[发明专利]一种多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法

说明书

本发明公开了一种多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法，在地面铺设一对或者多对接地导线源，每一对导线源通过三个接地电极向地下激发方向相反的双极性阶跃电流。对于一对接地导线源装置，可以在轴向和赤道向进行电磁场观测；对于多对接地导线源装置，可以在径向进行电磁场的观测。通过对实测数据的反演解释获得地下电性目标体的空间结构。多线源瞬变电磁横磁场探测方法对于完善瞬变电磁多极化场探测理论、提升瞬变电磁对高阻目标体的探测能力具有重要的推动作用，为实现第二深度空间矿产资源、油气资源的精细探测打下坚实基础。

技术领域

本发明属于电磁勘探技术领域，具体地说，涉及一种多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法。

背景技术

根据激励场源的性质，瞬变电磁法(TEM)分为磁性源(回线源)和电性源(接地导线源)TEM。磁性源TEM对良导体敏感，是煤田水文地质勘查、地下水等良导体探测的最重要的手段之一。电性源TEM除对良导体敏感外，对高阻体也具有一定的分辨能力，在针对良导体探测的煤田水文地质勘查和针对高阻层探测的油气藏勘查等领域取得较好的探测效果。

但在地面布设的磁性源TEM仅产生水平电流，激发的电磁场也仅包含横电型(TE)极化场，因此，磁性源TEM仅对良导体敏感，对高阻目标体分辨能力较差，而且水平分辨率较低。

电性源TEM在地下产生水平电流和垂向电流，激发的电磁场包括横磁型(TM)和横电型(TE)极化场，垂直磁场是纯TE极化场，水平电场是TE和TM极化场的混合场，TE-TM混合场在一定程度上提升了TEM对高阻目标的探测能力。虽然水平电场对高阻的分辨能力要强于垂直磁场，这种分辨能力要弱于垂直磁场对良导层的分辨能力。因此，常规感应类瞬变电磁方法使用磁性源和电性源TEM，实际上是以TE场为主的观测方式，制约了TEM对高阻目标的分辨能力。横磁极化场对高阻目标具有较强的分辨能力，但未得到有效利用。多线源瞬变电磁法实现对横磁极化场的有效探测，提升瞬变电磁法对高阻目标的分辨能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法。该方法在地面铺设一对或者多对接地导线源，每一对导线源通过三个接地电极向地下激发方向相反的双极性阶跃电流。对于一对接地导线源装置，可以在轴向和赤道向进行电磁场观测；对于多对接地导线源装置，可以在径向进行电磁场的观测。通过对实测数据的反演解释获得地下电性目标体的空间结构。多线源瞬变电磁横磁场探测方法对于完善瞬变电磁多极化场探测理论、提升瞬变电磁对高阻目标体的探测能力具有重要的推动作用，为实现第二深度空间矿产资源、油气资源的精细探测打下坚实基础。

其具体技术方案为：

一种多线源瞬变电磁横磁极化场探测方法，包括以下步骤：

在地面铺设多对接地导线源，每一对导线源通过三个接地电极同时向地下激发方向相反的双极性阶跃电流；

1)多线源瞬变电磁对高阻分辨能力

层状大地表面一对接地导线源激发的水平电场的表达式

式中，O表示双线源共中心的接地电极，R₁和R₂分别表示双线源另一端的接地电极，L表示单一线源段的长度，r表示收发距J₁(λr)和J₀(λr)表示第一类一阶和零阶贝塞尔函数，ε₀是介电系数，μ₀是磁导率，ω表示角频率。

对于多线源瞬变电磁法，发射源是多对共中心接地导线源的组合，对于同一接收位置，需要建立不同线源对的坐标系统，分别计算接收位置在不同坐标系统中的响应，通过坐标转换完成矢量合成，需要特别注意源电流的方向对响应正负的影响。通过一维正演模拟重点研究各场量对高阻异常的分辨能力及有效观测范围；

2)多线源瞬变电磁数据反演