三维电磁偏移数值滤波器实现及参数分析

基于满足扩散方程的电磁偏移场解析式,推导了能够应用于实际数据处理的电磁偏移数值滤波器.为了合理选取滤波器参数,本文基于偏移微分方程,构建了满足偏移微分方程的解析测试场,通过测试场与偏移数值滤波器处理结果比较,重点研究了滤波器窗口大小、采样距离、偏移深度等滤波器参数对数值偏移滤波效果的影响,确定了数值滤波器参数选择原则.考虑到实际应用,在计算偏移电导率时,本文利用背景场定义了反射函数.建立了三维典型地电模型做数值计算,利用电磁偏移数值滤波器处理模拟数据,得到了合理的目标体位置和形态.测试场比较和数值试验证明,电磁偏移成像是一种可靠稳定的电磁资料解释技术.

大地电磁偏移成像技术的研究进展及其解决复杂地质问题的能力

总结和分析了大地电磁场成像技术的研究现状 ,在Zhdanov等对偏移电磁场的研究和成像技术基础上 ,提出了改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术 ,使差分方程精度和成像分辨率有了明显的提高 ,将前人大地电磁场偏移成像的模型试验研究推进到适用于复杂地电模型和实际资料处理解释的阶段 ,并通过松辽盆地大地电磁测深资料的偏移成像处理和解释展示了该方法的有效性和实用性。

二维有限差分时间域电磁偏移

我们已推出一种二维有限差分时间域（ＦＤＴＤ）偏移算法，有限差分方法的优点在于它能很地应用于各种电导率背景模型，比较ＦＤＴＤ算法和积分方程（ＩＥ）算法的电磁偏移计算结果表明，有限差分法结果比ＩＥ结果能更好地反映电导异常，对于含有榀 的数据也可提供稳定的图像。Ｍｉｎｄｃｏ的地球物理学家们，跨跃日本的Ａｗａｊｉ岛的Ｎｏｊｉｍａ断裂带，开展了ＴＤＥＭ法工作。

短偏移瞬变电磁探测系统研究

短偏移距瞬变电磁法是近年来发展出的新方法,具有信号强、带宽大的特点,现有国际主流装备是面向传统大收发距模式设计开发的窄带系统,研发小收发距模式下的大电流宽带系统,对于推广应用新方法具有重要意义.为此,本文提出大电流快关断发射、低噪声宽频带接收设计方案,攻克超高压恒压钳位技术,自适应可变阻尼技术等核心技术.在同等条件下有效发射功率提升约2.5倍,关断时间压缩近4倍;系统时域噪声水平0.1 nT/s,工作带宽25 kHz.装备系统在增大发射电流和降低噪声的同时,拓展了系统带宽,实现了装备系统与新方法的强匹配.新装备的研发将为我国3000 m以浅矿产资源精细探测做出贡献.

电性源瞬变电磁法频-时转换的效果分析

电性源短偏移距瞬变电磁法是近年来新提出的固体矿产深部电磁探测方法之一,较传统的回线源瞬变电磁具有探测深度深、仪器轻便和分辨率高等优点。但该方法由于偏移距较短,距发射源较近,正演中的频-时转换会受到转换方法及其他工作参数的影响,进而直接影响探测结果,因此有必要开展频-时转换效果分析评价。通过对影响频-时转换的因素以及常用的四种频-时转换方法(Guptasarma线性滤波法、折线逼近法、余弦变换的数值滤波法和正弦变换的数值滤波法)在电性源短偏移距瞬变电磁正演响应计算中的对比,从计算时间和转换精度两方面分析了在不同条件下的转换效果,为一维及高维度的瞬变电磁正演计算提供频-时转换方法参考。对比结果表明:1)影响时间域瞬变电磁场正演计算(即频-时转换效果)的精度不仅和转换方法本身有关,而且也和偏移距及地下介质电阻率等参数有关;2)通过正演模拟,在低阻探测区采用折线逼近法与正弦变换的数值滤波法相对Guptasarma线性滤波法和余弦变换的数值滤波法转换精度更高,整体误差更小,而Guptasarma线性滤波法的计算速度最快,早期计算精度较高,晚期计算精度较差;在高阻探测环境中,采用折线逼近法计算精度和速度均相对较好,Guptasarma线性滤波法、正弦变换的数值滤波法及余弦变换的数值滤波转换效果均较差,特别是在晚期。因此,对于未知的探测区域,若实现高精度的电性源瞬变电磁正演计算,采用折线逼近法进行频-时转换相对效果最佳。

