[發(fā)明專利]電法勘探方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110362701.6
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102426393A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 李梅;魏文博;顧強;羅維斌;劉景賢
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: G01V3/00
• 分類號: G01V3/00;G01V3/38
• 代理公司: 北京冠和權(quán)律師事務所 11399
• 代理人: 朱健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電法勘探領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電法勘探方法和裝置。

背景技術(shù)

在尋找金屬礦產(chǎn)方面電法勘探(特別是激電法)的應用非常廣泛，但是由于生產(chǎn)礦山及其附近存在大量的高壓輸電線和各種用電設施，這將產(chǎn)生極其強烈的電磁干擾信號；地下開采坑道內(nèi)大量的金屬管道、車輛軌道和廢石渣都給電法的供電和電場接收造成很大的困難。所有這一切，都影響了電法勘探方法的應用效果，因此電法勘探在解決危機礦山問題時存在嚴重的噪聲干擾問題。

生產(chǎn)礦山附近電磁干擾盡管很大，但一般是隨機性的干擾，而相關(guān)辨識技術(shù)是一種可以有效地去除隨機噪聲干擾的系統(tǒng)辨識方法，在機械、自動化、儀器儀表、認知科學、生物信息學等領(lǐng)域都已經(jīng)得到了廣泛的應用，但是在地球物理探測方面卻沒有得到足夠的重視和應用。

目前，電法勘探中一般是通過堆疊、濾波、遠參考等方法去除噪聲，但是在礦山電法勘探中這些方法用于去除噪聲就顯得無能為力，因此勘察效果差，直接帶來人力財力的巨大浪費。而且，為了提高信噪比，一個常用的方法就是提高發(fā)送電源的功率，這必然造成發(fā)送機異常笨重，這給山區(qū)的勘探工作帶來巨大的困難。

另一方面，激電法是電法勘探中用于找礦的最有效的手段，特別是復電阻率法，能夠提供較多的電性參數(shù)，探測精度較高。復電阻率法是指通過測量得到復電阻率譜也就是頻率響應的一種電法勘探方法，但是需要測量多個頻點的電場響應才能得到一條頻率響應曲線，而且低頻的時候需要的時間很長，因此探測效率很低，這是造成復電阻率法效果雖好卻不能得到廣泛運用的原因。

在電法勘探中如果采用相關(guān)辨識技術(shù)，那么一次測量就能得到一條頻率響應曲線，可以有效解決復電阻率法的效率低下問題，并且具有復電阻率法探測精度高的優(yōu)點，因此這是一種新的時間域測量的復電阻率法。

圖1(a)和(b)示出了現(xiàn)有技術(shù)中復電阻率法的觀測裝置和等效電路。

傳統(tǒng)的復電阻率法是通過在相當寬的超低頻段上觀測視復電阻率的幅度譜和相位譜或?qū)嵎至亢吞摲至孔V，以研究地下介質(zhì)情況。如圖1(a)和(b)所示，發(fā)送電流源AB每次發(fā)送一個頻率的正弦波或者方波，接收端子MN測得對應的電壓信號，多次測量得到一個頻段內(nèi)的多個頻率的幅度和相位特性，得到復電阻率譜，再利用科爾-科爾模型進行擬合和反演，得到直流電阻率、充電率、時間常數(shù)和頻率相關(guān)系數(shù)等電性參數(shù)進行地球物理解釋。

這種方法能提供比較豐富的激電信息，但需在許多頻率上做觀測才能獲得較完整的頻譜，所以生產(chǎn)效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是利用相關(guān)辨識技術(shù)去除隨機噪聲；在時間域測量一次就可以得到一條頻率響應曲線從而提高探測效率；另外，通過采用雙科爾-科爾模型進行解釋，不僅可以去除電磁耦合效應的影響，還可以得到電磁參數(shù)，探測精度提高。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種電法勘探方法，其利用測量裝置進行勘探，所述測量裝置包括發(fā)送機和接收機，其特征在于，所述方法包括以下步驟：所述發(fā)送機發(fā)送偽隨機序列v(t)，接收機接收時間序列信號u(t)；利用所述偽隨機序列v(t)對所述接收機接收到的時間序列u(t)進行互相關(guān)運算，得到時域沖激響應h_e(t)；將所述時域沖激響應h_e(t)變換到頻域，從而得到頻率響應H_e(ω)；利用雙科爾-科爾模型進行擬合和反演，得到復電阻率法的4個激電參數(shù)ρ₀、m₁、c₁、τ₁以及電磁耦合效應的3個參數(shù)m₂、c₂、τ₂；其中，ρ₀表示零頻視電阻率：反映電極排列勘探體積內(nèi)的平均電阻率；m₁為激電效應的視充電率：激電效應強度參數(shù)(％)，與電極排列勘探體積內(nèi)的可極化物質(zhì)體積含量正相關(guān)；τ₁為激電效應的視時間常數(shù)：激電效應特征參數(shù)(秒)，與電極排列勘探體積內(nèi)的可極化物質(zhì)的粒度大小等結(jié)構(gòu)信息相關(guān)；c₁為激電效應的視頻率相關(guān)系數(shù)，是無量綱的基地啊效應過程參數(shù)；與電極排列勘探體積內(nèi)的可極化物質(zhì)的激電效應類型以及極化物質(zhì)混合分布均勻性相關(guān)；m₂為電磁效應的視充電率；τ₂為電磁效應的視時間常數(shù)；c₂為電磁效應的視頻率相關(guān)系數(shù)。

優(yōu)選地，所述方法還包括步驟：執(zhí)行反卷積運算去除所述測量裝置的影響。

優(yōu)選地，通過多極距的觀測方式得到目標極化體的真譜參數(shù)和幾何分布。