一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。其包括將多臺采集裝置布設(shè)在待勘探區(qū)域，且相鄰測點(diǎn)公共電極點(diǎn)共用同一電極；對同向延伸各道觀測結(jié)果分別進(jìn)行常規(guī)處理獲取常規(guī)觀測曲線，對所有測點(diǎn)的時間序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相鄰兩點(diǎn)、三點(diǎn)至全部點(diǎn)同一電場分量相加以求出平均值，即求出拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)電場分量序列；用該電場分量分別作為觀測場值而進(jìn)行功率譜分析及阻抗張量估算即得同一記錄點(diǎn)的一系列拓?fù)溆^測曲線；繪制同一記錄點(diǎn)單頻點(diǎn)電阻－極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求取該點(diǎn)該頻率電阻率值；重復(fù)上一步驟至完成所有記錄點(diǎn)的所有頻點(diǎn)的編輯工作。本發(fā)明專利技術(shù)的方法可獲得更貼近實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造觀測結(jié)果。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種地球物理勘探方法，特別是涉及一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。
技術(shù)介紹
大地電磁法是一種重要的勘探地球物理方法，主要應(yīng)用于能源、金屬礦產(chǎn)、地下水、工程及海洋資源勘探等眾多領(lǐng)域，并且種類繁多，其中目前應(yīng)用最為廣泛的是頻率域大地電磁法。這種方法所采用的主要觀測裝置是在待勘探區(qū)域的表面沿南北和東西方向或兩個相互垂直的其它方向各設(shè)置一對靜態(tài)電場觀測電極、兩個與上述兩個電場觀測電極相對應(yīng)且相互垂直的磁探頭和一個鉛垂方向的磁探頭以及一個與上述電極、探頭相連的采集裝置，由此測得地下介質(zhì)的垂向變化，從而給外部作業(yè)施工帶來諸多方便，同時提高了生產(chǎn)效率。但是，這種已有技術(shù)的頻率域大地電磁法存在下列問題當(dāng)觀測電極附近存在地表不均勻體時，由于在電磁場作用下其接觸面上會產(chǎn)生積累電荷，而積累電荷產(chǎn)生的附加電場又改變了地下介質(zhì)分布所引起的平面電磁波地表電場分量，對于不同頻率來說，地表電場在這一界面上產(chǎn)生的積累電荷與其電場強(qiáng)度成正比，因而其必然會產(chǎn)生對應(yīng)頻率的附加電場，由于觀測裝置與不均勻體界面的相對位置在觀測期間固定不變，因此對于所有頻率而言，各自電場分量所產(chǎn)生的附加電場與對應(yīng)的地表電場分量成正比，且這一比例因子為與頻率無關(guān)的常數(shù)(實(shí)數(shù))，故其影響便是使電阻率曲線產(chǎn)生整體平移，即產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)。這一效應(yīng)可使橫向連續(xù)的地電地質(zhì)體出現(xiàn)電性假異常，使本應(yīng)連續(xù)的地質(zhì)體被縱向斷裂而分成多個單元，從而給處理解釋及綜合分析帶來難以克服的困難，結(jié)果常常使最終資料中的斷裂與實(shí)際存在出現(xiàn)矛盾。另外，在現(xiàn)有的改正方法中，由于已知資料的局限性往往又會使一些實(shí)際存在的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象因校正過度而被掩蓋掉。此外，由于常規(guī)處理方法無法消除靜態(tài)干擾，同時受計(jì)算能力的限制，為了利用快速傅氏變換等節(jié)省計(jì)算資源的計(jì)算方法，在觀測頻點(diǎn)選擇上采用了在對數(shù)坐標(biāo)上均勻分布的頻點(diǎn)進(jìn)行處理，這樣就會造成垂向分辨率降低的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為了解決上述問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種能夠去除靜態(tài)效應(yīng)且可提高垂向分辨率的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1)將多臺采集裝置以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點(diǎn)公共電極點(diǎn)共用同一電極；(2)對每一道觀測結(jié)果分別進(jìn)行常規(guī)處理，以獲得各點(diǎn)的常規(guī)觀測曲線；(3)對所有觀測點(diǎn)的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相鄰兩點(diǎn)、三點(diǎn)、四點(diǎn)直至全部點(diǎn)的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列；(4)用上述求出的拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列分別作為觀測場值而進(jìn)行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點(diǎn)的一系列拓?fù)溆^測曲線；(5)繪制同一記錄點(diǎn)單頻點(diǎn)電阻-極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出該點(diǎn)該頻率電阻率值；(6)重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點(diǎn)的所有頻點(diǎn)的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。所述的步驟4中的功率譜分析采用級聯(lián)分樣技術(shù)進(jìn)行抽樣，然后提取周期為2iT0的基準(zhǔn)頻點(diǎn)，其中T0為32倍采樣間隔，i為分樣級數(shù)，再在2iT1～2i+1T1間利用抽樣結(jié)果作時間等間距加長周期進(jìn)行傅氏變換，只求取8次諧波作為加密功率譜，即可提高垂向分辨率。本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法是采用拓?fù)涮幚韥砣コo態(tài)效應(yīng)，同時利用將觀測周期等間距加長的方法來提高垂向分辨率，從而可以獲得更貼近實(shí)際的地質(zhì)效果，使觀測結(jié)果能夠更直觀地反映出地下綜合信息，并且可以去除假異常的存在和干擾。附圖說明圖1為本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的主要觀測裝置布設(shè)示意圖。