垂直线电流源的三维电阻率成像

在油井注水和深井注浆的电法监测中,地表布设平面的电位测量网,而将钻井的钢套管作为线电流源来供电,据此可确定流体的运动方向和分布特征。数据处理中需解决垂直线电流源的三维电阻率反演。本文叙述了相应的反演理论和偏导数计算方法。在某油田的试验中,以生产井为电极圈的中心,每圈均匀布设18个电极,共6圈,在地表得到了108个电位数据,获得500-2000m之间5个不同深度层的真电阻率分布图像,并对深度层为1500~1600m的图像进行了初步解释。结果表明,该方法可以对井下某深度层中的流体运动和分布可进行有效的监测。     

井-地电阻率法在煤田安全中的应用研究

针对利用电法研究煤田生产中的陷落柱等问题,本文实现了点电流源三维地电场正演,并将模拟结果应用到了实际地质试验中.正演模拟结果以及实际测量结果的分析表明:该技术能很好的探测陷落柱位置及其富水性,可以为煤矿井下安全生产起到一定的指导作用.     

层状介质任意形状回线源瞬变电磁全区视电阻率的研究

利用时域垂直磁场求取全区视电阻率.任意形状回线的垂直磁场可以看成是多个水平电偶极子的垂直磁场累加而成;因此,不论回线是何形状,只要将其分解为水平电偶极子,就可利用水平电偶极子的垂直磁场求取任意形状回线的全区视电阻率.     

松山台地电场的自然电位异常

根据对中法合作天祝松山电磁台运行6年的全部资料(变化周期≥1 d)的分析, 从中可看出, 我国西部某些中强以上地震前, 天祝地电场出现了缓变信息异常, 也就是通常所指的自然电位异常。 异常有2种形式, 先增大后降低的趋势性背景变化和大幅度的单向加速变化。 除此之外, 震前还有短临的大地电场阶跃性异常。 文中讨论了几种异常的可能机理, 认为大幅度的单向加速异常与磁暴有关; 而趋势性背景变化是过滤电场的冲流电位在震前明显改变所致, 主要出现在2001年昆仑山口西8.1级大震之前。     

源自多个大电流源的华东地区地电场空间变化特征

在地震电磁学研究中,电流在地下流动特征与构造关系是一个非常重要的问题.多个强电流源的存在和大范围地电场观测站的分布格局为我们研究这个问题提供了更好的机会.本文通过利用上海及其周边地区4个地点不同的高压换流站接地极向地下注入的大电流(1200~4780A)信号,研究了华东地区8个台站组成的地电场观测台网接收到的附加地电场信号,推进了对地电流在地下传播特征的认识.研究显示:①从幅度特征而言,对于源自不同的大电流信号,各台站观测到的附加地电场信号幅度特征有很大不同,而近处的浦东台只能观测到南桥大电流源的信号而观测不到其他3个大电流源发出的信号,存在着所谓的"敏感点"效应;②对于上海地区4个接地极大电流而言,能够观测到源自它们的附加地电场的台站最远为350 km,在更远的台站则观测不到.③从均匀度方面而言,在每个台站对于不同的信号源,记录到的附加地电场信号在各方向上的长极距和短极距信号幅度之比可以有很大变化;④在方位特征上,只有崇明台站接收到的同里接地极和华新接地极大电流信号的计算方位度数与实际方位度数误差最小,分别为0.2°和0.8°.而在距离各个信号源最近的青浦台,这种误差要比崇明台站的大;⑤极化方向特征显示,在青浦台和崇明台所观测到的附加地电场信号中,存在着同一方向上长、短极距信号极化方向是反向的现象,这与常理相悖,怎样解释该现象有待于今后进一步研究.本文从点电流源与台站测线布局构成的装置系统、大区域介质非均匀性、台站测区以及附近地区的介质细结构的影响三个方面,对上述特征进行了较深入的分析和解释.     

