[發明專利]一種接地導線源瞬變電磁軸向探測方法

在審

• 申請號: 201710127328.3
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106772630A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 周楠楠;薛國強;李海
• 申請（專利權）人: 中國科學院地質與地球物理研究所
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙)11574
• 代理人: 王冠宇

技術領域

本發明具體涉及一種接地導線源瞬變電磁軸向探測方法，屬于礦山資源地球物理勘探技術領域。

背景技術

接地導線源是電磁法勘探中最為主要的發射源類型之一，在地空、陸地和海洋油氣、金屬礦和煤田水文地質等中深部資源探測領域得到廣泛應用。

在電性源瞬變電磁發展的早期，電性源長偏移瞬變電磁法(LOTEM)工作方式與CSAMT基本相似，主要采用電偶極源長偏移距觀測方式，收發距往往大于數倍的源長度，在遠離源的赤道向進行電磁場的觀測，其中，赤道向水平電場和垂直磁場是最主要的觀測分量，長偏移距的觀測方式也決定了LOTEM不會在源軸向進行電磁場的觀測。

與地面LOTEM類似，海洋電性源也多在遠離發射源的的范圍內進行探測，但海洋電磁法因其特殊的海洋環境，多在遠離發射源的軸向進行電磁場的觀測，響應分析和電阻率計算也基于電偶極源進行分析和計算，在海洋油氣和金屬礦勘探中發揮了重要作用。

近年來，接地導線源短偏移距瞬變電磁法以其更強的信號強度和較大的探測深度得到廣泛關注和研究。和LOTEM方法類似，SOTEM在野外應用中一般在接地導線的赤道向采集電磁場響應。然而，與海洋電磁法的軸向觀測類似，接地導線源瞬變電磁法不僅可以在接地導線的赤道向進行電磁場的觀測，而且可以在導線軸向觀測響應數據。

目前導線軸向觀測響應數據還沒有得到具體應用。

發明內容

因此，本發明目的是提供一種可以在導線軸向觀測響應數據，并用于物探的接地導線源瞬變電磁軸向探測方法，方法包括以下步驟：

步驟一接地導線源瞬變電磁軸向電場的數據采集和計算；

軸向電場的公式為公式一：

其中，2L是源的長度，r為收發距，(x,y,z)為接收點的位置，J₁(λr)和J₀(λr)分別為一階和零階第一類貝塞爾函數；公式一中等式右側的第一部分為接地項的響應，公式的第二部分為發射線的響應；

步驟二接地導線源瞬變電磁軸向電場的數據反演；

用Occam算法進行接地導線源瞬變電磁軸向電場的數據反演，在反演算法中采用基于局部線性的迭代方法，將粗糙度引入模型，對模型和實測數據之間的誤差進行最小化優化，將最平滑的模型作為反演結果。

進一步的，所述步驟一中采用加拿大鳳凰公司的V8綜合電法儀進行數據采集，發射源長度為300m，發射電流10A，發射基頻25Hz，發射功率30Kw。

進一步的，所述步驟一中測點間距20m，測線長400m。

本發明的有益效果在于：本發明提供一種接地導線源瞬變電磁軸向探測方法，在導線軸向觀測響應數據，并將觀測數據應用于瞬變電磁法物探實際中，增加了一種新的接地導線源瞬變電磁方法，使得探測方法的選擇更加多樣，探測結果的精度得到提高，本發明的方法適合于在礦山資源地球物理勘探中使用。

附圖說明

圖1為實施例中接地導線源的軸向觀測示意圖；

圖2a、圖2b為實施例中正演模式下電場在不同時刻的平面分布圖；

圖3為實施例中不同位置軸向電場的衰減曲線示意圖；

圖4a、圖4b為實施例中H型模型和K型模型的均方根誤差分布圖；

圖5a、圖5b為實施例中真實模型和反演結果對比圖；

圖6為實施例中測線布置示意圖；

圖7為實施例中單點Ex衰減曲線圖；

圖8為實施例中測線多測道圖；

圖9為實施例中視電阻率-深度剖面圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行說明：

軸向場的響應特征：

對于接地導線源瞬變電磁法，我們通常觀測平行于源的水平電場和垂直磁場。然而，在軸向上，垂直磁場為零。因此，本發明只研究水平電場的特性，如圖1所示，軸向電場的公式為：

其中，2L是源的長度，r為收發距，(x,y,z)為接收點的位置，J₁(λr)和J₀(λr)分別為一階和零階第一類貝塞爾函數；公式的第一部分代表接地項的響應，公式的第二部分為發射線的響應。

正演模擬

用于正演模擬的地電模型參數為ρ₁＝100Ω·m，d₁＝250m，ρ₂＝10Ω·m，d₂＝10m，ρ₃＝100Ω·m，發射線源長度為1000m，發射電流10A。