井地密集阵列三维电阻率服化率观测方法的理论模型研究

阐述了井地密集阵列三维电阻率／极化率观测系统及观测方法,并采用有限单元法正演相关模型,分析其二维断面和三维空间异常特征。二维与三维视电阻率、视极化率异常形态对比表明,井地密集阵列三维电阻率／极化率观测系统在提供大量的观测数据前提下,三维显示的视电阻率、视极化率异常可以有效探测地下地质体位置、电性;通过对不同地质模型异常特征的分析研究,为金属矿勘查中的井中激发极化技术研究提供一些理论依据。     

时间域谱激电法地-井观测响应数值模拟

针对地面激发-井中观测方式所得时间域谱激电响应开展研究.应用Gaver-Stehfest(G-S)逆拉氏变换法对Cole-Cole模型进行频率-时间转换,对比解析解与数字滤波解验证有效性,计算不同时刻和谱参数条件的极化电阻率;基于等效电阻率原理,采用有限差分法实现不同充电时刻地下激电场的数值模拟;建立含有典型极化体的三维地电模型,对不同参数条件的地-井方位观测方式所得时变响应进行正演模拟和视物性参数换算分析.结果表明:随时间变化的地-井观测响应及视电阻率、视充电率换算结果可反映目标体在不同观测时间的极化状态,不同谱参数的目标体所产生的时变响应存在差异;适当物性前提和观测条件下,通过时变响应曲线剖面和数值可识别不同类型极化体;改善观测条件可获得更强的异常响应,以更好的反映时间谱特征.     

基于广义等效CR模型的地井、井地激电2.5维异常响应分析

在频率较低和忽略电磁效应的情况下,利用广义等效介质激电(GEMTIP)模型,实现了一种频率域中地井、井地2.5维复电阻率有限体积正演计算方法。从地井、井地电位满足的边值问题出发,将GEMTIP模型的频率响应引入到地电模型中,推导出有限体积各控制容积所满足的离散方程式;利用预处理迭代算法对大型稀疏线性方程组进行求解,通过对比两层大地模型的数值解与解析解,验证该算法的正确性;最后构建若干个典型多相态复合地电模型进行试算,并且在一定频段内计算所得场值异常分布明显。结果表明,联合地井、井地装置对基于GEMTIP模型的异常体探测是有效的。     

基于激电数据的Cole-Cole模型频谱参数反演

Cole - Cole模型是频谱激电的一个重要模型,其参数可以区分引起激电异常的极化体和寻找深部矿(化)体.目前时间域激发极化法通常只利用视电阻率和视极化率(或某一个视充电率)数据对勘探目标进行解释,而忽视了其它视充电率数据,造成资源浪费.为充分利用时间域激电数据,提出一种Cole - Cole 模型参数反演方法.该方...     

复电阻率法(CR)在江汉油田剩余油检测中的应用

复电阻率法是利用油气藏与围岩间的激发极化差异来直接寻找油气藏的方法。其野外采集布设观测系统包括发射部分和接收机等。复电阻率法资料处理的关键是如何分离激电谱和电磁谱。该方法在江汉油田某油区一条测线的测量试验,反演出该剖面的极化率分布和电阻率分布,高极化率异常非常明显,高极化率的异常与中高电阻率异常对应较好。复电阻率法对剩余油存在的位置和剩余油分布形态有较好的反映。     

电阻率超前探测监测隧道冷冻法施工效果的可行性分析

采用有限单元法对隧道电阻率超前探测进行数值模拟,研究冷冻法施工前后,地下水变化导致的电阻率超前探测视电阻率改变。冷冻法未完成时,超前探测视电阻率为低阻异常;冷冻法完成后,超前探测视电阻率为高阻异常。结果表明,电阻率超前探测可以准确监测隧道冷冻法的施工效果。     

面极化球体上视复电阻率的频谱特性和模拟相似性准则

面极化球体上中梯装置视复电阻率的频谱满足柯尔-柯尔模型。视频率相关系数c_?和视时间常数τ_?都不随极化体埋深和测点位置而变,c_?等于真频率相关系数c。面极化条件下频谱激电模拟的相似性准则是:1.极化体与围岩其电阻率比值保持不变;2.模型尺寸保持线性比例关系;3.面极化系数λ_0随模型尺寸按线性比例变化。     

