[發明專利]一種基于大地電磁測深的靜態效應校正方法及系統

有效

• 申請號: 202010139534.8
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111352163B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 韓江濤;郭振宇;劉立家;孟凡文;王天琪;袁天夢;李卓陽;周瑞;慕倩
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發明涉及一種大地電磁測深的靜態效應校正方法及系統。該校正方法包括：獲取待處理的大地電磁信號；大地電磁信號包括5道相互正交的待處理信號，對每一道待處理信號進行經驗模態分解，得到每一道待處理信號對應的多階本征模態函數分量；根據每一道待處理信號對應的多階本征模態函數分量，采用主成分分析法，確定每一道待處理信號的多階主成分；根據所有待處理信號的多階主成分，采用典型相關性分析方法，確定每一道待處理信號的有效信號成分；根據每一道待處理信號的有效信號成分進行重構，得到每一道校正后的待處理信號。本發明可以實現對靜態效應的校正，提高重構信號的質量。

技術領域

本發明涉及信號校正領域，特別是涉及一種基于大地電磁測深的靜態效應校正方法及系統。

背景技術

大地電磁測深法(Magnetotelluric sounding，MT)是一種通過在地表測量相互正交的電磁場分量，以反演地下電性結構的地球物理勘探方法。該方法具有經濟成本低、儀器輕便、探測深度大等優點。但使用大地電磁測深勘探地下地質結構時，若地層淺層存在不均勻二、三維地質體，且電磁波波長比不均勻體的幾何尺寸大很多時，不均勻體表面會形成一種電荷積累效應，而使電場發生畸變，表現為視電阻率曲線整體上升或下降，這種現象被稱之為靜態效應。靜態效應的出現會使得地電斷面上出現虛假的陡立深大斷裂或垂向上延升很大的異常，從而嚴重影響到對地下地質構造的判斷。因此選擇一種合適的方法校正、消除或減小靜態效應的影響對MT數據處理及解釋具有重要意義。

由積累電荷產生的電場疊加到大地電磁測深正常電場上，不會使得電場或視電阻率曲線發生形態改變，因此這不屬于一般意義上的噪聲干擾，無法通過大地電磁測深中的去噪手段進行壓制。前人為此提出了專門針對靜態效應的識別與校正方法，這些方法大致可分為以下幾類：①基于圓滑處理的校正方法，如空間濾波法、中值濾波法，這類方法假定地電斷面上的突變部分是由靜態效應引起的，通過對地電斷面上突變部分進行圓滑以實現靜態效應校正；②結合相鄰測點測量結果的校正方法，這類方法包括小波分析法、曲線平移法、克里格方法和電磁陣列剖面法等，其中以曲線平移法應用最為廣泛，此類方法假定在一定區域內電性是平緩變化的，同時假定該區域內部分測點的電阻率相比于背景值的突然變化是由靜態效應引起的，通過分析電性變化的總體趨勢對該區內的電性變化較快的測點進行校正，以實現靜態效應校正；③基于磁道信息的校正方法，由于磁道信息不受靜態效應影響，這類方法通過磁道與電道的相關性識別靜態效應，并單獨使用磁道信息估算阻抗以實現靜態效應校正；④相位校正法，由于相位不受到靜態效應的影響，因此這類方法通過對相位進行積分計算得到視電阻率值以實現對靜態效應的校正。

上述傳統方法雖然在理論上都具有可行性，但在處理大地電磁測深野外實測數據時，由于地下結構復雜多變，基于較大區域內電性結構平緩變化假設的圓滑處理校正方法與結合相鄰測點測量結果的校正方法常常會將地下真實斷裂與陡立深大異常一并濾去。此外，使用相位信息反算視電阻率的方法，由于進行積分操作需保證積分區間內相位表達式可知，但野外復雜的電性結構往往無法保障這點，因而該方法也限于處理地下電性均勻、構造簡單的情況。基于磁道信息的校正方法不同于上述三種方法，該方法的應用效果不受地下結構復雜性的影響，但是單獨使用磁道數據估算地下電性信息，需要在已知場源信息的前提下方可進行，因此該方法僅限于對可控源音頻大地電磁測深(Controlled-SourceAudio Magnetotelluric，簡稱CSAMT)結果進行校正，而對于使用天然場源的大地電磁測深法并不適用。除上所述之外，由于這四類傳統方法只是針對靜態效應，大地電磁測深中其他類型噪聲的存在也會干擾到這些方法的應用效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于大地電磁測深的靜態效應校正方法及系統，以實現對靜態效應的校正，提高重構信號的質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種大地電磁測深的靜態效應校正方法，包括：