圖2為本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的觀測裝置單向布置及同向電場分量拓?fù)涮幚砭W(wǎng)絡(luò)示意圖。圖3為本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的級聯(lián)分樣技術(shù)示意圖。具體實(shí)施例方式如上所述，產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的最根本原因是觀測裝置的空間位置固定不變，因此當(dāng)我們用不同的觀測裝置觀測響應(yīng)最佳的頻率段(或某一頻率)時，由于觀測裝置的改變就會使不均勻體界面的積累電荷所產(chǎn)生的附加電場減小或消除，同時，這種影響將不會出現(xiàn)在整個觀測頻段而影響整支曲線。因此本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法就是利用連續(xù)剖面觀測時的時間觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)涮幚恚詫?shí)現(xiàn)采用最優(yōu)觀測裝置獲取對應(yīng)頻段的觀測結(jié)果。下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進(jìn)行的下列步驟(1)如圖1所示，將多臺采集裝置1以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點(diǎn)公共電極點(diǎn)共用同一電極2；(2)對每一道觀測結(jié)果分別進(jìn)行常規(guī)處理，以獲得各點(diǎn)的常規(guī)觀測曲線；(3)如圖2所示，對所有觀測點(diǎn)的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相鄰兩點(diǎn)、三點(diǎn)、四點(diǎn)直至全部點(diǎn)的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列，具體方法如下①以記錄點(diǎn)n為中心，將原始觀測值計(jì)作(n，0)，兩邊同時各加一個點(diǎn)拓?fù)渖梢恍曼c(diǎn)計(jì)作(n，1)，各加i個點(diǎn)拓?fù)渖傻男曼c(diǎn)計(jì)作(n，i)，依次類推而得到一拓?fù)潼c(diǎn)序列電場分量 E(n,i)=Σk=-ik=iE(n-k)1+2i,(i≥0)]]>②以記錄點(diǎn)n與n+1兩點(diǎn)求平均得加密點(diǎn)計(jì)作n+0.5，以此兩點(diǎn)為中心，兩邊同時各加一個點(diǎn)拓?fù)渖梢恍曼c(diǎn)計(jì)作(n+0.5，1)，各加i個點(diǎn)拓?fù)渖傻男曼c(diǎn)計(jì)作(n+0.5，i)，依次類推而得到一加密拓?fù)潼c(diǎn)序列電場分量E(n+0.5,i)=Σk=0k=iE(n-k)+Σk=0k=iE(n+1+k)2+2i,(i≥0)]]>(注以上兩公式是對等點(diǎn)距且同一直線剖面而言，對于同一直線剖面不等點(diǎn)距來說應(yīng)取點(diǎn)距加權(quán)平均計(jì)算。)(4)用上述求出的拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列分別作為觀測場值而進(jìn)行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點(diǎn)的一系列拓?fù)溆^測曲線；其中功率譜分析采用如圖3所示的級聯(lián)分樣技術(shù)進(jìn)行抽樣，然后提取周期為2iT0的基準(zhǔn)頻點(diǎn)，其中T0為32倍采樣間隔，i為分樣級數(shù)，再在2iT1～2i+1T1間利用抽樣結(jié)果作時間等間距加長周期進(jìn)行傅氏變換，只求取8次諧波作為加密功率譜，即可提高垂向分辨率。傅氏變換公式如下X(k)=Σn=0n=N-1x(n)WN8nk=i32l+mWN=e-jωω=2ΔTN·N]]>N為變換樣品數(shù)，32≤N＜64且為偶數(shù)；ΔTN為對應(yīng)于采樣點(diǎn)數(shù)N的采樣間隔；k為頻點(diǎn)號；i抽樣級數(shù)；m為i級抽樣段的加密頻點(diǎn)序號；l為加密頻點(diǎn)延長時域間隔。(5)繪制同一記錄點(diǎn)單頻點(diǎn)電阻-極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出該點(diǎn)該頻率電阻率值；(6)重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點(diǎn)的所有頻點(diǎn)的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。上述處理只闡述了一個方向的電場分量，對于另一方向的電場分量來說，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化觀測時處理方法完全相同。對本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法，其特征在于：所述的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：（１）將多臺采集裝置以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點(diǎn)公共電極點(diǎn)共用同一電極；（２）對每一道觀測結(jié)果 分別進(jìn)行常規(guī)處理，以獲得各點(diǎn)的常規(guī)觀測曲線；（３）對所有觀測點(diǎn)的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進(jìn)行相鄰兩點(diǎn)、三點(diǎn)、四點(diǎn)直至全部測點(diǎn)的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列； （４）用上述求出的拓?fù)潼c(diǎn)及加密拓?fù)潼c(diǎn)的電場分量序列分別作為觀測場值進(jìn)行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點(diǎn)的一系列拓?fù)溆^測曲線；（５）繪制同一記錄點(diǎn)單頻點(diǎn)電阻一極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出 該點(diǎn)該頻率電阻率值；（６）重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點(diǎn)的所有頻點(diǎn)的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉俊昌，夏訓(xùn)銀，徐新學(xué)，陳高，蔡運(yùn)勝，葛云生，康同樂，
申請(專利權(quán))人：劉俊昌，
類型：發(fā)明
國別省市：12[中國|天津]