EH4电磁成像系统在西南含盐含石膏隧洞勘察中的应用探析

本文介绍了EH4电磁成像系统的原理、工作方法和资料处理,通过EH4电磁成像系统在云南禄丰黑井隧洞勘察中的应用实例,提出该方法可以应用在含盐和石膏隧道勘察中,在勘查地质构造、岩石破碎带和含盐、含石膏地层方面有很好的效果,为这类隧道勘察提供了科学依据。

大视场龙伯透镜电磁成像超分辨算法

现有的反射面电磁成像系统体积庞大,无法满足机载、车载、无人机等应用平台要求。针对此类问题,研究了龙伯透镜的结构特性和成像特性,设计了大视场龙伯透镜电磁成像系统,利用空不变成像特性进行超分辨图像处理,实现了快速、大视场、宽频带、高分辨电磁辐射源分布成像。计算了口径300 mm带球核分层龙伯透镜参数,仿真了4~18 GHz龙伯透镜焦弧面场强分布,验证了龙伯透镜空不变的成像特性及其超分辨算法的有效性。实验对比了抛物反射面电磁成像系统和本文龙伯透镜电磁成像系统的体积、成像范围、源数目和分辨率,结果证明了本文系统的优越性,同样分辨率下,达到了方位角及俯仰角均为40°的大视场范围。

基于ZYNQ的电磁成像系统

文章使用ZYNQ开发板设计了一套基于电磁感应理论的成像系统。该系统使用8个铜制线圈组成阵列传感器,以Xilinx公司研发的ZYNQ-7000来设计单通道高速数据采集系统。采用14位的AD9240作为模数转换芯片,同时以AD9767与AD9240形成回路以检测激励信号。系统的最高采样率能达到32MSPS,可以满足成像过程对于采样率的需求。外围电路与FPGA之间通过SPI总线通信,并利用Vivado和SDK软件进行联合开发,利用相敏检波算法对采集到的信号进行幅值与相位的分离与提取。通过对阵列传感器检查范围内放置金属样品进行成像实验,从实验结果中可以看出,论文所设计的系统可以满足准确采集电磁信号,并可利用采集信号进行电磁层析成像。

基于自动正则化的井间电磁成像方法

通过井间电磁技术能够获得井间的高分辨率电阻率成像,对于监测井间流体的变化和提高油气采收率意义重大。采用基于乘积性代价函数的自动正则化高斯牛顿法,实现了严格意义上的2.5维井间电阻率成像。对于层状地层和有电阻率异常体的地层,电阻率成像测试能够实现精确的井间电阻率成像。将正则化参数与每次迭代的数据代价函数联系起来,保证正则化参数自动随迭代次数减小且在噪声水平自动停止,避免了过拟合问题。将井间电阻率成像算法用于西南某区块测量的井间电磁测试数据的正反演,成像结果与两口井的电阻率曲线符合良好,验证了该仪器及其井间电阻率成像算法的有效性。

基于电磁成像的地下管线三维测绘技术研究

随着城市化进程的加快,城市地下管线的复杂性也在不断提升,这也使得传统测绘技术在管线测绘方面的挑战越来越大,难以满足现代城市建设和管理的需求。基于此,寻找更加精确、高效的测绘方法至关重要。电磁成像技术作为一种新兴的测绘手段,具有较高的精度和广泛的应用前景,能够有效克服传统技术的不足,在管线测绘方面有较为广阔的应用前景。本文将就地下管线三维测绘中基于电磁成像的技术展开研究。

小江断裂带东川—寻甸段大地电磁成像及深部孕震环境

小江断裂带是青藏高原物质向东南方向逃逸的东边界中的一段,具有较强的地震活动性.小江断裂带东川—寻甸段经历过三次6.5级以上强震,对其深部电性结构的探测,可以为研究三次历史强震的深部孕震环境提供重要依据.大地电磁成像结果显示研究区下地壳存在显著的高导结构,可能含有较高比例的熔融物质,具有较低的强度/黏度.小江断裂带在深度10 km表现为明显的结构边界,有利于断裂带的剪切变形.断裂带上的强震可能主要受上地壳高阻结构的控制.上地壳中,小江断裂带东支断裂在田坝随高阻结构向南转折;功山地区东支断裂两侧的高阻体紧靠.两个条件共同阻碍了东支断裂在局部的左旋走滑及地震破裂的传播.小江断裂带西支断裂在嵩明以北表现为上地壳三个高阻体之间的边界,坚硬的高阻体相互接触可能使断层局部存在阻碍断层走滑的构造,为强震的发生提供必要的结构条件.

