基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法與流程

本發(fā)明屬于地球物理領(lǐng)域，具體涉及一種基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法。

背景技術(shù)：

1950年杰洪諾夫（Tichonov）和1953年卡尼亞（Cagnaird）提出了基于平面電磁波理論的大地電磁測(cè)深法（MT），并逐步發(fā)展出音頻大地電磁測(cè)深法（AMT）和可控源音頻大地電磁測(cè)深法（CSAMT），統(tǒng)稱(chēng)為平面波大地電磁測(cè)深法。這些方法在地質(zhì)勘探領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。然而，當(dāng)近地表存在局部導(dǎo)電不均勻體時(shí), 在外電場(chǎng)的作用下，不均勻體表面會(huì)產(chǎn)生積累電荷, 由此產(chǎn)生一個(gè)與外電場(chǎng)成正比的附加電場(chǎng)，導(dǎo)致實(shí)測(cè)電場(chǎng)產(chǎn)生畸變，該畸變幾乎與頻率無(wú)關(guān)，造成視電阻率與頻率的關(guān)系曲線在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)中沿著電阻率軸平移，畸變通常稱(chēng)靜態(tài)效應(yīng)或靜位移。

因?yàn)榻乇砜偸谴嬖诓痪鶆螂娦泽w，所以平面波大地電磁測(cè)深法的靜態(tài)效應(yīng)不可避免。因此，為了提高測(cè)量精度，也必須對(duì)該靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行校正。目前國(guó)內(nèi)外，校正靜態(tài)效應(yīng)的方法歸結(jié)為三類(lèi)：一是對(duì)各類(lèi)地質(zhì)模型的靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行正演計(jì)算，總結(jié)其影響規(guī)律，參考校正實(shí)測(cè)資料，采用人工平移的方法校正靜態(tài)效應(yīng)；二是采用各種空間濾波、相位積分以及張量分解的方法壓制靜態(tài)效應(yīng)；三是采用沒(méi)有靜態(tài)效應(yīng)的瞬變電磁法校正靜態(tài)效應(yīng)。但是上述的校正方法，要么方法復(fù)雜且實(shí)施困難，要么校正工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作強(qiáng)度大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種方法簡(jiǎn)單可靠、校正精度高、測(cè)量直接的基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法。

本發(fā)明提供的這種基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法，包括如下步驟：

S1. 測(cè)量前，在電磁測(cè)深點(diǎn)測(cè)量電極兩側(cè)延長(zhǎng)線上供以直流電，所述供以直流電時(shí)供電極距不小于三倍的測(cè)量極距；

S2. 在直流供電時(shí)，記錄電壓穩(wěn)定時(shí)的測(cè)量點(diǎn)A的電壓值U；

S3. 在步驟S2記錄到穩(wěn)定電壓值U后停止直流供電，并記錄斷電后積累電荷產(chǎn)生的電壓U₂；

S4. 采用如下公式計(jì)算靜態(tài)校正系數(shù)k：

k=U₂/（U-U₂）

S5. 利用步驟S4得到的靜態(tài)校正系數(shù)k，采用如下公式對(duì)靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行校正：

E_c=E_m/（1+k）

式中E_c為校正靜態(tài)效應(yīng)后的電場(chǎng)值，E_m為平面波大地電磁測(cè)深時(shí)直接測(cè)量得到的電場(chǎng)值。

所述的基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法還包括如下步驟：

S6. 在每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，重復(fù)步驟S1~步驟S5，得到每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的校正靜態(tài)效應(yīng)后的電場(chǎng)值。

所述的基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法，還包括如下步驟：

S7. 根據(jù)校正后的電場(chǎng)值估算視電阻率。

本發(fā)明提供的這種基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法，通過(guò)在測(cè)量電極兩側(cè)延長(zhǎng)線上供以直流電的方式，采用直接測(cè)量總電場(chǎng)和積累電場(chǎng)的方式對(duì)平面波大地電磁測(cè)深中的靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行直接修正， 因此校正精度高，而且測(cè)量直接，方法簡(jiǎn)單可靠。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明方法的方法流程圖。

圖2為本發(fā)明中電極位置示意圖。

圖3為本發(fā)明中不均勻體存在于均勻?qū)訝罱橘|(zhì)的模型示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中電阻率為250Ω·m的高阻不均勻體導(dǎo)致靜態(tài)效應(yīng)出現(xiàn)的平面波大地電磁測(cè)深電阻率擬斷面圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例2中電阻率為10Ω·m的低阻不均勻體導(dǎo)致靜態(tài)效應(yīng)出現(xiàn)的大地電磁測(cè)深電阻率擬斷面圖。

