自然电场法与高密度电法联作在西江中下游岩溶区找水中的应用

基于溶洼区浅层岩溶地下水的渗流特性,研究富水岩溶地质结构在地下水渗流作用下引起的自然极化及由此形成的自然电场的分布特征,通过自然电场法与高密度电法联作,利用科研和中国地质调查局地质调查项目中探采结合井位的综合物探结果,探讨以自然电场法为主导、辅以高密度电法等综合物探方法,在西江中下游岩溶石山地区不同水文地质环境中寻找岩溶地下水的成功应用效果与失败的经验教训。研究结果表明,感应类电法（如瞬变电磁法、音频大地电磁测深法、地面核磁共振法、激发极化法、声频大地电场法、甚低频电磁法等）受电网、通信网络等人为电磁场干扰较严重;高密度电法抗人为电磁场干扰的能力较强,信噪比较高,但勘探深度相对较浅,且易受炭泥质灰岩、岩溶矿产等良导电岩矿体的干扰。自然电场法利用岩溶地下水运移引起的富水岩溶地质结构自然极化特征,自然电场异常与动态地下水的补给与运移状态关系较密切,自然电场法与基于探测目的体导电特性的高密度电法联作寻找溶洼区浅层地下水可起到方法互补、相互印证、提高探测分辨率与精度的作用。     

高密度三维地震观测系统炮检距均匀性评价

炮检距均匀性是评价观测系统重要指标之一,均匀的炮检距有利于压制和衰减噪声干扰,有利于接收浅、中、深层反射波,并能提高速度分析精度,炮检距的均匀性可用炮检距的均匀度来评价.在煤田高密度三维地震观测系统设计中提出一种炮检距均匀度计算方法,在定性分析单个面元炮检距均匀性基础上,为了能够定量分析所有面元炮检距分布和采集脚印均匀性,提出了炮检距均方根均匀度、平均均匀度、修正标准差均匀度、最小的和最大的均匀度指标与计算方法.对杨柳矿高密度三维地震区5种观测系统方案的炮检距均匀度分析,试验结果表明,若均方根均匀度和平均均匀度两项指标均为最大值,同时修正标准差均匀度指标为较小值,该观测系统炮检距均匀性是最优的.     

覆岩变形破坏电阻率响应特征的模拟实验研究

地下采矿活动引起上覆岩层移动变形和破坏 ,对覆岩变形破坏进行监测 ,可以为采矿设计和安全生产提供可靠的技术保障 .本文从对应于实际地层介质的相似材料物理模型实验出发 ,探讨了模拟实验的相似条件和可行性 ,进行了采矿活动不同时期覆岩电阻率特征变化的动态测试 ,结合实验数据进行反演计算 ,最后获得覆岩变形破坏与电阻率变化的响应关系 .实验结果表明 ,覆岩变形和破坏必然造成地层介质电性特征的变化 ,不同破坏带的破坏程度不同 ,电阻率变化响应特征不一样 ,两者是一一对应的 .利用电阻率方法监测覆岩变形和破坏是完全可行的 .     

层状介质中含水岩溶的数值模拟

针对用均匀高阻介质中的低阻体来模拟含水岩溶构造的缺陷,用积分方程法对两层介质中的岩溶构造进行了数值模拟,并分析了计算曲线的特征,以及表层、岩溶与围岩的电阻率差异对探测结果的影响。计算结果对野外施工和资料解释具有指导意义。     

全球地壳、上地幔电导率经向分布特征

计算了对应于各个ＵＴ小时的２４个经度带的Ｓq地下感应场对外部施感场的响应函数,应用Ｓｃｈｍｕｃｋｅｒ＇ｓＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｅＥｕｒｉｓｔｉｃ反演方法,计算了这些经度带的地下等效层及其电导率分布,得到了地壳－上地幔电导率经向分布的大致图案。对该结果的分析研究得出,全球电导率经向分布存在着极大的不均匀性,在０－４００ｋｍ深度范围内,太平洋和大西洋为低导区;欧亚大陆与美洲大陆为高导区。电导率分布特征与岩石层结构有明显的相关性：在俯冲带,低导区由海洋向大陆下插入;在大洋中脊表现为高导电性。反演结果与地震层析成像结果的比较表明,地下高电导区和低电导区的位置分别对应于地震波低速区和高速区。     

