[发明专利]一种接地导线源瞬变电磁响应中IP信息的提取方法

说明书

本发明公开了一种接地导线源瞬变电磁响应中IP信息的提取方法，包括以下步骤：1)利用受IP效应影响较小的垂直磁场反演获取地下电阻率信息；2)基于获得的地下电性结构正演得到未受IP效应影响的电场响应；3)在观测的响应中去除IP效应的影响，得到纯IP响应；4)对获得的IP响应进行反演，获得极化率、频率相关系数和时间常数的IP信息。本发明为进一步提取瞬变电磁响应中提取IP信息提供新的思路。

技术领域

本发明属于瞬变电磁法技术领域，涉及一种接地导线源瞬变电磁响应中IP信息的提取方法。

背景技术

瞬变电磁法作为地球物理的重要分支，在金属矿产、地热资源勘查中起到重要作用。但地下存在极化体时，实测的瞬变电磁数据中包含激电效应的影响，严重时会出现畸变和符号反转现象。准确分析ip效应的影响规律和精确反演含ip效应的瞬变电磁数据变得尤为重要。

瞬变电磁按照场源形式可以分为回线源(磁性源)和接地导线源(电性源)两种。对于回线源瞬变电磁IP效应的分析可以追溯到1980年。在认清ip带来的响应的变化规律后，如何消除Ip效应的影响，并进一步实现包含ip效应的瞬变电磁数据的反演成为首要解决的问题。接地导线源瞬变电磁中的IP效应问题的研究相对较少。从接地导线源瞬变电磁观测的数据中得到IP信息，利用早期瞬变响应来反演电阻率，然后正演获得观测时间范围内的瞬变电磁响应，从观测的数据中去掉电磁响应，得到IP响应，进一步反演获得IP信息，相较于以往基于直流数据的IP反演获得更高的精度。然而，与回线源瞬变电磁方法观测垂直磁场或时间导数不同，接地导线源瞬变电磁除观测垂直磁场或其时间导数外，水平电场分量的观测是该方法的一大优势，因为水平电场分量对高阻和良导目标都具有较强的分辨能力。不同电磁分量探测能力的不同与其极化类型不同有密切的关联。那么，不同分量受IP效应的影响也会因极化类型的不同而产生差别。

为了更加清晰的认知不同分量受IP效应影响的更本质的原因，首先从层状大地表面的接地导线源瞬变电磁响应中分别提取TE和TM极化场，然后通过正演模拟分析，分析不同类型极化场受IP效应的影响规律，之后，给出不同分量受IP效应的影响特征，为从观测的瞬变电磁数据中提取IP信息提供新的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地导线源瞬变电磁响应中IP信息的提取方法。

其具体技术方案为：

一种接地导线源瞬变电磁响应中IP信息的提取方法，包括以下步骤：

1)利用受IP效应影响较小的垂直磁场反演获取地下电阻率信息；

2)基于获得的地下电性结构正演得到未受IP效应影响的电场响应；

3)在观测的响应中去除IP效应的影响，得到纯IP响应；

4)对获得的IP响应进行反演，获得极化率、频率相关系数和时间常数等IP信息。

进一步，接地导线源瞬变电磁法主要观测水平电场和垂直磁场，在均匀层状大地表面的表达式为:

其中，r是源到观测点的距离，R and R'分别是两个接地电极到观测点的距离；2L是发射源的长度，J₁(λr)和J₀(λr)分别为一阶和零阶第一类贝塞尔函数，λ表示与波数相关的变量；表示电场分量入射平面时电磁波的反射系数，表示垂直磁场入射平面时电磁波的反射系数，自由空间的本征导纳，表示地表导纳，自由空间的本征阻抗，表示地表阻抗(地表阻抗和导纳通过最底层递推得到)，ω表示角频率，i表示复数，ε₀表示地下均匀半空间的介电系数，μ₀表示地下均匀半空间的磁导率。