[发明专利]时间域瞬变水平电场全时间段视电阻率的计算方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于石油、天然气、非常规油气藏等地质勘探、地下矿藏勘探的电磁勘探领域，具体涉及到瞬变电磁测深法全时间段视电阻率的计算方法。

背景技术

瞬变电磁测深法是采用人工源发射激励信号，在研究区观测时间域的电磁场，以研究地下电性结构的一种电磁勘探方法。图1是瞬变电磁测深法的野外布设方式之一的示意图。在观测点测量的物理量为两个水平方向的电场，即：e_x(t)和e_y(t)(单位均为伏特/米)，其中t为观测的延迟时间(单位为秒)。

图1中，AB为发射电偶极子，通过发射机向地下馈入方波电流，电流强度为I(安培)，发射电偶极子的偶极距为P_E＝I·AB(安培米))，为收发距(AB中点O到接收点P的距离，单位米)，φ为发射电偶极子中心点O和测点P的连线与发射电偶极子AB间的夹角。e_x(t)和e_y(t)分别为与发射电偶极子平行和垂直方向的水平电场分量。

一般地，采用占空比为1:1的方波波形，如图2所示：T为一个周期的延迟时间(秒)，在前四分之一的时间段正向供电，紧其次断电四分之一周期，又紧其次反向供电四分之一周期(电流为-I)，最后四分之一周期断电。

瞬变电磁测深法资料处理的常规方法是由观测到的电磁场分量计算早期视电阻率和晚期视电阻率。但，早期视电阻率主要反映较浅地层的电阻率，晚期视电阻率则仅反映深部电阻率的情况，两者对过渡期的电阻率反映不清。

例如，根据供电期内观测的电场(此符号内，x表示电场的方向，+表示前四分之一的正向供电时间段，“上阶跃”表示从开始供电即进行资料采集)计算的早期视电阻率和晚期视电阻率表达式分别为：

为了获得从早期到过渡期到晚期的“全时间段”视电阻率，以便能完整地反映地层从浅层到中深层再到深层的电阻率变化信息，需要给出“全时间段”视电阻率的定义以及计算方法。这种“全时间段”视电阻率也是反演所必须的。

发明内容

本发明针对瞬变电磁测深法的早期和晚期视电阻率的不足以及后续进一步反演的需要，给出一种“全时间段”视电阻率的定义以及计算的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供了一种时间域瞬变水平电场全时间段视电阻率的计算方法，包括以下步骤：

S1、获取野外采集所得的大地电磁场的时间域记录资料，得到两个水平方向的电场分量e_x(t)和e_y(t)；

S2、对电场分量e_x(t)和e_y(t)进行叠加和滤波处理，以消除干扰信号；

S3、对电场分量e_x(t)和e_y(t)的上、下阶跃电场值进行编辑处理，剔除明显偏离的飞点；

S4、计算方向的水平电场

为发射电偶极子中心点和测点的连线与发射电偶极子连线间的夹角；

S5、再根据公式

计算全时间段视电阻率ρ_w(t)，ρ_w(t)隐含在该式中；

其中μ₀＝4π×10^-7亨利/米，t为延迟时间，为收发距，erf(x)为标准概率积分或误差函数：

其中x_p为瞬变时间参数：

其中f(x_p)为归一化函数，f(x_p)是关于x_p的单调函数：

本发明还提供了一种时间域瞬变水平电场全时间段视电阻率的计算系统，包括：

数据采集模块，用于获取野外采集所得的大地电磁场的时间域记录资料，得到两个水平方向的电场分量e_x(t)和e_y(t)；

信号处理模块，用于对电场分量e_x(t)和e_y(t)进行叠加和滤波处理，以消除干扰信号；并用于对电场分量e_x(t)和e_y(t)的上、下阶跃电场值进行编辑处理，剔除明显偏离的飞点；

计算模块，用于计算方向的水平电场

为发射电偶极子中心点和测点的连线与发射电偶极子连线间的夹角；

再根据公式