地一井、井一地口有限体积2．5维异常响应分析

采用有限体积法实现了点源二维地电断面地一井、井一地激发极化法数值模拟。从电位满足的边值问题出发,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,尔后,通过对比两层大地模型的数值解与解析解验证了所编制程序的正确性,最后采用两种常规观测装置进行视电阻率／视极化率的正演,计算结果表明,联合井一地、地一井装置的激发极化测井对异常体的探测是有效的,视极化率的异常幅度较视电阻率大,并且异常体的垂向分辨率优于水平方向的分辨率。     

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.     

跨孔视电阻率异常特征的提取和识别

讨论了奇异值向量作为二维数字图象特征的理论依据并用于跨孔条件下视电阻率异常信息剖面图。对位于钻孔剖面内的三维椭球体模型,利用系统正演结果所建立的样本集,进行了视电视率异常信息剖面图的奇异值特征提取和识别,取得了满意的初步结果。     

带地形的二维各向异性大地电磁测深数值模拟

以往主要在水平层状地表研究大地电磁二维各向异性系数对观测值的影响。通过有限元数值模拟方法,讨论同时存在起伏地形以及各向异性对二维大地电磁测深法中TM极化模式的响应。首先给出二维各向异性介质中TM极化模式的变分问题;其次用规则矩形单元对研究区域进行剖分,用双线性函插值对变分问题进行求解;最后在地垒、地堑地形下,改变各向异性系数模拟TM极化模式中视电阻率的变化。结果表明:地垒地形对TM极化模式视电阻率曲线表现为低阻异常,地堑地形对TM极化视电阻率曲线呈现高阻异常,两种地形对观测数据的影响要远大于各向异性系数对观测值的影响。     

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。     

内蒙古阿拉善特拜矿区激电异常特征及找矿意义

旨在通过研究内蒙古阿拉善矿区激电异常特征,建立含矿标志物与激电异常的对应关系。内蒙古阿拉善特拜矿区重点研究对象是沉积变质性石墨、沉积变质-热液充填型锌矿,由于区域褶皱伴随着层间断裂也较发育。后期又经多次构造运动形成大致平行地层走向,与地层倾向平行或斜交的压扭性断裂构造带。断裂构造为成矿提供了成矿通道和容矿场所。研究区炭质板岩和金属硫化物呈相对高极化率、低电阻率电性特征组合。作为金矿载体的炭质板岩和金属硫化物,与其他岩性在极化率、电阻率等参数上均有较明显的差异,因此,利用激电方法寻找矿体及含矿标志物具有物性前提。主要是通过研究特拜矿区视极化率和视电阻率参数,结合地质资料对研究区成矿构造的走向、长度进行深入的研究。基于成矿构造与矿体赋存关系初步推断筛选出了一处靶区,该解释成果有待进一步钻孔验证。     

基岩山区大地电磁法 TE 和 TM 极化特征

在基岩山区进行大地电磁测深勘探, 经常受到静态效应影响。地表电阻率不均匀或地形起伏使测深曲线不规则, 断面等值线图上出现密集垂直分布的等值线, 掩盖或混淆了实际探测目标体产生的异常, 给资料解释带来很大的困扰。大地电磁测深矢量测量包含TE 和TM 极化模式信息, 两种极化模式获得的ρ_yx 和 ρ_xy 卡尼亚视电阻率曲线特征及相互关系与地下电性结构有关。研究各种静态效应对两种极化模式的测深曲线影响规律, 总结两种曲线的组合特征, 可以识别静态效应, 分离干扰, 准确获得地下地质构造的信息。实例证明基岩山区大地电磁法工作中, 利用ρ_xy 和 ρ_yx 卡尼亚视电阻率曲线异常特征和影响规律共同解释可以获得较好的地质效果。     

二维横向不均匀性对频率域电阻率测深的影响

当地表或地下存在异常体时,电性的横向不均匀性会导致视电阻率测深曲线产生畸变。为了揭示横向不均匀性对频率域电阻率测深影响的规律,首先根据高频平面电磁波的趋肤效应,计算出异常体正上方测点测深曲线受电阻率横向不均匀性影响的起始工作频率,然后利用有限元法对含低阻体的二维模型进行正演计算,总结了横向不均匀性对视电阻率测深曲线的畸变特征。研究结果表明,地下介质的横向不均匀性影响与极化模式、异常体属性(厚度、宽度、电阻率)、频率相关。     