地震地电阻率法的统计预报研究

系统整理了全国台网地电阻率观测资料，经预处理排除一切可能的干扰影响后，研究了地电阻率变化与地震的对应情况。共提取了４３次震例异常。研究了这些异常与地震之间的关系，给出了预报地震３要素的统计结果，为地电阻率预报地震提供了较为实用的定量指标     

地-空瞬变电磁法电阻率成像研究与应用

地-空瞬变电磁法（Semi-airborne transient electromagnetic,SATEM）凭借适应能力强、探测深度大、实时性强等特点,适用于湖泊、沼泽、山区等地形复杂地区观测.SATEM接收数据量大、精度要求高,传统成像方法基于地面视电阻率计算未考虑飞行高度,开展SATEM的高精度快速成像研究对实际运用有重要作用.针对SATEM中电性源发射装置感应电流分布,接收装置设置于空中以及两者不在相同平面的特点,本文考虑横向、纵向感应电流差异,飞行高度对视电阻率影响等因素,提出电性源SATEM电阻率成像方法.首先,基于电性源瞬变电磁场感应电流分布特征及各分量空间分布、扩散特性分析,推导出基于均匀半空间磁场与感应电压解析解,然后定义了电性源地-空瞬变电磁法早期、晚期、全期视电阻率;最后根据对感应电流分布分析定义了横向分量和纵向分量的成像深度,并研究了成像深度受飞行高度、发射磁矩、偏移距、偏移角度的影响;对煤炭采空区的实测结果表明,利用本文提出的电阻率成像方法可以更加精确定位目标体位置.

     

井-地与井间电位技术联合数值模拟研究剩余油分布(英文)

电法测井有很高的分辨率,但是它的探测半径仅限于井孔周围;井-地电位技术虽然可以探测到足够大的范围,但是它的分辨率却受到很大的限制,特别是对于油水分布或者结构复杂的储层。本文试图通过井-地电位技术和井间电位技术的联合来研究地下储层油水分布范围。具体方法是,采用井-地电位技术研究油水分布在在横向上的展布情况,利用井间电位技术研究油水储层在垂向上的分布,然后采用井间电位结果标定井地电位结果,两者结合提高纵向分辨率,从而确定剩余油的三维空间分布。研究中通过研究注水初期数值模拟结果与水淹期数值模拟结果之差,求取剩余油分布范围。有限差分方法数值模拟表明:井-地电位技术与井间电位技术联合方法可以有效地确定剩余油分布。     

电极极化电位对地电场观测影响研究

在分析地电场测量电极的极化电位产生机理的基础上,通过同类电极组合试验和不同类电极对比试验,对极化电位在地电场观测中的影响形成几点认识：①由于电极和土壤介质之间的接触电位和扩散电位的影响,极化电位的存在具有普遍性;②当工作状态稳定后,电极极化电位可能使得观测结果产生固定偏差,但在误差允许的范围内;③正常情况下,电极极化电位的存在不影响对地电场变化特性的观测。     

复杂岩体水渗流地电场响应试验分析

采用715m埋深的矿井巷道揭露的煤系地层和正断层作为试验对象,由巷道和其侧帮水平钻孔构成相互垂直的二条电法观测线,在断层下盘进行注水,时空域观测二条测线上岩体的地电场响应.试验中动态反演电阻率图像可以跟踪水体渗流运动过程,判定岩体中断层导水性能及其控水作用;自然电位随着岩体内注入水体逼近电极而上升,停止注水而下降,自然电位指示岩体水体渗流的波动规律;激励电流的升降与出水点位置相关,距离出水点越近激励电流上升越明显.试验表明对于受断层控制的深部复杂岩体的水体渗流,可以运用地电场的时空特性进行监测评价.动态地电场监测技术,可用于复杂岩体的导、隔水性能研究.     

