[發(fā)明專利]一種接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法

有效

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• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107015286B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 周楠楠;薛國強;鐘華森;侯東洋
• 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: G01V3/38
• 分類號: 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: 丁清鵬

本發(fā)明公開了一種接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法，屬于瞬變電磁探測方法技術領域。傳統(tǒng)接地導線源瞬變電磁在大于0.7倍目標深度的偏移距進行探測，對于小于0.7倍目標深度偏移區(qū)探測問題沒有相關的研究。為了充分發(fā)揮小于0.7倍目標深度偏移區(qū)內信號強、探測效率高的優(yōu)勢，本專利提出接地導線源超短偏移距瞬變電磁法(VOTEM)，基于點電荷微元理論推導層狀大地VOTEM多分量響應表達式，對多分量響應特性與分辨能力、最佳觀測范圍、近場源區(qū)電磁感應、測深機制及附加效應進行研究，為VOTEM實測提供依據(jù)。有助于推進接地導線源瞬變電磁法全(偏移)區(qū)觀測模式的發(fā)展。

技術領域

本發(fā)明具體涉及一種接地導線源瞬變電磁超短偏移距探測方法，屬于瞬變電磁探測方法技術領域。

背景技術

接地導線源瞬變電磁法對高阻和低阻目標體都有較強的分辨能力，在煤炭資源、金屬礦產(chǎn)、地熱、油氣資源及相關領域得到廣泛應用。按照收發(fā)距與探測深度的比值大小，接地導線源瞬變電磁法劃分為長偏移距瞬變電磁法(Long-offset TransientElectromagnetic Method，簡稱LOTEM)和短偏移距瞬變電磁法(Short-offset TransientElectromagnetic Method，簡稱SOTEM)。

長偏移距瞬變電磁法將接地導線源看作電偶極源，在收發(fā)距大于目標深度的區(qū)域進行探測，主要觀測電場水平分量和磁場垂直分量。為了提高LOTEM的探測精度，地形和地表局部不均勻性影響、晚期和全區(qū)視電阻率算法、數(shù)值正演模擬和反演方法得到廣泛關注，這些研究為LOTEM的發(fā)展、探測精度的提高起到了積極的推動作用。但受限于長偏移距觀測模式，LOTEM觀測的電磁場隨偏移距的增大而衰減，收發(fā)之間的水平不均勻性影響了觀測效率和探測精度。

短偏移距瞬變電磁法將接地導線源的觀測區(qū)從長偏移距擴展到短偏移距，特別是，當偏移距為0.7-2倍探測深度時，接地導線源瞬變電磁法的探測深度最大。因此，采用相比于LOTEM更小的偏移距可以實現(xiàn)更大深度的探測。薛國強等將在短偏移距(偏移距為0.7-2倍探測深度)進行觀測的方法命名為SOTEM，在陜西、山西、山東、河南、安徽等地金屬礦、煤礦、鹽礦的探測驗證了SOTEM的大深度探測能力。但SOTEM的收發(fā)距依然較大，水平不均勻性的影響仍然存在，SOTEM的觀測效率和探測精度需進一步提高。

理論上，采用適當?shù)陌l(fā)射波形可以使一次場和二次場分開。在相比于SOTEM更小的偏移區(qū)內，接地導線源瞬變電磁法仍然具有測深能力。結合點電荷微元的研究，這種探測裝置更具有可行性。但是在以往實際工作中，由于受到偶極子假設、發(fā)射線源噪聲、近場源電磁感應及關斷效應等因素的限制，在小于0.7倍探測深度的偏移區(qū)內觀測仍有一定的困難。

發(fā)明內容

因此，為了充分發(fā)揮更小偏移區(qū)內信號強、探測高效的優(yōu)勢，本發(fā)明開展接地導線源瞬變電磁法在小于0.7倍探測深度的偏移區(qū)內進行探測關鍵問題的研究，與LOTEM和SOTEM相區(qū)別，本發(fā)明中將在該區(qū)域進行探測的方法稱為接地導線源超短偏移距瞬變電磁法(Very Short-offset TEM，簡稱VOTEM)。

具體的，所述方法具體為：

對接地導線源以偏移距為小于0.7倍探測深度進行探測，根據(jù)時變點電荷載流微元積分理論，建立水平層狀介質電場X分量、Y分量及磁場X分量、Y分量、Z分量的解析表達式，計算得到電場X分量、Y分量及磁場X分量、Y分量、Z分量的響應及平面分布特征。

進一步的，所述方法中采用V8綜合電法儀進行數(shù)據(jù)采集。

進一步的，所述方法中發(fā)射源長度為300m，發(fā)射電流10A，發(fā)射基頻25Hz，發(fā)射功率30Kw。

5.進一步的，所述方法中電場X分量、Y分量及磁場X分量、Y分量、Z分量的解析表達式分別為公式一至公式五；