地中电偶极源极低频电磁场的分布与传播特征

利用层状大地中偶极源响应的正演算法,计算地中电偶极源激发的极低频地震电磁场并分析其在地球环境下的传播特征.设计了多个水平层状地球模型,分别模拟和展示了深埋地中的电偶极源的响应和空间分布特征.重点分析了含地壳波导+LAI波导模型的高阻大地中,倾斜电偶极源激励响应随观测点的偏移距和垂直位置、激励源深度、地壳波导结构和参数变化时各场量响应的幅频特征.研究表明,用倾斜电偶极源模拟和分析高阻大地中孕震电磁辐射的响应及在大地电磁系统中的传播特性是可行的;模拟的高阻大地中的电磁辐射在地壳波导和LAI波导中均表现有慢衰减或幅值增强特性,但两个波导效应具有不同的频率选择性;高阻大地中的电磁辐射在波导的高阻介质中具有幅值强、衰减慢的特点.建议在高阻地层出露的地表、井中或海底的高阻岩层中以及大气层中布设测站.

常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场的精确和有效解

地平面上方偶极源的电磁场可以分解成直达波场、镜像波场和Somm erfeld型积分三部分之和。应用圆柱波函数的球面波展开式和超几何函数理论,常阻抗地平面上方垂直电偶极源电磁场中的Somm erfeld型积分被表达成圆柱波函数(表面波模)与快速、绝对收敛的球面波函数集展开式之和;其级数展开式的系数是以表面阻抗为宗量的勒让德函数。该展开式数学物理意义明显,并且便于计算,它是此类Somm erfeld半空间问题的精确、有效解答。

地表上方电偶极源响应特征研究

采用麦克斯韦方程的解析解对位于地表上方一定高度处的电偶极源响应进行研究。设计了五种不同参数的地球模型,分别模拟均匀的湿混凝土、干混凝土、湿泥土、干泥土和水媒质,用于分析不同媒质条件下天线与地面间电磁场的响应特征。通过对不同介质模型条件下天线不同离地高度时的电磁响应的计算和分析,得到了一些重要的认识,对探地雷达天线系统的设计具有指导意义。

水平电偶极源层状模型垂直磁场全区视电阻率计算方法

利用水平电偶极源层状模型电磁场公式系统计算了不同收发距、不同层状地电模型的电磁场分量,给出了由循环互相关法辨识出频率响应,并计算全区视电阻率的方法。利用水平电场Ex分量和垂直磁场Hz分量计算了全区视电阻率,与层状模型大地电磁测深卡尼亚视电阻率和可控源音频大地电磁测深卡尼亚视电阻率进行比较,水平电场Ex分量和垂直磁场Hz分量全区视电阻率均能很好地反映出地电特征,且垂直磁场Hz分量全区视电阻率与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率在低频段有相似的频率响应特征。对于大埋深基底,Hz分量全区视电阻率在小收发距条件下就能有较好的响应。垂直磁场分量进入近区的频率低于水平电场进入近区的频率,更有利于在小收发距条件下进行大深度勘探。

位移电流在偶极源电磁测深中的影响研究

采用基于电型源和磁型源的矢量势导出了在电偶极源激励下的层状地球中的频率域电磁响应的表达式;并通过G-S逆拉氏变换在时间域中对其结果进行了验证。研究了K、H型三层地电模型,得出忽略位移电流时使得垂直磁场Hz振幅、相位观察值增大,而在高频时忽略位移电流对水平电场Ex振幅和相位几乎没有任何影响。在K型的地电模型的Hz计算中,高阻层越厚,忽略位移电流就对计算结果产生影响的起始频率越小。而在H型模型中,忽略位移电流的影响出现的起始频率与低阻层的厚度变化没有关系。

电偶源瞬变电磁测深研究(四)——瞬变电磁测深视电阻率

给出了由电偶源垂直磁场Ｈｚ（ｔ）计算全区（期）视电阻率的数值计算方法；将时间范围扩展到几十秒，以满足大偏移距（ｒ）探测大深度的需要。模拟计算结果显示，全区视电阻率能清晰地反映地电断面的结构。

有限长接地导线源电磁场三维正演研究

长接地导线源的一维解析解可以通过对电偶极源解沿导线方向积分获得,而三维模型中则难以直接加载。这里将长接地导线源看作多个电偶极源的组合,利用交错采样有限差分法,进行了直接计算电场总场的有限长接地导线源电磁场三维正演研究,并验证了算法的正确性。正演模拟时为消除场源奇异性,用电流密度呈伪delta函数分布的等效源来代替点源。

井中垂直双极源体积分方程法三维模拟研究

类比水平方向电偶极源和垂直方向磁偶极源电磁场求解的原理,又利用偶极沿电流方向积分是双极原理,推导出地下均匀半空间中垂直双极源电场和磁场解析计算公式.采用体积分方程法对井中垂直双极源电磁响应进行了三维模拟.它对提高井中垂直双极源圈定储层范围的精度有着非常重要的意义,同时也为井中垂直双极源三维反演问题奠定了基础.