瞬变电磁法二维逆时偏移

本文简要介绍了电磁偏移的基本原理和低频滤波的偏移处理方法 ,并详细论述了最佳极值时刻T的求取方法。电磁偏移以斯特莱顿 -朱型积分为理论基础 ,借助于无限均匀介质中的格林函数 ,描述了似稳电磁场在下半空间的传播过程。利用电磁偏移方法处理TEM资料 ,能够较准确地确定局部导电地质体的空间位置 ,处理速度快 。

长偏移距瞬变电磁法在煤矿采空区探测中的应用

煤矿开采后遗留的采空区会对周边山体造成地面沉降、塌陷等隐患,为查明采空区的分布范围及位置等情况,以及消除这些安全隐患带来的安全问题,采用长偏移瞬变电磁法(LOTEM)对某煤矿采空区进行了探测。综合探测结果与地质资料建立了地质—地球物理模型以重点研究充水采空区、未充水采空区的电性特征,以此为依据,对研究区内多条测线以及不同深度的电阻率平面图和叠加图进行了综合分析,确定了采空区分布范围及其积水情况。

综合电磁法在凤太二里河铅锌矿深部的找矿效果分析

二里河铅锌矿是凤太矿集区中具有代表性的重要铅锌矿床之一,近些年找矿方向转向已知矿体深部及外围。根据二里河地区地质、地球物理特征,结合多年在凤太地区的综合地球物理找矿工作,分析了回线源瞬变电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法及广域电磁法在二里河地区的实际应用效果,对3种方法的特点和适用性进行总结,认为:回线源瞬变电磁法、电性源短偏移距瞬变电磁法及广域电磁法在该地区深部找矿具有可行性;回线源瞬变电磁法对于圈定矿体水平位置具有较好的效果,电性源短偏移距瞬变电磁法对低阻异常较为敏感,广域电磁法分辨率较高,同时探测深度可达到2500 m。此外针对二里河矿区的找矿工作,提出物探工作建议:采用以广域电磁法和电性源短偏移距瞬变电磁法为首选的综合电磁探测方法,同时应尽可能采用长剖面和面积性物探工作。

长偏移距瞬变电磁测深法在碳酸盐岩覆盖区落实局部构造的应用效果

详述了长偏移距瞬变电磁测深法 (LoTEM )在碳酸盐岩地区进行局部构造落实的试验与效果。选择了面积约 2 0 0km2 的湖南桑植 -石门复向斜中的四望山构造区作为试验区。工区地形复杂 ,地表地质条件以高陡构造为主 ;表层为灰岩覆盖 ,电阻率一般大于 50 0Ω·m ,目标层为志留系泥岩 ,电阻率在 10Ω·m左右 ,埋深一般为 1～ 2km。试验布设场源 2个 ,测线 8条 ,共完成物理点 2 12个。测网基本均匀 ,线距 2km ,点距 50 0m。尽管测区内文化干扰十分严重 ,由于LoTEM法具有较强的抗干扰能力 ,资料质量的优良率达到了 80 %以上 ,单点电动势曲线 1s以前可靠 ,确保了资料解释质量。通过资料处理与反演 ,获得了该区各测线的电阻率深度剖面图 ,与工区内地震剖面对比的一致性较好 ,表明该方法能在如此复杂的地区进行局部构造落实。

时移长偏移距瞬变电磁法剩余油监测方法及应用

利用长偏移距瞬变电磁法(Lowtem)水平电场分量对高阻薄层电阻率变化灵敏这一地球物理特征,开展时移长偏移距瞬变电磁法剩余油监测试验。对时移长偏移瞬变电磁法资料采用归一化残差的方法进行处理,得到的结果突出了高阻薄层电阻率的变化。试验结果表明:采用时移Lowtem方法在试验区获取的电阻率残差图、剩余油预测平面分布图与已知的勘探和开发信息相吻合,初步表明时移长偏移距瞬变电磁法对剩余油边界的探测和预测具有良好的应用前景。

地形对长偏移距瞬变电磁测深的影响研究(英文)