基于人工神经网络的瞬变电磁成像方法

瞬变电磁法(transient electromagnetic method,TEM)目前常用的解释方法是采用全区视电阻率参数,其涉及的公式复杂,迭代过程繁琐耗时。本文分析TEM数据特征,引入人工神经网络(ANN),实现了瞬变电磁拟电阻率成像。设计多隐层BP神经网络,利用瞬变电磁解析方法计算出响应幅值,作为拟电阻率的映射参数参与网络训练,再使用训练集外的新数据来测试训练后的网络。构建了均匀半空间、一维层状模型,验证神经网络的正确性和适应性,对三维地电模型进行了成像。结果表明:神经网络计算的拟电阻率能够反映出地电模型的目标体异常,网络成像结果准确度较高。最后,利用神经网络算法处理实测数据,进一步说明神经网络成像可以作为资料解释的依据。该研究证明了人工神经网络在瞬变电磁成像上的可行性,为瞬变电磁成像提供了一种新的思路。

EH4电磁成像系统在青羊厂铜矿勘查中的应用

青羊厂铜矿矿体受构造破碎带控制,矿区找矿目标明确,地质体电性差异较大,适合开展电磁测深工作。通过在矿区使用EH4电磁成像系统进行物探勘查,了解了成矿构造破碎蚀变带的空间展布情况以及构造围岩的电阻率特征。仪器系统的野外布置规范合理,测量过程以张量观测模式进行。数据处理过程中对时间序列着重处理,优化了反演数据质量,选择TE模式成图减小了静态和地形影响。根据电性差异,推测了含矿构造破碎蚀变带的宽度及深部形态,对低阻破碎带进行钻孔验证,5个钻孔均取得了良好的找矿成果,推测的构造破碎带与矿体形态契合度较好。EH4电磁成像系统适合在构造控矿的矿山进行矿体勘查,能有效指导钻探工程的实施。

电磁成像系统在煤矿中的应用研究

EH4电磁成像系统是一套双源型电磁法数据自动采集和处理的物探系统 ,它是MT和CSAMT的结合体 ,适合地面 2D连续EMAP张量式电导率测量。本文介绍了EH4电导率成像系统的原理、特点和该系统初次在煤矿进行的采空区、断层和钻孔位置等物探实例及其效果。

井间电磁成像系统应用研究

井间电磁 (EM)成像系统的技术目标是实现井间电学特性的直接测量 ,并提供井间电阻率的二维及三维图像 .从 1 997年开始 ,胜利油田与美国EMI公司合作 ,开展了EM技术的应用与研究 ,主要是通过大型、系统的现场试验 ,在大井间距的条件下 ,进一步验证仪器的性能 ,进行油藏研究的适用性和可行性分析 ;以系统的现场实测数据为依据 ,加快成像处理方法和软件的开发 ;开展穿透金属套管井的EM试验 ,探讨金属套管条件下的电阻率成像方法。两年来 ,利用EMI提供的XBH2 0 0 0型测量系统 ,对胜利油田典型的低电阻率砂泥岩剖面 ,成功地进行了 3对井、1 0个井次的试验。试验证明了仪器性能的可靠 ,取得了测量重复性好、系统完整的井间EM数据 .并反演得到电阻率成像 ,在分析井间油气分布和油层开采动态方面 。

EH4电磁成像系统在金矿勘查中的应用

EH4电磁成像系统是目前国内外较为先进的电磁法勘探仪器,具有勘探深度大、成果反应直观、轻便高效等特点。笔者介绍了该方法的工作机理及在金矿找矿中可能解决的地质问题。通过河北、黑龙江等地金矿勘查的实例,说明了其在金矿勘查中的应用效果。

EH-4电磁成像系统在隐伏构造探测中的应用

EH-4电磁成像系统具有勘探深度大、反映成果直观、轻便高效等优点。本文介绍了EH-4电磁成像系统的基本原理、数据采集和数据处理方法,及其在云南西部探测构造深部延伸情况的应用。实践证明,EH-4技术在探测构造深部延伸的应用方面是有效的。

井间电磁成像的迭代反演算法

提出一种基于逐次逼近解法的选代反演算法，对并间地层电导率的构造进行成像．该方法用一阶Ｂｏｒｎ近似将积分方程线性化，得到对电导率分布的初始估计，在选代反演中用高阶Ｂｏｒｎ近似对井间地层电导率构造进行更精确的估计．应用该方法还可以对井间电子率分布进行二次成像，从而使成像分辨率更为准确．数值计算结果表明，这种迭代反演算法与基于Ｂｏｒｎ近似、二阶Ｂｏｒｎ近似和扩展Ｂｏｒｎ近似的反演算法相比提高了成像分辨率，且计算效率相当．

EH4电磁成像系统在杭州湾地区晚第四纪地层中的应用

超音频电磁—大地电磁测深法(EH4)具有不受高阻层屏蔽影响、性能稳定、轻巧便携、操作方便、施工简单和成本低廉等优点,非常适合浅层地质勘探。本文以杭州湾南岸新湾地区的EH4电磁勘探测量结果为例,论述了它在晚第四纪地层基底识别、岩性和沉积相划分、储层和天然气层判别等方面的应用结果。研究表明,EH4电磁成像系统获得的新湾地区晚第四纪地层电阻率—深度剖面,能够详细地反映晚第四纪地层基底连续变化情况,新湾地区晚第四纪沉积层基底为一凹凸不平的不整合面,变化极其复杂。不同沉积环境下形成的沉积物类型和粒度均不同,随着沉积物粒度的减小电阻率亦减小,因而借助电阻率的变化,可以大致划分沉积物及沉积相类型。通过单点电阻率曲线和电阻率—深度剖面图,可以清楚地反映地下介质电阻率变化情况,气层厚度、气层与水层电阻率差值越大,气层在电阻率曲线上的显示越强,反之则越弱。电阻率曲线可以确定砂质透镜体的位置和分布范围,并判断出气层深度和厚度。

