任意角度瞬变电磁测深正演问题计算方法

针对目前比较普遍的瞬变测深晚期场计算精度较低的情况,本文依据频率域电磁场实虚分量的奇偶性及付氏变换的导数性质,利用余弦变换实现了由频率域到时间域电磁场的转换。计算表明,本算法计算晚期瞬变电磁及视电阻率响应具有较高的精度。文中重点计算了单一偶极供电,多点测量的任意角度瞬变测深的正演问题,并对其规律性作了总结。     

利用G-S逆拉氏变换法计算瞬变测深正演问题

求解时间域电磁法问题,通常有两种途径。第一,直接求解时间域问题;第二,先解相应的频率域问题,然后变换为时间域问题。本文采用第二种方法,利用Gaver-stohfest逆拉氏变换法将频率测深正演问题转化为对应的瞬变测深正演问题。实际计算表明,该方法是将频率域问题转化为时间域问题的有效方法。     

磁偶源频率测深视电阻率曲线的正演计算

磁偶源频率测深法是一种有效的地球物理勘探方法。多年来,人们对这种方法的正演理论和反演解释进行了研究。文中利用快速汉克尔数值滤波算法计算了层状介质上直立磁偶极子的电磁场响应以及频率测深视电阻率的振幅响应,这种计算方法与常用的数值积分算法相比,具有计算速度快、精度高等特点。同时详细地讨论了磁偶源频率测深的特点及视电阻率理论曲线的特征。     

瞬变电磁全区视电阻率数值计算方法研究

基于均匀半无限介质空间中场的表达式,给出了一维层状介质中心回线装置瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义,研究了三种全区视电阻率的数值计算方法。特别是在计算的过程中,利用分段计算,解决了全区视电阻率解的非唯一性问题。同时引入二分查找法,解决了隐函数的反函数求解问题。通过正演建模和烟圈反演,进一步对比分析了三种计算方法,这在瞬变电磁测深资料的定性解释中,正确反映地下一维电性层电性垂向的变化特征具有重要的意义。     

TEM全区视电阻率在煤田采空区注浆效果检测的应用

文章分析总结了前人各类求取回线源瞬变电磁全区视电阻率的方法。首先介绍一维层状介质中心回线瞬变电磁测深法的全区视电阻率定义,研究总结常用的全区视电阻率数值计算方法,介绍了隐函数的反函数求解问题,并对比两种反演方法,对典型地电断面模型进行正演模拟。最后将全区视电阻率及反演运用到煤矿采空区注浆效果验证中,取得较好效果。     

瞬变电磁法对低阻薄层的分辨能力研究

从垂直磁偶极源激发的频率域电场出发,采用回线源瞬变电磁法一维正演方法,分别计算了低阻薄层随埋深厚度比和电阻率差异比变化时的感应电动势。依据电磁法探测的体积效应,对传统二分法进行了改进并定义了全区视电阻率的计算方法,并在此基础上分别绘制了低阻薄层埋深厚度比为1∶1.2、1∶1.5、1∶2及1∶4,电阻率差异比为1∶5、1∶10及1∶20的视电阻率曲线。通过对比不同地电模型视电阻率曲线的特征,指出了不同电阻率差异比时,瞬变电磁法对低阻薄层的分辨极限,归纳了瞬变电磁法对低阻薄层的识别及分辨能力,这对于研究地下水平层状介质的垂直电性变化具有重要意义。     

二维垂直台阶上频率电磁测深的曲线特征

二维地电条件下，频率电磁测深曲线将受其影响而发生异变，致使解释不能真实反映地电断面的性质。本文利用有限元法正演程序计算了垂直台阶上阻抗视电阻率曲线，分析了发射源分别位于台阶两侧时的曲线特征，提出了垂直台阶对曲线的影响程度及其界面位置的判定方法，最后用野外实例说明。     

水平电偶极源层状模型垂直磁场全区视电阻率计算方法

利用水平电偶极源层状模型电磁场公式系统计算了不同收发距、不同层状地电模型的电磁场分量,给出了由循环互相关法辨识出频率响应,并计算全区视电阻率的方法.利用水平电场Ex分量和垂直磁场Hz分量计算了全区视电阻率,与层状模型大地电磁测深卡尼亚视电阻率和可控源音频大地电磁测深卡尼亚视电阻率进行比较,水平电场Ex分量和垂直磁场Hz分量全区视电阻率均能很好地反映出地电特征,且垂直磁场Hz分量全区视电阻率与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率在低频段有相似的频率响应特征.对于大埋深基底,Hz分量全区视电阻率在小收发距条件下就能有较好的响应.垂直磁场分量进入近区的频率低于水平电场进入近区的频率,更有利于在小收发距条件下进行大深度勘探.     

