[發明專利]自動去除激發極化測量中電磁耦合的方法及裝置

有效

• 申請號: 201210215923.X
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102707320A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 何繼善
• 申請（專利權）人: 湖南繼善高科技有限公司
• 主分類號: G01V3/06
• 分類號: G01V3/06
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所 43205
• 代理人: 姜芳蕊;寧星耀

技術領域

本發明涉及一種勘查地球物理領域自動去除激發極化測量中電磁耦合的方法及裝置。

背景技術

電磁耦合是一種因電（磁）場隨時間變化而引起的電磁感應現象。電（磁）場隨時間變化越劇烈，電磁耦合越強，其對激發極化測量的影響越嚴重。

隨著經濟快速發展，淺部礦產資源被大量開發，迫切需要加大激發極化法的勘查深度，要求采用更大的極距。極距加大后激發極化測量中的電磁耦合干擾更加凸顯出來（因為電磁耦合的影響程度與極距的平方成正比），嚴重影響了激發極化法的地質效果。

為了減小激發極化測量中的電磁耦合，過去曾經采用過推遲測量激發極化的時間，待電磁耦合的尖峰過去之后、電磁耦合電位差趨于消失的時刻才測量激發極化的辦法。但是，由于激發極化本身也是一個隨時間逐漸衰減、消失的過程，等到電磁耦合歸于消失的時刻，激發極化自身也大部分衰減，只能測量到很小的一點殘余激發極化電位差。所以用推遲測量時間的辦法克服電磁耦合，效果不好。另外，過去也曾采用通過對電磁耦合電位差進行校正的辦法，來減小激發極化測量中的電磁耦合，但校正要求對當地的電磁耦合有事先的了解，并且需要增加野外或室內計算工作量，工作繁瑣，效果也不好。至今還沒有一種自動去除激發極化測量中電磁耦合的方法及裝置。

發明內容

本發明要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種工作效率高，適用范圍廣的自動去除激發極化測量中電磁耦合的方法及裝置。

本發明依據的原理：激發極化法需要通過兩個供電電極向地下發送激勵電流，常用的激勵電流波形有等寬度雙極性矩形波和雙頻合成電流波形等。根據電磁感應定律，變化的電（磁）場將感應產生變化的磁（電）場，感生的電動勢與磁通量變化的速率成正比：

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式中是感應產生的電動勢，是穿過回路的磁通量。以中間梯度排列為例，在脈沖電流的上升沿和下降沿，場隨時間變化很快，電磁感應非常強烈，而在脈沖電流的水平段，場隨時間基本沒有變化，電磁感應歸于消失。接收到的電位差實際上是供入地下的電流引起的直流電位差、電磁耦合電位差與激發極化電位差三者的疊加。電磁感應是通過被測量的大地耦合到接收機輸入端的，激發極化法中把這種電磁感應稱為電磁耦合。

由于電磁耦合的影響，電流脈沖剛一接通時，場隨時間變化很快，，激起一個感應電位差（即電磁耦合電位差）高峰。過了一小段時間之后，脈沖電流進入水平段，基本不隨時間變化，，感應電位差也迅速下降，最后緩慢地衰減到0。因此電流脈沖剛一接通時的感應電位差呈尖峰狀。

激發極化電位差則是由于電子導體與離子溶液界面上積累的附加電荷引起的。電流脈沖開通之時，附加電荷尚未積累，激發極化電位差為0。隨著電流接通的時間逐漸增長，附加電荷逐漸積累，激發極化電位差也隨之增大。

研究表明，電流接通時間足夠長，積累電荷逐漸達到飽和，激發極化電位差也漸漸飽和，趨于穩定。電流脈沖開通后的水平段，激發極化電位差與供入地下的電流形成的直流電位差疊加在一起，占總電位差的主要部分。這時電磁耦合的尖峰已經逝去，其在總電位差中所占的份額很小。

電流脈沖接通時，供入地下的直流電位差、電磁耦合電位差以及激發極化電位差符號相同，三者是相加關系。

電流脈沖切斷時，與開通時既有相似之處，又有不同之點。

電流脈沖剛一切斷，場變化很快，，激起一個反向的感應電位差尖峰。過了尖峰之后，場基本不隨時間變化，，反向感應電位差也迅速消失，最后緩慢地上升到0。因此電流脈沖剛一切斷時的感應電位差呈負向的尖峰狀。

電流脈沖切斷后，供入地下的電流為0，它引起的直流電位差也不復存在。激發極化的積累電荷則通過周圍大地放電，激發極化電位差先快后慢地衰減到0。

電流脈沖切斷后，不存在供入地下的電流，只有負向的電磁耦合電位差尖峰和正向的、逐漸衰減消失的激發極化電位差，二者方向相反，互相抵消。特別是在電流脈沖剛一切斷的瞬間，正是激發極化電位差較強的時段，由于負向電磁耦合尖峰很大，又與激發極化電位差方向相反，幾乎完全抵消、掩蓋了激發極化的信息。