[發明專利]一種基于極化介質模型的廣義趨膚深度計算方法

有效

• 申請號: 201910348025.3
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110135022B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 嵇艷鞠;孟祥東;吳瓊;吳燕琪;黎東升;欒卉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G01V3/38
• 代理公司: 沈陽銘揚聯創知識產權代理事務所(普通合伙) 21241
• 代理人: 屈芳

1.一種基于極化介質模型的廣義趨膚深度計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)先對實測數據進行噪聲濾波、取樣疊加處理，采用廣義S變換將數據進行時頻變換，獲得頻域形式的數據；

(2)采用反演法對步驟1中處理后的電磁數據，進行地下介質電導率、極化率、充電率、頻散系數的提取；

(3)將柯爾-柯爾分數階電導率模型iω的負分數階項，進行有理化整理，獲得多孔極化介質的電導率正分數階簡化表達式；

(4)電導率正分數階簡化表達式代入到波數表達式求解虛部和實部表達式，進行簡化整理得出衰減常數及相移常數表達式；

(5)對衰減常數取實部求取地下極化介質的廣義趨膚深度；

步驟(3)中，根據柯爾-柯爾模型，地下極化介質分數階電導率表示為將地下極化介質分數階電導率表達式中的iω的負分數階項，進行有理化整理，轉化為正分數階的簡化形式，表示為：σ＝σ′+σ″(iω)^c，其中σ_∞為高頻交流電導率，τ為充電時間常數，η為極化率，c為頻散系數，ω為角頻率；

步驟(4)中，根據波數表達式k²＝ω²με-iωμσ(ω)，其中ω為角頻率，σ為電導率，ε為介電常數，步驟3中簡化后的極化介質電導率代入波數表達式中整理虛部和實部，令i^c＝a+ib，k＝α+iβ，寫為：α²-β²＝ω²με+ω^1+cμσ″b，2αβ＝(ωμσ′+ω^1+cμσ″α)，進行整理化簡，得到衰減常數α和相移常數β，表達式為：

2.按照權利要求1所述的一種基于極化介質模型的廣義趨膚深度計算方法，其特征在于：

步驟(5)中，地下極化介質的廣義趨膚深度為：

其中為趨膚深度，Re(α)是代表取α的實部，α為衰減常數。

3.按照權利要求1所述的一種基于極化介質模型的廣義趨膚深度計算方法，其特征在于：

采用反演法從頻域中提取地下介質電導率、極化率、充電率、頻散系數包括：求解目標函數最小值，目標函數表示為：

其中，M代表的是原始模型，n為實測的頻點個數；p_αi為第i個頻點的實測響應值，其為視電阻率、相位或者電場與磁場值，M_j，j＝1，2，3，…m為模型參數；p_ci是由預測模型正演計算所得到的第i個頻率的響應參數，α＝2為范數；

將上述目標函數趨于最小，對于各個頻點i，i＝1，2，3，…n的目標函數均滿足下面一組線性方程：對線性方程進行求解可以得到反演M的修改量ΔM，從而獲得新模型，通過對線性方程的求解提取出地下介質電導率、極率化率和充電率。