地电中期前兆异常特征及其对强震中期趋势的判断

在系统处理地电长期观测资料的基础上,重点研究了7级以上强震的地电阻率趋势异常特征及其与孕震过程的相关联系．地电早期快速下降和其后缓慢发展的稳定形态特征是强震地电趋势异常的一个基本特征．一般早期下降和缓慢发展变化的平均持续时间之比约为1∶4;此外,还研究了唐山7.8级和松潘7.2级地震地电趋势异常发展变化的扩散特征,以及唐山地震地电前兆信息量的时空强动态演变特征．结果表明,这两次地震地电前兆趋势异常的扩展速度分别为90 km/a和100 km/a．地电趋势异常变化特征为强震趋势背景判定和中期预报提供了一些指标．     

有限差分法大地电磁多参数偏移成像

提出一种改进的有限差分法进行大地电磁场偏移成像,通过保留波数对水平方向的一阶导数项,使差分方程精度和成像分辨率得到了提高,并采用快速近似反演结果作为对背景电导率的客观估计,对两种极化模式联合成像以及多参数和再次成像进行了研究,通过模型试验和实例说明有限差分法大地电磁多参数成像技术解决复杂问题的能力,证明了该方法的有效性和实用性.     

煤炭精准开采透明地质条件的重构与思考

为准确探查矿井掘进工作面富水区空间分布,提出了多点电源高分辨电法探测技术。在掘进工作面后方一次布置多道电极观测系统,从掘进工作面向后1/4测线电极依次作为供电点电源电极,采用单极−偶极装置采集数据,得到的视电阻率值视为多点电源电测深数据。利用多点电源电测深成像结果,快速判别掘进工作面是否存在相对富水区,判断富水区是在掘进工作面前方还是后方;将探测范围划分出一系列目标单元,对多点源电测深数据,采用异常目标匹配滤波处理方法,得到探测范围相关度成像结果,其中高相关度值范围准确地反映了掘进工作面前后富水区的分布位置;利用实测多点电源电测深数据拟合一条理论模板曲线,采用比值法校正得到的多点电源测深比值数据能够有效消除巷道空腔及层状地层等因素的影响。在淮南矿业集团潘三矿掘进工作面探测实例表明,多点电源高分辨电法能够准确探查出掘进工作面富水区的位置,有效指导巷道掘进水害防治工作。

     

低电阻率油气层的测井系列研究

根据低电阻率油气层的成因,将低电阻率油气层分为四种主要不同的类型,这四种类型的低电阻率油气层除了需要进行常规测井系列外,不同成因的低电阻率油气层应采用不同的新技术测井项目,对于高不动水含量型低阻油气层,将核磁共振测井作为解决这种类型的针对对性测井项目,而MDT测井作为选择性项目;对于粘土附加导电型低阻油气层,将极化率测井作为解决该类低阻问题的针对性测井项目,核磁共振、双频介电、MDT测井作为选择性测井项目;对于砂泥岩间互型低阻油气层,高分辨率感应测井或者阵列侧向测井是解决此类低阻油气层的关键技术;对于盐水泥浆侵入型低阻油气层,可以有针对性的进行过套管电阻率测井,同时在储层物性条件较好时还可以选测C／O或PND测井替代过套管电阻率测井项目,或者根据地面及地下地质情况,选取随钻测井系列.     

三维大地电磁感应参量研究

本文讨论了大地电磁感应转换函数在使用上有争议的问题.用几个不同的三维(3D)模型计算了感应矢量和转换函数,特别对它们的虚部进行了分析.方形和矩形导电体的感应具有二维(2D)特征,其感应曲线可用来估计导体的埋深和范围.由二个埋深不同导体组成的结构,则表现出非二维特性,其感应函数曲线变化复杂,实虚矢量夹角大,两个转换函数的值即使在主轴方向也可能大小相当.