测量磁场水平分量H y的电性源广域电磁测深法

基于层状大地表面水平电偶极源电磁场公式系统,提出了比值法获取H y分量全区视电阻率计算公式。计算了层状地电模型多个收发距的电磁场各场分量E x、H y、H z,并用这三个场分量计算了全区视电阻率,以及E x/H y卡尼亚电阻率,并与模型的MT卡尼亚电阻率频谱曲线进行对比。发现H y全区视电阻率在赤道装置和轴向装置的广大区域对地电模型均有较好的响应,可进行单分量广域电磁测深。轴向装置H y全区视电阻率与赤道装置垂直磁场H z全区视电阻率相似,在低频段与层状模型大地电磁测深卡尼亚电阻率有相似的频率响应特征,在较小收发距条件下对大埋深基底就能有较好的响应。赤道装置和轴向装置测量的水平电场E x分量全区视电阻率在低频区均会进入“饱和”区。对于各电阻率定义方法,合适的收发距是较好地反映出地电特征深度变化的前提,多收发距测量有利于揭示深部电性特征。

利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究

介绍了一种新的全区视电阻率计算方法。该方法利用连分式迭代求解非线性方程技术 ,直接对均匀半空间电偶源瞬变电磁法观测的垂直磁场与电阻率的非线性方程直接求解。利用该数值方法对层状介质进行了理论计算。数值计算结果表明 。

海洋油气勘探中电磁法频率域2.5维正演研究

以南海某海盆为背景,根据地震资料圈定靶区,用2.5维频率域正演程序进行数值模拟,用距海底150 m的水平电偶极子源激发0.01~1 Hz的低频电磁波,海底沉积层的异常区域填充海水、油和气等不同电阻率介质,采用沉底式观测装置观察其沿偶极方向的电场响应。结果表明,海洋2.5维频率域电磁法可以较为清晰地区分海底油气和水等高阻异常,将不同发射频率的电场响应等值线图叠放在一起,可以确定在一定电阻率假设下,分辨率最好的发射频率。与三维电磁法和一维电磁法相比较,2.5维正演在有效性和效率方面都有较大的优势,可为以后实际海洋油气勘探工程实践提供技术指导和设计参考。

半航空频率域电磁测深2.5D正演模拟中几个关键问题

基于伪随机发射的半航空频率域电磁测深方法具有信号强、采集速度快、成本低廉的勘探优势,近年来得到迅速发展,实际应用取得了较好的勘探效果.本文针对该领域在2.5D数值模拟中存在的一些核心问题.采用有限单元数值方法,分析讨论了电偶源加载方式、网格剖分、边界处理、观测区域、以及感应磁场随收发距和频率的分布特征.模型计算表明,采用均匀网格剖分、增加吸收边界条件能够提高有限单元法模拟精度.发现电偶极场源和长导线场源产生的感应磁场三分量Hx、Hy、Hz的场值在距离地面20 m的空气中具有如下特征:(1)当场源为电偶极源时,Hy对异常不敏感,而Hx和Hz及其转换的视电阻率异常特征明显,Hx在低阻体上方表现为“高阻特征”,且低频段特征比高频段特征明显;Hz的异常比较复杂,在AB偶极源中垂线两侧的异常会出现“对称特征”:左侧的低阻体特征为“先低后高”,右侧的低阻体为“先高后低”,左侧的高阻体特征为“先低后高”,右侧的高阻体为“先高后低”.(2)当场源为供电长导线时,感应磁场三分量对异常体都有反映,Hx异常特征复杂,Hy和Hz特征明显,低阻体上方表现为低场值特征,高阻体上方表现为高场值特征,Hz的异常特征强于Hy.接地电磁场源的偶极长度影响电磁场特征,特别是感应磁场三分量影响较大,且有限单元法的网格、边界也会影响电磁场特征.当场源为偶极电源时,感应磁场Hx特征明显,而Hy特征不敏感,Hz异常明显但特征比较复杂.本次研究丰富了非理想电偶极源(近似点源)时一些电磁场特征,为半航空电磁法的发展提供科学依据.

一种有前景的辐射EMI测试方法—用GTEM小室做EMI测试

文中简介了用GTEM小室做电磁兼容辐射EMI测试的方法、概念、现状和实际测试结果。通过对电偶极源,磁偶极源和一个实际雷达分机在GTEM室和开阔场的实际测试,证实了用GTEM室做辐射EMI预测试或预测试的可行性。