[发明专利]一种接地导线源瞬变电磁轴向探测方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种接地导线源瞬变电磁轴向探测方法，属于矿山资源地球物理勘探技术领域。

背景技术

接地导线源是电磁法勘探中最为主要的发射源类型之一，在地空、陆地和海洋油气、金属矿和煤田水文地质等中深部资源探测领域得到广泛应用。

在电性源瞬变电磁发展的早期，电性源长偏移瞬变电磁法(LOTEM)工作方式与CSAMT基本相似，主要采用电偶极源长偏移距观测方式，收发距往往大于数倍的源长度，在远离源的赤道向进行电磁场的观测，其中，赤道向水平电场和垂直磁场是最主要的观测分量，长偏移距的观测方式也决定了LOTEM不会在源轴向进行电磁场的观测。

与地面LOTEM类似，海洋电性源也多在远离发射源的的范围内进行探测，但海洋电磁法因其特殊的海洋环境，多在远离发射源的轴向进行电磁场的观测，响应分析和电阻率计算也基于电偶极源进行分析和计算，在海洋油气和金属矿勘探中发挥了重要作用。

近年来，接地导线源短偏移距瞬变电磁法以其更强的信号强度和较大的探测深度得到广泛关注和研究。和LOTEM方法类似，SOTEM在野外应用中一般在接地导线的赤道向采集电磁场响应。然而，与海洋电磁法的轴向观测类似，接地导线源瞬变电磁法不仅可以在接地导线的赤道向进行电磁场的观测，而且可以在导线轴向观测响应数据。

目前导线轴向观测响应数据还没有得到具体应用。

发明内容

因此，本发明目的是提供一种可以在导线轴向观测响应数据，并用于物探的接地导线源瞬变电磁轴向探测方法，方法包括以下步骤：

步骤一接地导线源瞬变电磁轴向电场的数据采集和计算；

轴向电场的公式为公式一：

其中，2L是源的长度，r为收发距，(x,y,z)为接收点的位置，J₁(λr)和J₀(λr)分别为一阶和零阶第一类贝塞尔函数；公式一中等式右侧的第一部分为接地项的响应，公式的第二部分为发射线的响应；

步骤二接地导线源瞬变电磁轴向电场的数据反演；

用Occam算法进行接地导线源瞬变电磁轴向电场的数据反演，在反演算法中采用基于局部线性的迭代方法，将粗糙度引入模型，对模型和实测数据之间的误差进行最小化优化，将最平滑的模型作为反演结果。

进一步的，所述步骤一中采用加拿大凤凰公司的V8综合电法仪进行数据采集，发射源长度为300m，发射电流10A，发射基频25Hz，发射功率30Kw。

进一步的，所述步骤一中测点间距20m，测线长400m。

本发明的有益效果在于：本发明提供一种接地导线源瞬变电磁轴向探测方法，在导线轴向观测响应数据，并将观测数据应用于瞬变电磁法物探实际中，增加了一种新的接地导线源瞬变电磁方法，使得探测方法的选择更加多样，探测结果的精度得到提高，本发明的方法适合于在矿山资源地球物理勘探中使用。

附图说明

图1为实施例中接地导线源的轴向观测示意图；

图2a、图2b为实施例中正演模式下电场在不同时刻的平面分布图；

图3为实施例中不同位置轴向电场的衰减曲线示意图；

图4a、图4b为实施例中H型模型和K型模型的均方根误差分布图；

图5a、图5b为实施例中真实模型和反演结果对比图；

图6为实施例中测线布置示意图；

图7为实施例中单点Ex衰减曲线图；

图8为实施例中测线多测道图；

图9为实施例中视电阻率-深度剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

轴向场的响应特征：

对于接地导线源瞬变电磁法，我们通常观测平行于源的水平电场和垂直磁场。然而，在轴向上，垂直磁场为零。因此，本发明只研究水平电场的特性，如图1所示，轴向电场的公式为：

其中，2L是源的长度，r为收发距，(x,y,z)为接收点的位置，J₁(λr)和J₀(λr)分别为一阶和零阶第一类贝塞尔函数；公式的第一部分代表接地项的响应，公式的第二部分为发射线的响应。

正演模拟

用于正演模拟的地电模型参数为ρ₁＝100Ω·m，d₁＝250m，ρ₂＝10Ω·m，d₂＝10m，ρ₃＝100Ω·m，发射线源长度为1000m，发射电流10A。