极化椭球体上频谱激电法的异常性态

基于常规电法的已知解,导出面极化和体极化旋转椭球体上中梯装置复视电阻率的解析表达式。由此计算出所论情况下复视电阻率剖面曲线和频谱曲线,对其特征和规律作了讨论。     

井地直流电法三维数值模拟及异常规律研究

在直流电法基本微分方程的基础上,采用有限差分法进行井地电法三维数值模拟研究。通过均匀二层介质中的数值模拟解与之对应的解析解对比,表明数值井地直流电法三维数值模拟计算方法是正确的。与以往井地直流电数值模拟不同,在数值模拟中对金属套管和井液进行了充填,这样就考虑了金属套管和井液对数值模拟结果的影响。通过模拟井中供电,改变地下的低阻体的埋深、尺寸、厚度、与围岩的电性差异以及利用重力勘探中位场异常处理技术,总结出了一些基本的异常规律。井地直流电法三维数值模拟,为井地直流电三维反演奠定了基础。     

激电三极测深在寻找陡立含水破碎带中的应用

电阻率测深法装置多,对称四级测深法是经典、常用的。但在工作区场地不具备四极跑极的条件下,开展三极测深也很普遍。为了在勘查区寻找地下水源,利用激电三极测深装置对其进行视电阻率和视极化率测量,并对测量结果进行分析。通过实际勘查工作资料的数据反演和物理模拟得出,对激电三极测深获得的陡立低阻、高极化异常带,钻孔不应定在异常中心部位,而应定在低阻、高极化梯度带上。钻探结果表明,在110m左右打到了陡立含水破碎带,在含水的贫困地区找到了丰富的地下水源。     

任意形状水平电性源瞬变电磁全区视电阻率计算

传统电性源瞬变电磁法的资料解释多采用反函数迭代法计算长直导线源的全区视电阻率,该方法计算效率低,适用性有限。考虑到野外实际工作中水平接地导线源形状可能发生变化,给出了一种适应于复杂电性源发射的全区视电阻率定义方法。首先,利用电偶极子叠加原理得到了任意形状水平电性源瞬变电磁场的表达式; 接着,研究了均匀半空间下磁场强度及其时间导数的平移特性,通过理论公式推导给出了基于两种方式定义的全区视电阻率计算方法,该方法无需迭代,计算精度高、速度快; 最后,通过设计几种不同的地电模型,验证了用该方法求取全区视电阻率的可行性及有效性。结果表明:全区视电阻率能够很好地反映目标体的地电断面信息,对于低阻异常体的分辨能力要明显优于高阻异常体; 相比于磁场强度,用磁场强度时间导数定义的全区视电阻率有更大的异常幅值,且更接近地层的真实电阻率; 另外,全区视电阻率只与地层的电性结构特征有关,与装置的收发距无关。在对陕西省渭南市华州区华阳乡的实测数据处理中,将观测的二次感应电压转换成磁场强度时间导数,再运用平移算法求取全区视电阻率,取得了较好的应用效果。     

高分辨电阻率法在云南岩溶地区地下水勘探中的应用

在西南岩溶地区,对于大多数体积小、埋深大的管道岩溶水的探测,传统装置的直流电法的分辨率不够。高分辨电阻率法采用的装置是单极—偶极装置,在数据采集方面,与高密度电阻率法类似,但它的勘探深度相对更深。本文通过在云南省红河州三个典型工区的应用案例,说明了采用目标异常匹配法的解释方法,高分辨电阻率法在西南岩溶地区可以很好地判断出异常体的位置和大小。所得结果与实际情况吻合较好。为此,针对三个工区的试验和解释结果,建议在测线3和测线5进一步开展深部探测工作。     

基于Res3dinv软件的三维高密度电法成像效果分析

三维高密度电法基于地下介质电性的差异,能对地层中存在的空间视电阻率变化特征进行探测.为了对其成像效果进行分析,本文首先基于正反演理论介绍了有限差分法、有限元法,以及光滑约束最小二乘法的原理.然后在Res3dinv软件中选择单极-偶极装置进行三维反演成像,具体分析了异常体埋深、尺寸大小、高低阻互换、形状边界,以及地形起伏...     

