[发明专利]一种基于极化介质模型的广义趋肤深度计算方法

权利要求书

1.一种基于极化介质模型的广义趋肤深度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)先对实测数据进行噪声滤波、取样叠加处理，采用广义S变换将数据进行时频变换，获得频域形式的数据；

(2)采用反演法对步骤1中处理后的电磁数据，进行地下介质电导率、极化率、充电率、频散系数的提取；

(3)将柯尔-柯尔分数阶电导率模型iω的负分数阶项，进行有理化整理，获得多孔极化介质的电导率正分数阶简化表达式；

(4)电导率正分数阶简化表达式代入到波数表达式求解虚部和实部表达式，进行简化整理得出衰减常数及相移常数表达式；

(5)对衰减常数取实部求取地下极化介质的广义趋肤深度；

步骤(3)中，根据柯尔-柯尔模型，地下极化介质分数阶电导率表示为将地下极化介质分数阶电导率表达式中的iω的负分数阶项，进行有理化整理，转化为正分数阶的简化形式，表示为：σ＝σ′+σ″(iω)^c，其中σ_∞为高频交流电导率，τ为充电时间常数，η为极化率，c为频散系数，ω为角频率；

步骤(4)中，根据波数表达式k²＝ω²με-iωμσ(ω)，其中ω为角频率，σ为电导率，ε为介电常数，步骤3中简化后的极化介质电导率代入波数表达式中整理虚部和实部，令i^c＝a+ib，k＝α+iβ，写为：α²-β²＝ω²με+ω^1+cμσ″b，2αβ＝(ωμσ′+ω^1+cμσ″α)，进行整理化简，得到衰减常数α和相移常数β，表达式为：

2.按照权利要求1所述的一种基于极化介质模型的广义趋肤深度计算方法，其特征在于：

步骤(5)中，地下极化介质的广义趋肤深度为：

其中为趋肤深度，Re(α)是代表取α的实部，α为衰减常数。

3.按照权利要求1所述的一种基于极化介质模型的广义趋肤深度计算方法，其特征在于：

采用反演法从频域中提取地下介质电导率、极化率、充电率、频散系数包括：求解目标函数最小值，目标函数表示为：

其中，M代表的是原始模型，n为实测的频点个数；p_αi为第i个频点的实测响应值，其为视电阻率、相位或者电场与磁场值，M_j，j＝1，2，3，…m为模型参数；p_ci是由预测模型正演计算所得到的第i个频率的响应参数，α＝2为范数；

将上述目标函数趋于最小，对于各个频点i，i＝1，2，3，…n的目标函数均满足下面一组线性方程：对线性方程进行求解可以得到反演M的修改量ΔM，从而获得新模型，通过对线性方程的求解提取出地下介质电导率、极率化率和充电率。