电性源地-井瞬变电磁全域视电阻率定义

地-井瞬变电磁(TEM)方法是在地表发射,探头沿钻孔(井)测量瞬变响应的一种井中物探方法.由于接收探头沿钻孔深人地下,因此能够获得更加可靠的地下目标体信息,尤其当存在低阻覆盖层、浅部矿化等地质干扰,或者勘查深部规模不大之良导矿体时,地-井TEM方法的优势更加明显.相对于磁性源系统,电性源系统发射功率大,辐射面积广,更适合地形复杂地区之深部找矿.本文的目的是研究电性源地-井TEM的近似解释方法,首先给出了层状介质电偶极子在地下的TEM响应,进而通过电偶极子叠加的方式获得了电性源条件下的TEM响应.利用感应磁场与均匀半空间电阻率的单调关系通过反函数定理进行了全域视电阻率定义.理论模型的视电阻率计算结果显示,不同深度测点的视电阻率曲线首支不同,而尾支基本一致.这说明了全域视电阻率是测点周围有限范围内介质的综合反映,所以不同深度测点的视电阻率曲线首支所反映的范围是不同的.绘制了不同时间道视电阻率剖面曲线,以期显示地下电性分布规律.计算结果表明全域视电阻率定义能够基本可靠地反映地下信息,从而为该技术在矿区深部找矿的应用提供有力支持.     

源和勘探区间导电体对有源电磁勘探影响的2D数值模拟研究(英文)

在CSEM野外工作中,通常把接收机置于离源3~5倍趋肤深度以外的远区。本文从正演和反演两个角度研究了当源和接收机之间存在导电体时,该导电体对远区中目标体响应的影响。2D有限元正演结果表明导电体主要影响中低频的观测结果,导电体的电导率越低,尺寸越大,影响也越大,并且影响程度随着观测频率的降低而逐渐加大。反演结果表明若不考虑源和勘探区间导电体的存在,反演得到的目标体横向位置会向源的方向移动,带来解释上的误差。在CSEM实际工作中,应该是采用多方位的场源作三维采集和三维反演,以减少源和勘探区间低阻体的影响。     

基于南水北调西线工程岩性特征的CSAMT法有限元三维数值模拟研究

有限元法是地球物理数值模拟中常用的方法,本文采用三维可控源音频大地电磁法(CSAMT)有限元数值模拟的程序,根据南水北调西线工程岩性的地球物理特征,设置了不同的三维模型,并对其进行了有限元数值计算分析,从三维空间中模拟场的规律,探索了不同地质异常体的特征,为提高可控源音频大地电磁法在南水北调西线工程深埋藏隧洞探测地质异常体的精度奠定了基础.     

基于神经网络的水力压裂监测数据校正方法研究

油气田井况地表复杂,为准确推断水力压裂裂缝方位,提出一种基于BP神经网络的压裂裂缝监测数据校正方法.本文将复杂地表条件下测点布置不均匀时的电位梯度响应,分解为正常场响应和畸变场响应.利用神经网络估算因测点布置不均匀引起的畸变场响应,通过剔除电位梯度响应中的畸变场量,获得测点布置均匀条件下的电位梯度响应,即正常场响应.采用井地电阻率法三维正演模拟裂缝推断过程,结果表明神经网络可有效估计畸变场响应,提高了利用电位梯度响应推断裂缝方位的准确度,具有良好的应用前景.     

地层油藏超剥尖灭线夹角定量外推方法模型研究

地层油藏是一种复杂的油藏类型,在地震描述中根据地震反射特征追踪的尖灭线与实际地层油藏的尖灭线常常存在较大的误差,因此精确落实地层超剥线的位置是地层油藏勘探成功的关键,本文通过大量的正演模型和地质统计方法,发现地层油藏超剥尖灭线的误差与地层和不整合面的夹角有关,从而提出了地层油藏超剥尖灭线夹角定量外推这种新方法,通过实际资料的应用,较好地解决了地层油藏超剥尖灭线不准的问题,取得了良好地质效果.