运用层状介质视电阻率的理论公式提出了勘探深度的新定义。用统一的标准给出了若干不同电性结构、不同装置下的勘探深度的定量结果,并具体讨论了探测范围上、下界面理论位置与介质表层及深部电性变化量大小、装置极距、仪器精度等参数之间的关系。指出在均匀介质、四极对称装置下,利用精度为1级的仪器探测下界面的最大深度可达极距AB的1.5倍左右的新结论,以及给出了加大探测范围的理论途径。最后本文还讨论了两个概念的差异和联系以及在一般非均匀介质条件下求得勘探深度的原则方法。     

地电阻率观测系统自动检测装置的研制及应用

地电阻率观测系统主要包括测量系统和装置系统,在台站的日常工作中,对测量系统准确性和装置系统稳定性都需要人工检测,不仅耗时费力,而且还会受天气和人为因素的影响。本文在研究地电阻率测量误差和装置系统稳定性自动检测方法的基础上,利用单片机技术研制了地电阻率观测系统自动检测装置。利用这一装置不仅可以实现台站地电阻率整个观测系统的自动检测,大大减轻人力消耗,更重要的是可以将国家计量标准直接传递到台站,保证检测结果的可靠性和科学性。该系统经过台站长期的应用,结果表明,地电阻率观测系统自动检测装置运行可靠,可以满足台站观测系统自动检测的需求。     

基于MPI并行算法的电阻率法多种装置数据的三维联合反演

由于地表电阻率法受到浅地表局部异常体的干扰,反演精度受到影响,井中装置数据资料参与反演虽然可以减小浅地表局部异常体的干扰,但是由于钻井位置的局限性,数据量得不到保障,也会导致反演精度降低.为此,本文开发了一套结合地表、地-井、井-地和井-井装置数据的三维联合反演算法.首先,利用有限差分法实现正演模拟,采用非线性共轭梯度法（NLCG）恢复电阻率结构;其次,调用Message Passing Interface（MPI）函数库加速正演模拟和灵敏度矩阵运算,当开辟12个进程时,反演程序获得最大加速比4.51;最后,通过合成数据和实测数据算例证明该反演算法的有效性,也证实了多种装置组合数据体反演结果明显优于单一地表装置数据体反演结果.

     

和平台深孔电极地电阻率测值趋势下降原因分析

通过多项实验观测对电阻率测值与电流出现相同趋势性变小的原因进行了探讨分析,认为这是装置系统的重要构成部分即电极发生了变化,从而导致了电阻率测值的趋势性下降。     

环工作面三维直流电阻率法研究及应用

本文在矿井直流电法理论基础上,推导环工作面三维直流电法测量深度公式,得到环工作面三维直流电法记录点坐标位置.基于以上理论,建立了环工作面三维直流电法异常体模型,分析了环工作面三维直流电法二极装置、三极装置、四极装置异常体响应特征,得出环工作面三维直流电法各装置敏感度低的主要原因是缺少必要的数据采集点.为了提高环工作面三维直流电法分辨率,最大限度增加工作面内侧的采集数据点.基于以上原因本文提出了对角偶极装置采集模式及多装置的数据叠加反演处理方法,以增加工作面内采集数据点,提高三维勘探的精度.本文通过某矿8802工作面底板富水性探查实例,说明该方法的有效性.     

环工作面三维直流电阻率法研究及应用

本文在矿井直流电法理论基础上,推导环工作面三维直流电法测量深度公式,得到环工作面三维直流电法记录点坐标位置.基于以上理论,建立了环工作面三维直流电法异常体模型,分析了环工作面三维直流电法二极装置、三极装置、四极装置异常体响应特征,得出环工作面三维直流电法各装置敏感度低的主要原因是缺少必要的数据采集点.为了提高环工作面三维直流电法分辨率,最大限度增加工作面内侧的采集数据点.基于以上原因本文提出了对角偶极装置采集模式及多装置的数据叠加反演处理方法,以增加工作面内采集数据点,提高三维勘探的精度.本文通过某矿8802工作面底板富水性探查实例,说明该方法的有效性.     

倒谱法检测信号异常的灵敏度分析

信号异常检测的主要目的是寻找对信号反应灵敏的特征参数.本文从倒谱法的算法、性质等阐释了倒谱系数对信号异常具有较好的灵敏度,并通过实际计算,验证了倒谱系数对信号的振幅、时间延迟和相位参数微小变化的灵敏度反应较好.对所设计的指数衰减正弦波信号,倒谱法能够较容易地检测出振幅、时间延迟和相位参数相对变化为百分之一的信号,而时间...