用基于张量格林函数的体积分方程法对三维异常体进行瞬变电磁响应的正演模拟,首先在频率域内计算电磁场分量的频率域响应,然后利用快速数字滤波技术将计算结果转换到时间域。设计和计算了水平电偶极子源激发下层状水平地层模型背景下的常见地形如山谷、山峰地形的模型,并考察分别把源和接收器放于这些地形中的瞬变电磁场响应,详细分析了这些地形对长偏移距瞬变电磁测深(LOTEM)的影响。结果表明,山谷和山峰地形对LOTEM的结果均有不同程度的影响。当电偶极子源放在山谷谷底时,地形对观测异常场的畸变非常严重;当接收器放在山谷中时,接收器处地形的影响强烈但该影响在空间和时间上只是局部的。总体来讲,不论山峰地形位于何处,其对LOTEM的影响相对较小。当地形处于发射源与接收器之间时,地形对LOTEM的影响非常小,表明在进行LOTEM勘探时,选择发射源的放置比接收器的位置更加重要,野外勘探是尽量把发射源选择在开阔的平坦位置。

大地电磁场偏移成像方法的改进与应用(英文)

本文在对电磁场成像技术进行系统研究和总结的基础上，分析综述了大地电磁场成像技术的研究现状与存在问题，进而提出了改进的有限差分法大地电磁场偏移成像技术，使差分方程精度和成像分辨率得到了提高，并对客观选取背景电导率、两种极化模式联合成像以及多参数和再次成像进行了创新研究，最后利用模型试验和实际大地电磁场资料的实例展示了该方法偏移成像的成果及其实用性。

长偏移距瞬变电磁测深甚晚期响应及视电阻率的数值计算

文中讨论了提高长偏移距瞬变电磁测深甚晚期响应计算精度及相应的全区视电阻率的计算方法。在频率域 ,利用直接数值积分结合连分式展开提高低频段响应的计算精度 ,从而提高时间域甚晚期响应的计算精度。同时 ,利用连分式渐进展开 ,将均匀半空间电阻率表示为该模型长偏移距瞬变电磁测深响应的反函数 ,利用迭代方法求出适合全时间段的全区视电阻率。数值结果表明 ,文中的方法可有效地提高长偏移距瞬变电磁测深 (甚 )晚期数据的模拟与解释精度。

地堑地形对长偏移距瞬变电磁测深的影响研究

以地堑地形为代表讨论了地堑地形对长偏移距瞬变电磁测深法 (LOTEM)的影响 ,考察了把电偶极子源放在其中不同位置时引起的瞬变电磁响应 ,数值模拟结果表明 ,当把源放在地堑中不同位置时 ,对LOTEM产生的影响程度也不同 ,其中以源放在地堑下坡处影响最大 ,放在上坡处影响最小 ,放在中间 (台地 )的影响介于其间。所有的情况都表明 ,无论把源放在地堑的什么位置 ,地形对LOTEM的影响都非常大 ,由于异常场随着偏移距增加衰减很缓慢 ,仅仅靠增加偏移距是不能消除地形的影响的。最后指出在进行LOTEM勘探部署时 。

长偏移距瞬变电磁信号小波阈值去噪效果分析

长偏移距瞬变电磁法用于地下深部勘探时,观测到的垂直磁场脉冲响应非常微弱,常伴有严重噪声,从原始信号中消除噪声获得有用信息非常重要。为此笔者研究小波阈值方案对长瞬变电磁信号的去噪能力。实验中对西部某勘探区垂直磁场信号采用Sqtwolog,SURE,Heuristic和Minimax等阈值方案进行小波去噪比较,结果表明:几种小波阈值去噪方案对瞬变电磁法垂直磁场的染噪信号均能提高一定量的信噪比,达到较好的去噪效果;不同的阈值方案去噪效果各有差异,采用启发式阈值方案对实验数据处理效果要优于其它几种方案,因此根据信号统计分布特征选择合适方案去噪效果;实测信号去噪结果包含信息需要结合勘探区情况分析,是地下电性特征的反映还是未去除的噪声要慎重对待。在长偏移距电性源瞬变电磁法用于地下深部勘探时,利用适当小波阈值去噪处理可以对资料处理工作带来有益的帮助。

