[发明专利]横向大地电磁波测深方法及其测深装置

说明书

本发明公开了一种横向大地电磁波测深方法，包括选定测线、主测点和辅助测点；在主测点及辅助测点布设传感器、获取监测时间序列并估算功率谱；计算各辅助测点与主测点之间的相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线并计算大地电阻率，完成横向大地电磁波测深。本发明还公开了实现所述横向大地电磁波测深方法的测深装置。本发明可以通过相速度计算电阻率、也可以结合传统大地电磁法计算卡尼亚电阻率，实现一个装置完成两种方法的测深工作，提高测量精度。最后，本发明是基于横向大地电磁波，适用于人工源或天然源，方便快捷、简单高效。

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种横向大地电磁波测深方法及其测深装置。

背景技术

随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，人们对于基础物理领域的研究也越来越深入。

在地球物理勘探领域，1950年杰洪诺夫(Tichonov)和1953年卡尼亚(Cagnaird)提出了基于平面电磁波理论的大地电磁测深法(MT)，并逐步发展出音频大地电磁测深法(AMT)和可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)，统称为平面波大地电磁测深法。这些方法都是基于平面电磁波垂直入射至大地的理论基础上。实际上不管是人工源还是天然源，大地电磁平面波垂直入射都是简化的理想状态，由于复杂地形、各向异性和三维不均匀体的影响，实际中的大地电磁波可能沿各个方向扩散传播，但都可以分解为沿垂直方向传播的波(定义为纵向大地电磁波)和沿水平方向传播的波(定义为横向大地电磁波)的矢量和。

目前，传统的大地电磁测深法在应用时，由于需要观测的数据较多，使得观测装置极为沉重，而且深部数据还容易受到浅表不均匀地电体或者地形起伏引起的静态效应影响。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于横向大地电磁波，而且方便快捷、简单高效，不受静态效应影响的横向大地电磁波测深方法。

本发明的目的之二在于提供一种实现所述横向大地电磁波测深方法的测深装置。

本发明提供的这种横向大地电磁波测深方法，包括如下步骤：

S1.选定测线，并在测线上选定主测点；

S2.在步骤S1选定的主测点周围，选定N个辅助测点；N为不小于2的正整数；所述辅助测点均匀分布在以主测点为中心、半径为L的圆周上；

S3.在步骤S2选定的主测点及各个辅助测点处沿平行于测线方向和垂直于测线方向布设传感器，同步监测并获取各测点上的监测时间序列；

S4.对步骤S3得到的各监测时间序列进行功率谱估算；

S5.根据步骤S4得到的功率谱计算各辅助测点与主测点之间的相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线；

S6.根据步骤S5得到的相位差频率曲线或空间自相关系数频率曲线，计算大地电阻率，完成横向大地电磁波测深。

步骤S3所述的传感器，具体为电场传感器或磁场传感器。

步骤S4所述的功率谱估算，具体为估算各监测时间序列的自功率谱以及主测点与辅助测点监测信号之间的互功率谱；

步骤S5中各辅助测点与主测点的相位差频率曲线，具体为采用如下算式计算相位差频率曲线：

式中：为第i辅助测点和主测点的相位差频率曲线；angle()为取复数辐角主值操作，表示第i辅助测点和主测点间监测信号互功率谱，ω为角频率。

步骤S5中各辅助测点与主测点的空间自相关系数频率曲线，具体为采用如下算式计算空间自相关系数频率曲线：