[發明專利]一種多線源瞬變電磁橫磁極化場探測方法

有效

• 申請號: 201810928352.1
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109100808B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 周楠楠;薛國強;侯東洋;陳穩
• 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
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

本發明公開了一種多線源瞬變電磁橫磁極化場探測方法，在地面鋪設一對或者多對接地導線源，每一對導線源通過三個接地電極向地下激發方向相反的雙極性階躍電流。對于一對接地導線源裝置，可以在軸向和赤道向進行電磁場觀測；對于多對接地導線源裝置，可以在徑向進行電磁場的觀測。通過對實測數據的反演解釋獲得地下電性目標體的空間結構。多線源瞬變電磁橫磁場探測方法對于完善瞬變電磁多極化場探測理論、提升瞬變電磁對高阻目標體的探測能力具有重要的推動作用，為實現第二深度空間礦產資源、油氣資源的精細探測打下堅實基礎。

技術領域

本發明屬于電磁勘探技術領域，具體地說，涉及一種多線源瞬變電磁橫磁極化場探測方法。

背景技術

根據激勵場源的性質，瞬變電磁法(TEM)分為磁性源(回線源)和電性源(接地導線源)TEM。磁性源TEM對良導體敏感，是煤田水文地質勘查、地下水等良導體探測的最重要的手段之一。電性源TEM除對良導體敏感外，對高阻體也具有一定的分辨能力，在針對良導體探測的煤田水文地質勘查和針對高阻層探測的油氣藏勘查等領域取得較好的探測效果。

但在地面布設的磁性源TEM僅產生水平電流，激發的電磁場也僅包含橫電型(TE)極化場，因此，磁性源TEM僅對良導體敏感，對高阻目標體分辨能力較差，而且水平分辨率較低。

電性源TEM在地下產生水平電流和垂向電流，激發的電磁場包括橫磁型(TM)和橫電型(TE)極化場，垂直磁場是純TE極化場，水平電場是TE和TM極化場的混合場，TE-TM混合場在一定程度上提升了TEM對高阻目標的探測能力。雖然水平電場對高阻的分辨能力要強于垂直磁場，這種分辨能力要弱于垂直磁場對良導層的分辨能力。因此，常規感應類瞬變電磁方法使用磁性源和電性源TEM，實際上是以TE場為主的觀測方式，制約了TEM對高阻目標的分辨能力。橫磁極化場對高阻目標具有較強的分辨能力，但未得到有效利用。多線源瞬變電磁法實現對橫磁極化場的有效探測，提升瞬變電磁法對高阻目標的分辨能力。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多線源瞬變電磁橫磁極化場探測方法。該方法在地面鋪設一對或者多對接地導線源，每一對導線源通過三個接地電極向地下激發方向相反的雙極性階躍電流。對于一對接地導線源裝置，可以在軸向和赤道向進行電磁場觀測；對于多對接地導線源裝置，可以在徑向進行電磁場的觀測。通過對實測數據的反演解釋獲得地下電性目標體的空間結構。多線源瞬變電磁橫磁場探測方法對于完善瞬變電磁多極化場探測理論、提升瞬變電磁對高阻目標體的探測能力具有重要的推動作用，為實現第二深度空間礦產資源、油氣資源的精細探測打下堅實基礎。

其具體技術方案為：

一種多線源瞬變電磁橫磁極化場探測方法，包括以下步驟：

在地面鋪設多對接地導線源，每一對導線源通過三個接地電極同時向地下激發方向相反的雙極性階躍電流；

1)多線源瞬變電磁對高阻分辨能力

層狀大地表面一對接地導線源激發的水平電場的表達式

式中，O表示雙線源共中心的接地電極，R₁和R₂分別表示雙線源另一端的接地電極，L表示單一線源段的長度，r表示收發距J₁(λr)和J₀(λr)表示第一類一階和零階貝塞爾函數，ε₀是介電系數，μ₀是磁導率，ω表示角頻率。

對于多線源瞬變電磁法，發射源是多對共中心接地導線源的組合，對于同一接收位置，需要建立不同線源對的坐標系統，分別計算接收位置在不同坐標系統中的響應，通過坐標轉換完成矢量合成，需要特別注意源電流的方向對響應正負的影響。通過一維正演模擬重點研究各場量對高阻異常的分辨能力及有效觀測范圍；

2)多線源瞬變電磁數據反演