圖6為實(shí)施例1中直流供電測(cè)得的一次電壓U₁的示意圖。

圖7為實(shí)施例1中250Ω·m的低阻不均勻體存在時(shí)直流供電觀測(cè)電壓U的示意圖。

圖8為實(shí)施例1中積累電荷產(chǎn)生的二次電壓U₂的示意圖。

圖9為實(shí)施例1中K值的剖面示意圖。

圖10為實(shí)施例2中直流供電測(cè)得的一次電壓U₁的示意圖。

圖11為實(shí)施例2中10Ω·m的低阻不均勻體存在時(shí)直流供電觀測(cè)電壓U的示意圖。

圖12為實(shí)施例2中積累電荷產(chǎn)生的二次電壓U₂的示意圖。

圖13為實(shí)施例2中K值的剖面示意圖。

圖14為實(shí)施例1中校正靜態(tài)效應(yīng)后視電阻率擬斷面圖。

圖15為實(shí)施例2中校正靜態(tài)效應(yīng)后視電阻率擬斷面圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本發(fā)明方法的方法流程圖：本發(fā)明提供的這種基于平面波電磁測(cè)深的靜態(tài)效應(yīng)校正方法，包括如下步驟：

S1. 測(cè)量前，在電磁測(cè)深點(diǎn)測(cè)量電極兩側(cè)延長(zhǎng)線上供以直流電，所述供以直流電時(shí)供電極距不小于三倍的測(cè)量極距（具體如圖2所示）；

S2. 在直流供電時(shí)，記錄電壓穩(wěn)定時(shí)的測(cè)量點(diǎn)A的電壓值U；

S3. 在步驟S2記錄到穩(wěn)定電壓值U后停止直流供電，并記錄斷電后積累電荷產(chǎn)生的電壓U₂；

S4. 采用如下公式計(jì)算靜態(tài)校正系數(shù)k：

k=U₂/（U-U₂）

S5. 利用步驟S4得到的靜態(tài)校正系數(shù)k，采用如下公式對(duì)靜態(tài)效應(yīng)進(jìn)行校正：

E_c=E_m/（1+k）

式中E_c為校正靜態(tài)效應(yīng)后的電場(chǎng)值，E_m為基于平面波大地電磁測(cè)深時(shí)直接測(cè)量得到的電場(chǎng)值；

S6. 在每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，重復(fù)步驟S1~步驟S5，得到每一個(gè)測(cè)量點(diǎn)的校正靜態(tài)效應(yīng)后的電場(chǎng)值；

S7. 根據(jù)校正后的電場(chǎng)值估算視電阻率。

如圖3所示為本發(fā)明中不均勻體存在于均勻?qū)訝罱橘|(zhì)的模型示意圖：模型參數(shù)設(shè)計(jì)如下：測(cè)線長(zhǎng)3500m，點(diǎn)距100m，共布置36個(gè)測(cè)點(diǎn)。上層地層電阻率為50Ω·m，厚度450m；第二層地層電阻率為 200Ω·m，厚度1150 米；下層地層電阻率為500Ω·m，厚度延伸較大。在上層地層里程為0m的位置正下方近地表設(shè)置一導(dǎo)電不均勻體，以黑色填充體表示。假設(shè)不均勻體為高阻時(shí)，設(shè)其電阻率為250Ω·m，不均勻體為低阻時(shí)，設(shè)其電阻率為10Ω·m，不進(jìn)行靜態(tài)校正直接進(jìn)行正演，得到視電阻率擬斷面圖；如圖4、圖5所示，從等值線的變化可以看出，視電阻率值受靜態(tài)效應(yīng)的影響嚴(yán)重。當(dāng)近地表不均勻體為低阻時(shí)，其所在位置下方各頻點(diǎn)視電阻率偏低，擬斷面表現(xiàn)為下凹; 當(dāng)近地表不均勻體為高阻時(shí)，其所在位置下方各頻點(diǎn)視電阻率偏高，擬斷面表現(xiàn)為上凸。

將本發(fā)明的方法應(yīng)用到上述實(shí)施例中，測(cè)量電極距為100m，供電電極距選擇300m，供電電流10A，進(jìn)行剖面觀測(cè)。當(dāng)導(dǎo)電不均勻體電阻率為250Ω·m時(shí)，觀測(cè)電壓U、一次電壓U₁、二次電壓U₂、以及k值的剖面圖如圖6~圖9所示；當(dāng)導(dǎo)電不均勻體電阻率為10Ω·m時(shí)，觀測(cè)電壓U、一次電壓U₁、二次電壓U₂、以及k值的剖面圖如圖10~圖13所示。將k值應(yīng)用到平面波大地電磁測(cè)深校正靜態(tài)效應(yīng)。經(jīng)靜態(tài)校正后的低阻、高阻靜態(tài)效應(yīng)擬斷面圖如圖14和圖15所示，從圖中可以看出低阻下凹、高阻上凸的靜態(tài)畸變得到校正，視電阻率擬斷面圖與圖3模型相吻合。