[發明專利]高分辨地電阻率快速成像方法

有效

• 申請號: 201810038410.3
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108169801B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 馬濤;王紅兵;蘇建黎;吳中州;楊寶健;王宗旭;譚鑫;陳婷;高鑫;崔雷;李良泉
• 申請（專利權）人: 陜西鐵道工程勘察有限公司
• 主分類號: G01V3/38
• 分類號: G01V3/38
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明涉及一種高分辨地電阻率快速成像方法，包括高分辨地電阻率圖像重建的反演和高分辨地電阻率快速成像，前者在常規佐迪反演方法的基礎上，對反演得到的電阻率曲線進行微分運算，繪制GDS~Z圖，實現微分成像；后者針對三層地電模型，在達扎諾克反演法的基礎上，分別對四種不同達扎諾克反演曲線進行校正系數的擬合，通過非線性最小二乘擬合函數1squcurvefit擬合出第一層和第二層的校正系數繪制GDS~Z圖，實現微分成像。本發明能夠比較直觀地看到巖性分界面的位置，以GDT高分辨探測儀探測數據為研究對象，通過GDS微分成像技術，提高了對薄層的分辨能力，反演的精度和可靠性都得到了提高。

技術領域

本發明涉及工程地球物理勘探領域，具體涉及一種高分辨地電阻率快速成像方法。

背景技術

電阻率成像技術一直是地球物理界密切關注的一項前緣課題，也是最復雜、最具挑戰性的高新技術，電阻率成像技術在解決資源、礦產、環境和工程等一系列問題中有特殊的意義。1987年，Shima首次提出了“電阻率層析成像”一詞，并提出了反演解釋的方法，此后，許多人，特別是日、美學者從不同角度對這一問題從理論、實驗到應用開展了研究。近十年來隨著陣列布極方式數據采集系統的發展，已經可以采集到足夠密集的電位數據，具備了成像方法的條件，國內學者在上個世紀90年代開始了這方面的研究(王延平等，1994；周兵等，1995；王興泰等，1995；底青云等，1997；嚴忠瓊等，1996；馮銳等，1997；李智明，2003)完成了少量的試驗性應用研究，作為一種新技術，電阻率層析成像遠未達到成熟階段，在許多技術環節上都有待完善。存在的問題：①目前多數電阻率方法都在尋找更好的觀測方式以適應高精度、高密度、高分辨成像。②對于復雜地電結構，模型參數很多，全局反演算法的應用在目前是不太現實的。③一些成像方法中存在低阻對高阻的“侵入效應”，隨著深度的增加分辨率降低并出現伴隨異常。

近幾年來，人們在電阻率成像的方法技術上做了不少工作，提出一些觀測方法和算法，其發展趨勢主要體現在以下幾個方面：

1、觀測方式的改進，以適應成像的需要，GDS法就是近幾年來，由鐵道部第一設計院西安分院提出的一種“三高”(高精度、高密度、高分辨)的觀測方式，為成像奠定了基礎。

2、成像方法的改進

①佐迪方法

該法是迭代擬合法的一種代表方法，實際上是一種最小二乘優化法，該法的新穎之處就在于它的初始模型和如何將其導出，該方法得出的電性圖象在地質上是有價值的。尤其是當有高質量數據時，更能顯出方法的優越性，將具有“三高”技術的GDS法與佐迪反演方法相結合，是一個明智的選擇，使其方法的優點更加突出地體現出來。

②電流線追蹤法

該法是類比地震學中走時射線追蹤技術而提出的電流線追蹤電位電阻率成像方法，在電位電流線追蹤過程中，通過每個單元的電位差不僅和該單元的電阻率有關，而且和其它的電阻率分布有關。因此，人們提出了一種改進的兩點射線追蹤技術，其中電位差的計算考慮到電流密度的變化，分為兩個層次，一是由于幾何擴散和距離的平方成反比；二是由于電流線的折射定律是非線性的，需由折射定理進行校正。因此，盡管該法是一個十分有發展前途的方法，但存在的問題也不少，是一個理論和應用上都有待進一步完善的方法。

③等位線追蹤法

該法借鑒了醫學上應用的電位成像(APT)技術而提出的成像方法，其基本原理是：將測得的電位從測量點沿等位線向地下追蹤，修改等位線經過的各地下單元的電阻率值，即可得到一個簡單的反投影模型，但是有一個條件，就是必須假定電流是被限制在這些等位線窄帶內流動，顯然這是一個簡單快速的算法，但是也有不足之處，如低阻對高阻的“侵入效應”，隨深度增加分辨降低并出現伴隨異常。