[發明專利]一種高密度電阻率成像方法

在審

• 申請號: 201610325150.9
• 申請日: 2016-05-17
• 公開（公告）號: CN105785476A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 盧德寶;王鳳;陳曉東;歐健
• 申請（專利權）人: 浙江水利水電學院
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種成像方法，具體是一種高密度電阻率成像方法。

背景技術

電阻率成像(ERT)技術是一種利用勘探區周圍測量的由點電源激發的電場所產生 的電位或電位差來研究被勘探地區地下介質電阻率分布的一種成像技術。高密度電阻率成 像法則是把很多電極同時排列在測線上，通過對電極自動轉換器的控制，實現電阻率法中 各種不同裝置、不同極距的自動組合，從而一次布極可測得多種裝置、多種極距情況下多種 視電阻率參數的方法。近年來，隨著計算機技術的發展，高密度電阻率成像技術因其無損、 可三維、可動態監測等強大特性而被廣泛應用于地物、水文、環境、考古等各領域。但隨著各 行業等要求的不斷提高，使得該技術面臨一定的挑戰，其中亟待解決的問題就是成像精度 問題。

另一方面，隨著物探技術的發展，勘測目標越來越復雜，勘測的難度也越來越大， 使得單一的電阻率資料難以滿足復雜地形或者構造地區的對地成像需求，必須使用其它物 探資料作為補充來滿足高精度成像的需要。綜合各種地球物理方法，從不同角度研究同一 地質對象，就能全面地接近于實際，減少多解性，這就形成了綜合地球物理的解釋原則。特 別是近年來，國內外學者都致力于綜合地球物理方法的研究，但現有的綜合物理方法研究 主要集中于多數據聯合反演，其存在諸多限制，如目標方程難以建立、數據難以歸一化、數 據維度過大等，基于此，建立快速、簡約的融合其它地物數據的高密度電阻率成像技術仍然 是當務之急。

在各種地物數據中，人工折射地震數據因其尺度靈活、精度高而得到廣泛利用。其 與電阻率數據的聯合使用已被證明是探明地形水流動、海水入侵等的最佳手段，但目前兩 者還是較多的以松散的形式來進行聯合探測，沒有進行深度耦合，缺乏定量轉換，從而沒有 發揮其應用的價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高密度電阻率成像方法，以解決上述背景技術中提出 的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種高密度電阻率成像方法，包括以下步驟：(1).針對勘測區域，根據地形特點以 及高密度電阻率測量與人工折射地震測量的需要建立適宜的網格剖分方案；(2).根據網格 劃分，建立人工折射地震數據的反演模型進行反演計算，從而得離散化的速度模型；(3).根 據速度與電阻率的經驗公式，將離散化的速度模型轉換成離散化的電阻率模型；(4).將(3) 中得到電阻率模型作為電阻率反演的約束初始模型進行反演計算，從而得到真實電阻率分 布；(5).對所得數據進行成像，輸出勘測區的高精度電阻率成像結果。

作為本發明進一步的方案：針對待測區域建立合理的測量布極方式與計算網格剖 分方案，在現場勘探時，采用相同的電極極距布置方式，對應采集電阻率數據與人工折射地 震數據，根據需要選擇二維測定或者三維測定，并利用開源四面體網格生成程序Tetgen生 成數據正演計算所需四面體或三角形剖分網格。

作為本發明進一步的方案：人工折射地震數據的處理是通過利用Coppens的滑動 視窗能量比法將測得的人工折射地震原始數據根進行時窗計算，以得到折射地震走時數 據，在上述得到的剖分網格的基礎上，利用開源地震數據處理程序Seismicunix(SU)建立 人工折射地震數據差分反演模型，進行反演計算，輸出離散化的速度場模型。

作為本發明進一步的方案：速度與電阻率之間的關系轉換，根據速度與電阻率之 間的轉換經驗公式Log₁₀ρ＝mLog₁₀V_p+c，將速度模型轉換為電阻率模型，其中ρ為電阻率，V_p為p波的速度，m、c為經驗常數，可根據研究區的巖性特征進行確定。

作為本發明進一步的方案：代入先決條件的電阻率反演計算，根據全局牛頓-高斯方程來建立最小化目標方程可以得到電阻率反演的擾動方程式中s為感度矩陣，d為觀測數據，ρ為模型的電阻率，G為正演算子，R_dd與R_mm分別表示觀測數據與模擬數據的協方差矩陣，ρ₀為初始電阻率模型，Δρ_k為第k此迭代后的模擬電阻率，傳統的初始電阻率模型一般采用均值模型，此處則采用上述轉換而來的電阻率模型，通過迭代計算，即可得到高精度的電阻率值。