[发明专利]一种粗糙介质模型的时域电磁数据慢扩散成像方法

说明书

本发明涉及一种粗糙介质模型的时域电磁数据慢扩散成像方法，目的在于提高时域电磁探测数据的解释成像精度。本发明在获取探测区地质资料基础上，先提取地下的空间均匀粗糙度参数；再推导均匀粗糙介质的广义视电导率和扩散深度时域表达式，通过定义自变量，将核函数采用无穷级数求和表示，求解广义视电导率，推导粗糙介质的脉冲磁场正向解，再进行变量微商求解获得广义扩散深度；对实测电磁数据进行广义视电导率和扩散深度计算，最后实现广义视电导率‑扩散深度成像。本发明的粗糙介质模型的广义视电导率和扩散深度计算方法与经典均匀半空间介质的计算方法相比，视电导率‑深度值更接近真值，提高了视电导率‑深度的解释成像精度。

技术领域

本发明涉及一种地球物理勘探领域的时域电磁法数据解释计算方法，尤其适用于符合实际地质情况下粗糙介质模型的时域电磁勘探方法。

背景技术

在电法勘探中，视电导率与探测深度是最重要的两个参数，电阻率是反映材料导电性能的物理量，探测深度还是衡量一种方法的探测能力主要标准之一。全区视电阻率定义是直接用数值方法求取均匀半空间的瞬变响应反函数，不同工作方式的实测数据可以通过数值逼近或反演迭代技术求解。通过对电法勘探的极限(最大和最小)探测深度计算，可以得知这种方法的探测能力。在实际的电法勘探中，为了能更好的解释实测数据结果，需要计算出视电导率与探测深度的数值并成像，更直观的展示结果。

目前已经应用到实际电法勘探数据解释计算的方法，视电阻率计算应用最为广泛的是Spies(1986)提出的全区视电阻率定义方式估算视电阻率值，探测深度应用最为广泛的Nabighian and Macnae(1989)提出的扩散深度计算公式估算探测深度。

澳大利亚专利847270G01V003116公开了地面铺设回线源进行航空勘查方法，在地面发射过渡电磁脉冲，飞行器搭载接收系统测量大地产生的电磁场，根据幅值大小经过信号处理就可测定出预测的目标体。

美国专利US5610523公开了一种用地面线圈发射、空中飞机探测的电磁探测系统和方法，采用磁电阻率分析和磁感应极化技术对接收到的信号进行处理，进行判定地下体状物质的探测方法。但是以上数据解释计算方法是基于均匀介质理论下的计算公式，而实际地球介质在其沉积或成岩等过程中受到差异压实和变质作用等影响，使得地层具有复杂的非均质特性,即实际地质结构都是粗糙介质，导致计算出的电阻率值与实际有偏差而且探测深度比实际深度偏深，因此严重影响后期数据解释结果的准确性，所以针对实际地质情况下定义的粗糙介质广义电导率的数据解释计算方法研究具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有数据解释计算方法的不足，根据实际地质情况下定义的广义电导率，以及扩散深度的定义方式，提供一种粗糙介质模型的时域电磁法数据解释计算方法。

本发明的主要思想是：在全区视电阻率定义方式以及扩散深度定义方式的基础上，根据粗糙介质广义电导率的定义，推导出适用于符合实际地质情况下粗糙介质广义电导率的视电阻率公式以及扩散深度公式，根据粗糙度参数，计算出广义视电阻率和扩散深度。

本发明是这样实现的，一种粗糙介质模型的时域电磁数据慢扩散成像方法包括：

1)先获取探测区地质资料，根据已知信息获取地下的空间均匀粗糙度参数；

进一步地，根据探测区域的钻孔资料，获知探测区域的岩石组成情况，根据岩石节理表面图像以及像素点覆盖法原理获取分形维数D，进而获得空间均匀粗糙度参数λ＝2-D。

2)对电磁实测数据进行预处理，包括电磁数据双极性叠加、噪声去除以及电磁数据取样等处理；

3)将粗糙介质广义电导率带入波数表达式中，推导地下均匀粗糙介质的磁场表达式，通过定义自变量，将核函数采用无穷级数求和表示且为单调变化形式，得出广义视电导率计算方法，对预处理后的电磁数据进行广义视电导率参数计算；