电测深法视电阻率对介质电阻率偏导数的计算

在前人工作基础上,对电测深法一维正演解析解递推电阻率转换函数求偏导,给出了电测深法视电阻率对介质电阻率偏导数的解析计算方法;根据Seigel体激发极化理论,采用视电阻率对介质电阻率偏导数矩阵的线性组合,计算出了电测深法的视极化率,其结果与"等效电阻率法"计算视极化率最大相对误差小于1.1%。在一次正演计算过程中就可以同时得到视电阻率、视极化率以及视电阻率对介质电阻率的偏导数矩阵,提高了计算效率,也为后续的多层地电模型电测深法数据优化反演计算提供了关键性技术。     

垂直及倾斜接触面电测深曲线特征

在实际应用中,层状介质往往有一定的倾斜角度,利用经典理论中的解析法求解水平地层上的视电阻率测深曲线有一定的局限性。而只有当反射系数为"1",倾斜角度为π/m;或反射系数为"-1",倾斜角度为π/2m时(m为整数),才能利用镜像法来求解倾斜接触面上的视电阻率。这里推导了倾斜接触面存在时电测深视电阻率的计算公式,给出了任意倾斜角度的接触面上测深视电阻率曲线特征,并讨论了垂直接触面上装置轴与接触面平行、斜交及垂直时视电阻率曲线的变化情况,较好地解决了陡倾接触面旁侧电阻率法推断解释中的一些实际问题。     

电偶源瞬变电磁测深研究(五)--实测感应电压转换成垂直磁场

阐述了电偶源瞬变电磁测深感应电压Ｖｚ（ｔ）转换为垂直磁场Ｈｚ（ｔ）的方法,以便计算全区视电阻率,进行定性与定量解释。     

电偶源瞬变电磁测深研究（二）——瞬变电磁场的求解方法

主要指出了瞬变电磁场求解的几种方法,重点阐述频率域的方法,也就是利用已有的频率域的解,通过傅里叶变换或拉普拉斯变换的逆变换求得时间域的瞬态解。      

电偶源瞬变电磁测深一维全区视电阻率解释方法研究

本文从理论计算和野外实测资料处理两方面讨论了电偶源瞬变电磁测深─维全区视电阻率解释方法以及与之相关的实测数据预处理、磁场计算及─维磁场数值反演方法.     

电偶源瞬变电磁测深一维全区视电阻率解释方法研究

本文从理论计算和野外实测资料处理两方面讨论了电偶源瞬变电磁测深─维全区视电阻率解释方法以及与之相关的实测数据预处理、磁场计算及─维磁场数值反演方法。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考(一)——瞬变电磁测深中偶极子源及其转换

偶极子源是电磁法研究的基本对象,是构成更复杂探测装置与资料解释的前提,也是电磁法勘探技术开发与创新的理论基础。从偶极子源的概念出发,导出了均匀大地表面上的主要偶极子源瞬变电磁场公式,并指明正垂直阶跃脉冲与负垂直阶跃脉冲激发的瞬变电磁场公式的异同,以加深认识。举例说明了相应于电性源与磁性源的场分量可根据电磁场的互易定理相互转换,便捷推导公式。重点阐述了由偶极子源的场强公式运用叠加原理可衍生更复杂的电磁场公式,诸如大回线源及其任意一点的瞬变电磁场公式,盘活了瞬变场的应用。     

中心回线瞬变电磁测深法快速电阻率成像方法及应用

利用导电全空间与均匀半空间中心回线源和磁偶极子在阶跃电流激发下磁场公式和扩散速度的定义,导出了不同条件下瞬变场的扩散速度公式。在此基础之上,引入瞬变电磁测深全区视电阻率定义数值计算方法,给出了电阻率成像的一阶与二阶近似公式,从而建立了一套中心回线瞬变电磁测深快速电阻率成像方法。模型检验结果、实测剖面电阻率成像以及对大地电磁测深视电阻率曲线进行静偏移校正效果均良好,说明该方法是可行的、有效的。      

电偶源瞬变电磁测深研究(一)——基本原理

从分析瞬变电磁测深激发波形的频谱出发,进而证明瞬变电磁测深与频率电磁测深场分量间的关系,最后论述了探测地质结构的物理原理。     

对瞬变电磁测深几个问题的思考（四）——从不同角度看瞬变电磁场法的探测深度

从几个方面阐述了瞬变电磁（TEM）场法的探测深度,引用“烟圈效应”的等效电流环向下扩散深度,推导平面波场极大值扩散深度,并通过时频（T-F）分析阐明时间域、频率域探测深度的联系与区别。TEM场的扩散深度主要取决于延迟时间,地面实际探测到同样深度的信息所需时间至少是单向扩散深度时间的2倍,即双程时;根据电磁感应、电磁波的反射、频率测深曲线的假极值现象以及拟地震转换波的慢度等几个方面论述了此结论。论述的TEM探测深度的理论可为其应用扩展思路。     

高频垂直磁偶极子电磁场勘探深度的研究

研究了均匀半空间电阻率和介电常数对高频电磁法（100kHz-50MHz)的勘探深度的影响。通过对高频垂直磁偶极子在两层地电模型与均匀半空间模型产生的磁场的计算比较，得出结论：均匀半空间的电阻率越大，勘探深度也越大，同亲，介电常数越大，勘探深度也越大。这对仪器设计和正确分析对象深度有重要意义。