面向对象技术在地球物理电磁成像可视化中的应用

面向对象技术作为一门新兴、热门的程序设计技术,当前被广泛应用到大规模数值分析、各种复杂可视化研究等领域,面向对象技术包含的类型继承、函数重载机制、虚函数多态机制成为设计完整、良好的电磁成像系统非常有利的因素,电磁成像系统需要大量的功能单元,数据的可视化需要功能完整的成像功能,这些需要都可以由面向对象技术中的对象得以表示、完成,另一方面,电磁成像系统的可视化优良性决定了地球物理电磁勘探结果的正确性,因此,十分有必要设计良好的电磁可视化系统,基于上述目的,本文基于面向对象技术,采用C++语言讨论了设计地球物理电磁成像系统可视化的方法结构,阐述了成像系统可视化设计中涉及的重要内容,并简述本文设计的可视化系统的应用。

井间电磁成像测井的应用研究与现场试验

井间电磁成像测井是实现井间电阻率信息的直接测量 ,以提供反映井间构造、储层和油、气、水分布的二维乃至三维的电阻率图像。它不仅是传统测井技术的重大发展 ,而且也将引发油藏研究工作的革命性变化。自 1 997年起 ,胜利油田与美国 EMI公司开展此项技术应用方法的合作研究 ,主要是在 EMI公司多年研究形成的软、硬件技术的基础上 ,以油田地质应用为研究目的 ,进行现场工业性试验。其内容 :在大井间距条件下 ,进一步验证仪器性能 ;分析应用于油藏研究的可行性和适用性 ;以系统、完整的现场实测数据为依据 ,加快处理、解释方法和软件的开发 ;开展穿透金属套管的系统试验 ,探讨金属套管条件下的电阻率成像方法 ,促进井间电磁成像测井技术走向实用化。为此 ,利用 EMI公司提供的XBH2 0 0 0型仪器 ,分别在孤岛、埕东油田的 3对井中 ,成功地进行了 1 0个井次井间电磁成像工业性试验。试验是选择在对于井间电磁技术难度大的条件下进行的 :一是地层为典型的低电阻率剖面 ,地层背景电阻率仅为 1 .5～ 2Ω· m,地层对电磁能量的衰减作用很大 ;二是进行穿透一层和二层金属套管的系统试验。 3次试验达到了预期目的 ,不仅证明仪器性能的稳定和可靠 ,并首次在世界范围内取得井间距达 434m(裸眼井—裸眼井 )和 1 5 0 m(

遗传算法在二维电磁成像病态方程求解中的应用研究

病态方程的计算是电磁成像中一个难以避免但又迄今未得到有效解决的难题。遗传算法以其强大的搜索寻优功能为该难题的解决提供了一种新的途径。分析了将遗传算法应用于电磁成像反演计算中的可能性和优势 ,并通过两个数值计算举例 ,一个用遗传算法计算病态线性方程组 ,一个用遗传算法计算 TM入射波下的二维微波成像 ,证明遗传算法用于电磁成像中计算病态方程是可行和有效的。

高精度电磁成像技术及其工程应用

针对长大深埋输水隧洞轴线周围的隐伏断层的空间发育,地下水活动与赋存等工程地质与水文地质等问题,在陕西省引红济石调水工程的地质勘探中,利用EH4张量电导率测量系统,采用电磁反演成像技术,重构目标体地下空间形态,对工程区域进行精细勘探,取得了较好的应用效果。该方法与传统的地球物理勘探方法比较,在勘探的深度和分辨率上均有较大提高,且快速。具有更高的稳定性和准确性。

电磁成像数据采集板设计

基于多年应用EH4系统的经验,采用最新的电子技术和计算机技术,进行了六通道电磁成象数据采集板的功能设计.本文阐述了电磁成像数据采集板设计的思想和实现方法,并介绍了采集板的功能和特点.

水平层状介质下瞬变电磁成像方法

为提高瞬变电磁法的对地探测精度,从瞬变电磁场的传播特性和电磁响应特性两个角度考虑,提出了瞬变电磁成像方法:由野外实测磁场感应数据,经过反褶积和线性数字滤波求出波阻抗;用线性规划法求出每一微层走时所对应的反射系数序列,并以此为参数绘制成像结果图.对理论模型和实例资料的成像处理结果表明,采用瞬变电磁成像方法的成像处理结果比常规的瞬变电磁视电阻率处理剖面清晰、直观,大大增强了由瞬变电磁资料识别地下电性层状分界面的能力.