[發明專利]橫向大地電磁波測深方法及其測深裝置

有效

• 申請號: 202010905975.4
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111983701B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 席振銖;王亮;龍霞;陳興朋;韋洪蘭;肖煒;李祖強;周勝;薛文韜
• 申請（專利權）人: 湖南五維地質科技有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01V3/38
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;米中業

本發明公開了一種橫向大地電磁波測深方法，包括選定測線、主測點和輔助測點；在主測點及輔助測點布設傳感器、獲取監測時間序列并估算功率譜；計算各輔助測點與主測點之間的相位差頻率曲線或空間自相關系數頻率曲線并計算大地電阻率，完成橫向大地電磁波測深。本發明還公開了實現所述橫向大地電磁波測深方法的測深裝置。本發明可以通過相速度計算電阻率、也可以結合傳統大地電磁法計算卡尼亞電阻率，實現一個裝置完成兩種方法的測深工作，提高測量精度。最后，本發明是基于橫向大地電磁波，適用于人工源或天然源，方便快捷、簡單高效。

技術領域

本發明屬于地球物理勘探領域，具體涉及一種橫向大地電磁波測深方法及其測深裝置。

背景技術

隨著經濟技術的發展和人們生活水平的提高，人們對于基礎物理領域的研究也越來越深入。

在地球物理勘探領域，1950年杰洪諾夫(Tichonov)和1953年卡尼亞(Cagnaird)提出了基于平面電磁波理論的大地電磁測深法(MT)，并逐步發展出音頻大地電磁測深法(AMT)和可控源音頻大地電磁測深法(CSAMT)，統稱為平面波大地電磁測深法。這些方法都是基于平面電磁波垂直入射至大地的理論基礎上。實際上不管是人工源還是天然源，大地電磁平面波垂直入射都是簡化的理想狀態，由于復雜地形、各向異性和三維不均勻體的影響，實際中的大地電磁波可能沿各個方向擴散傳播，但都可以分解為沿垂直方向傳播的波(定義為縱向大地電磁波)和沿水平方向傳播的波(定義為橫向大地電磁波)的矢量和。

目前，傳統的大地電磁測深法在應用時，由于需要觀測的數據較多，使得觀測裝置極為沉重，而且深部數據還容易受到淺表不均勻地電體或者地形起伏引起的靜態效應影響。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種基于橫向大地電磁波，而且方便快捷、簡單高效，不受靜態效應影響的橫向大地電磁波測深方法。

本發明的目的之二在于提供一種實現所述橫向大地電磁波測深方法的測深裝置。

本發明提供的這種橫向大地電磁波測深方法，包括如下步驟：

S1.選定測線，并在測線上選定主測點；

S2.在步驟S1選定的主測點周圍，選定N個輔助測點；N為不小于2的正整數；所述輔助測點均勻分布在以主測點為中心、半徑為L的圓周上；

S3.在步驟S2選定的主測點及各個輔助測點處沿平行于測線方向和垂直于測線方向布設傳感器，同步監測并獲取各測點上的監測時間序列；

S4.對步驟S3得到的各監測時間序列進行功率譜估算；

S5.根據步驟S4得到的功率譜計算各輔助測點與主測點之間的相位差頻率曲線或空間自相關系數頻率曲線；

S6.根據步驟S5得到的相位差頻率曲線或空間自相關系數頻率曲線，計算大地電阻率，完成橫向大地電磁波測深。

步驟S3所述的傳感器，具體為電場傳感器或磁場傳感器。

步驟S4所述的功率譜估算，具體為估算各監測時間序列的自功率譜以及主測點與輔助測點監測信號之間的互功率譜；

步驟S5中各輔助測點與主測點的相位差頻率曲線，具體為采用如下算式計算相位差頻率曲線：

式中：為第i輔助測點和主測點的相位差頻率曲線；angle()為取復數輻角主值操作，表示第i輔助測點和主測點間監測信號互功率譜，ω為角頻率。

步驟S5中各輔助測點與主測點的空間自相關系數頻率曲線，具體為采用如下算式計算空間自相關系數頻率曲線：