[发明专利]一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及金属矿与地球物理勘探领域，特别涉及一种电性源短偏移瞬变电磁法 视电阻率确定方法和装置。

背景技术

随着矿产开发力度的不断加大，浅部矿产资源已大幅减少。许多矿山开采潜力严 重不足，资源储备急剧下降，后备探明储量严重不足的现状已成为制约我国经济发展的瓶 颈。开展第二深度空间(500-2000m)矿产资源精细勘探已成为一项紧迫和长期的任务。瞬变 电磁勘探方法在矿产和能源勘探中具有重要作用。但回线源的能量在地层中衰减较快、探 测深度较浅，边长较大时不易敷设。长偏移距瞬变磁法不仅有利于低阻体的探测，而且有利 于高阻体的探测。但是在深部探测中应用的LOTEM，因收发距离较大，信号强度急剧下降、信 噪比降低，在很大程度上抵消了LOTEM的深部探测能力、降低了探测精度。

根据瞬变电磁场的基本理论，当选择适当的发射波形激发电磁场时，接地导线源 可以实现近源观测。在此基础上薛国强提出的电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)是一种 探测深度大、精度高、施工高效的瞬变电磁工作形式。视电阻率作为电磁法数据解释的主要 甚至唯一参数，在SOTEM系统中具有举足轻重的作用。由于SOTEM观测全场区信号，因此精确 的全程视电阻率计算方法对于充分展现SOTEM的探测能力十分重要。

目前国内外关于视电阻率计算的研究有很多，主要包括：Spies和Raiche于1980年 利用泰勒公式将中心回线装置瞬变响应解析式进行泰勒展开，从而得到一种近似的视电阻 率公式；宋先旺和姜胜华于1997年分别对均匀半空间模型和层状模型的视深度计算公式进 行了理论推导和求解方法对比，并取得了不错的应用效果；蒋邦远则于2000年给出了一种 全程经验公式；苏朱刘和胡文宝于2002年引入“虚拟全程视电阻率”概；白登海在2003年给 出了一种通过早期、晚期精确解以及转折点合并而求取全程视电阻率的数值计算方法；翁 爱华等于2003年也给出了一种TEM全程视电阻率定义及数值计算方法；熊彬于2005年通过 逆样条插值的方法来求取TEM全程视电阻率；王华军在2008年提出了一种回线源直接计算 全程视电阻率的平移算法；张成范等于2009年使用二分搜索算法来计算大定源回线瞬变电 磁测深数据的全程视电阻率；李文尧等于2013年通过核函数变量Z的二分法计算中心回线 瞬变电磁全期视电阻率；日本学者长谷川健于1985年提出了通过分段级数逼近方式来进行 全程视电阻率的求取；YangSheng等人于1985年提出了如何在两个电阻率中选取真值的规 则，虽解决了感应电动势数值求解全程视电阻率的问题，但实用性较差；殷长春和朴化荣于 1991年、陈明生等于1999年都同样对电偶源垂直磁场运用分段级数逼近的方式进行全程视 电阻率的数值计算；黄力军等在1995年提出运用三次样条拟合的方法求解感应电动势，再 通过感应电动势积分转换为垂直磁场进而运用分段多项式逼近求出全程视电阻率方式；昌 彦君等于1998年通过数值逼近的方法，建立全程时间谱视电阻率的算法；陈清礼等在2009 年通过对均匀半空间长偏移距的瞬变电磁感应电动势曲线特征分析，提出长偏移距瞬变电 磁法全程视电阻率二分搜索的数值计算方法；薛国强于2013年分别对短偏移距瞬变电磁探 测技术电视阻率定义相关内容进行了研究。综上分析，视电阻率的计算方法主要包括两种 方法：一种是迭代方法，一种是分段级数逼近方法。都存在计算烦琐，计算精度低、计算速度 慢的特点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方 法和装置，其无需迭代就可以直接计算全区视电阻率，计算速度快，精度高，且解决了视电 阻率的多解性问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电性源短偏移瞬变电磁法视电阻率确定方 法，包括以下步骤：

步骤S1：获得待估区的野外实测瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述野外实测 瞬变电磁二次感应电压和实测观测时间在内的信息得到野外实测截距数据，根据所述野外 实测截距数据和与所述野外实测截距数据相对应的实测观测时间来绘制出野外实测瞬变 电磁截距-时间曲线；

步骤S2：获得理论模型瞬变电磁二次感应电压，根据包括所述理论模型瞬变电磁 二次感应电压和理论观测时间在内的信息得到理论模型截距数据，根据所述理论模型截距 数据和与所述理论模型截距数据相对应的理论观测时间来绘制出理论模型瞬变电磁截距- 时间曲线；以及