综合物探方法在湖南某贫水板岩地区找水的应用研究

选取位于“衡邵干旱走廊”上的湖南省邵东县蔼竹村为例,研究和分析利用综合物探方法在贫水板岩地层内找水的可行性。通过采用视电阻率联合剖面法、高密度电阻率法和激电测深法相结合的综合物探方法进行探测,可有效地查明区内赋水相对有利的断层构造等部位,从而实现间接找水的目的。研究结果表明:在板岩地区,先通过视电阻率联合剖面法和高密度电阻率法确定区内异常的大致位置,再结合激电测深,既能查明异常在垂向上发育状况,又可根据极化率参数来分析判断出低阻异常到底是“水”还是“泥”,找水效果良好,为类似地区物探找水提供了实际经验。     

基于双频激电法的水槽模型实验研究

双频激电法是一种应用广泛的频率域激电法。基于双频激电法的原理和特点,使用SQ-3C双频激电仪,采用偶极-偶极的电极装置,在水槽模型中测量了不同频率以及极距分别为2.5cm、5cm和10cm在不同电流的情况下,分别在自来水和含盐度3.5%的盐水中黄铜矿标本的视电阻率和视幅频率,以此来模拟其在海水中的测量。测量结果表明电阻率法在海水中显示矿体异常不明显,而双频激电法可以很好地显示矿体的激发极化异常,使用偶极-偶极电极装置在盐水中也可以进行拖曳测量,以提高工作效率。通过实验认为,在盐水中应该增强采集仪器的微弱信号检测和放大滤波的能力,有助于激电信号的检测。     

高密度电阻率法和瞬变电磁法在复兴村金矿探测中的应用

以吉林通化复兴村金矿床的基础地质研究为基础,地球物理特征为前提,综合电法为手段,通过研究得出其赋矿围岩珍珠门组大理岩、大栗子组片岩与富金的层间构造破碎带及其次一级断裂构造带间存在明显的电阻率差异。应用高密度电阻率法和瞬变电磁法测量可圈定出明显的隐伏金矿脉(体)矿致异常,并进行了钻探验证,表明高密度电阻率法的高分辨率和瞬变电磁法的穿透性和低阻体敏感性可以判断隐伏控矿构造带的存在性,并且可以半定量地解译矿致异常体的产状和规模,凸显了综合物探在该区找矿中的重要性。     

基于空间滤波和相位换算的MT静校正方法比较

实测MT视电阻率的静校正目前有多种方法,但它们的校正原理和对资料的要求各有不同,其校正结果也有所差异。通过有限单元法数值模拟计算给定地质模型的视电阻率值和相位值,并分别比较空间滤波和相位换算静校正结果,结果表明:空间滤波法能够有效压制静态效应,但不能准确突出地质异常体的位置,而相位换算法能够弥补这一缺点,但它却依赖于人为判别因素。因此在实际工作中,建议根据具体地质信息结合不同方法来综合静校,以期能够最大限度地压制静态效应,突出深部地质构造。     

基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法

煤矿井下地球物理水害超前探测要求探测点20 m范围内不得有积水和金属物体,传统电磁法超前探测技术已不能满足要求,钻孔瞬变电磁法通过将收发装置送入掘进工作面前方的钻孔中进行探测,既远离了巷道中的各种干扰,又提高了隐蔽致灾水体的探测精度。为解决该方法对钻孔径向异常体的准确定位解释难题,通过三维正演总结了其水平分量异常响应特征,提出了异常体象限确定准则,研究了根据水平分量幅值和异常象限综合求取异常体工具面角的计算方法。将由垂直分量计算得到的每一个视电阻率视为独立异常体,基于K-means聚类算法对相应的水平分量异常曲线特征值进行二分类,实现了全数据集的视电阻率象限自动划分,结合异常工具面角算法研究得出钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法。最后计算了三维数值模型的立体成像结果,对钻孔径向的小规模低阻异常体取得了良好效果。结果表明:基于K-means聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法是地球物理与机器学习的有机结合,该方法能够为井下掘进工作面隐伏水害超前探测精细解释提供技术支撑。