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。     

水平井中阵列侧向测井偏心影响分析

为分析阵列侧向测井在水平井中偏心影响,根据阵列侧向测井仪工作原理,采用三维有限元算法,建立不同地层模型,分别研究水平井中仪器偏心时层厚和围岩电阻率对阵列侧向测井响应的影响.结果表明,在水平井中仪器偏心时,随着仪器探测深度的增大,层厚和围岩电阻率对仪器视电阻率的影响逐渐增大;偏心距大小对仪器浅探测RLA1视电阻率影响最大,对RLA2～RLA5视电阻率影响相对较小.最后,文章对水平井中仪器偏心时阵列侧向层厚和围岩校正提出了初步校正思路.     

电阻率多极距观测台站的电性结构模型及参数反演研究——以山丹台为例

电阻率多极距观测系统相对于目前地震监测中普遍使用的单极距观测系统是一个进步.利用电阻率多极距观测数据,经正、反演计算后可获得不同深度层的等效(真)电阻率值,可有效地排除因人类活动等引起的表浅层干扰,从而获得可靠性高的电阻率异常.不过,在获得等效(真)电阻率之前,须获得台站的电性结构模型,而前人未对此进行详细研究.因此本...     

高密度电法反演数据预处理方法研究

高密度电法探测获得的视电阻率数据中存在的不确定噪声,会使反演结果不精确且反演时间增加.为了减小不确定性噪声带来的影响,采用自适应滤波方法对视电阻率曲线进行预处理后,再进行反演计算.本文通过仿真对比验证该方法的有效性.首先构建球体异常区域,半径为1 000 cm,电阻率为35 Ω·m.对构建模型进行正演计算后,获得视电阻...     

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。     

煤层底板破坏带电阻率法异常特征研究

我国大约60％的煤矿不同程度受到奥灰水的影响,研究承压水上采煤引起的底板破坏规律对于煤矿安全开采具有十分重要的意义。本文对电阻率法探测井下底板破坏带视电阻率异常特征进行研究。应用商业电法正反演软件EarthImager3D设计工作面推进过程中底板破坏带地质模型,利用混合边界条件下有限差分法进行正演模拟,并分析其异常特征和分布规律。正演结果表明,电阻率法能探测出底板破坏带异常,随着工作面的推进,在视电阻率剖面图上异常体的位置出现相应的移动。     

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。     

斜阶跃场源关断时间对测量结果的影响及校正研究

论文推导了斜阶跃场源激励下,采样延时零时刻在发射电流关断起始点的高阻围岩中导电球体、不导电基底上水平薄板和均匀导电半空间的瞬变响应解析式,分析了发射电流关断时间对三种模型全程瞬变响应的影响。根据均匀半空间瞬变响应解析式,讨论了斜阶跃场源激励下的磁场、感应电压与全程视电阻率的对应关系,提出了一种全程视电阻率直接计算方法。此方法将发射电流关断时间作为系统参数参与视电阻率的计算,无需关断效应校正,可以方便地直接计算出中心回线装置下测量目标的全程视电阻率。理论模型及实例计算数据都证明了这种数值算法的可行性。由于斜阶跃场源技术的成熟,该算法具有一定的实用价值。     

基于阻尼型高斯牛顿法的三维直流电阻率反演

直流电阻率法是浅层水文、工程、环境、考古等与人类社会生活密切相关探测领域的重要手段。地下目标体多表现为三维电性结构,因此,需要对直流电阻率法的三维正反演进行研究和探索。本文利用阻尼型高斯牛顿法的三维直流电阻率反演方法,在迭代的过程中,避免了直接计算偏导数矩阵,而只需计算偏导数矩阵及其转置与任一向量的乘积,同时结合预处理的共轭梯度法求解模型修正量,节省了内存存储量,加快了反演速度。通过对不同模型进行模拟计算,反演结果与实际模型吻合的很好。