电性源短偏移距瞬变电磁地形影响特征分析

电性源短偏移距瞬变电磁法是进行山区矿产资源勘探的一种有效手段,然而地形起伏对观测数据影响严重,给瞬变电磁数据精细化解释带来很大困难。为此,本文基于三维非结构时间域有限元正演模拟方法开展电性源短偏移距瞬变电磁地形影响特征分析。首先利用非结构网格对起伏地形进行精细剖分,结合矢量有限元和后退欧拉离散技术实现复杂地质模型快速正演。然后通过模拟大量典型起伏地表模型,系统分析了三维地形响应的空间分布特征,结果表明地形对电性源短偏移距瞬变电磁响应影响严重,而且影响特征十分复杂。在此基础上,我们进一步分析了复杂地形对地下目标体探测的影响,结果发现复杂地形与地下目标体相互耦合导致无法对地下目标体进行有效分辨,这给地下目标体的准确探测带来了巨大困难。

起伏地形条件下长偏移距瞬变电磁三维正演

地球物理勘探区的地形往往是起伏复杂的,传统长偏移距瞬变电磁法(long-offset transient electromagnetic method, LOTEM)三维正演模拟一般不考虑地形的影响,而地形因素会严重影响LOTEM数据的合理解释。因此,本文开展起伏地形条件下非结构矢量有限元LOTEM三维正演模拟。首先,应用三维建模软件Blender准确建立复杂地电模型,采用非结构四面体网格精细刻画起伏地形。其次,基于偶极子离散的长导线源近似技术,将长导线源离散为若干段等效电偶极子,并引入二阶后退欧拉格式完成时间离散。进而实现LOTEM快速、高精度三维正演。在保证计算精度的前提下,模拟了起伏地形条件下复杂地质模型的瞬变电磁场响应。模拟结果表明,由于地形的影响,LOTEM电磁场响应“畸变”严重,会削弱甚至完全“埋没”地下异常体的瞬变电磁场响应,严重影响地下目标体的有效探测。

长偏移距瞬变电磁（LOTEM）在油气勘探区的观测实例

近二十年，电磁勘探法已用于反向地震学出现问题的地区，特别是结晶上冲断层和火山覆盖区。在欧洲和澳洲油气勘探区的试验观测中，已应用于长偏移距瞬变电磁法（LOTEM）。应用电场及磁场瞬时资料，可以解决地质剖面及一些构造特征上的电阻和电导部分。在第一个例子中（欧洲的）应用测井资料为后来的反演求取最佳的初始模型。磁场反演和电场反演表明瞬变电场比磁场能更好地解决电阻层参数问题、在澳大利亚Canning盆地，应用已有的地震、测井资料，就可绘制出沉积剖面的地质单元中孔隙度砂岩百分比变化图。

短偏移距瞬变电磁法在崤山矿集区的应用实现重大找矿突破

小秦岭、熊耳山和崤山地区处于同一大地构造位置,具有极为相似的成矿地质条件和区域地质演化背景,其中小秦岭和熊耳山地区已取得较好的找矿效果,而崤山地区却一直未取得重大找矿突破。如何在崤山地区的深部与覆盖区实现找矿突破,是崤山地质研究的一个重要课题。由于崤山地区覆盖层较厚,采用常规的物探方法,找矿效果不理想。通过开展短偏移距瞬变电磁法试验研究,在崤山地区中深部发现了有利的低阻构造单元,再结合地质资料,实现了重大找矿突破。短偏移距瞬变电磁测深试验中,通过研究短偏移距装置参数及技术指标特点,并结合已知地质物化探资料,对观测数据进行处理与反演,借助已知钻孔资料进行层位标定,从而总结短偏移距瞬变电磁测深技术方法规律;然后根据已知剖面上的研究规律,结合地质资料分析,在未知区开展试验,总结出一套适合崤山薄脉型矿床的找矿新方法。该方法突破了传统物探方法的局限性,在推广应用到整个崤山地区的地质找矿之后,实现了区域找矿重大突破。

电性源瞬变电磁法的迭前和迭后数据小波分析

电性源瞬变电磁法用于深部勘探时,观测到的垂直磁场脉冲响应非常微弱,常伴有严重的干扰噪声,从噪声中提取反映深部地层的中、晚期磁场信号非常重要。为此提出将多分辨率小波分析应用于电性源瞬变电磁法数据分析,并对西部某勘探区垂直磁场响应的迭前和迭后数据作多尺度分解后进行分析和比较的结果表明:①小波分析对数据具有良好的时频局部化特性,垂直磁场响应的迭前和迭后记录在不同频段上的分布特征可以清晰地反映出来;②高频干扰主要反映于数据的分解细节,反映深部信息的中、晚期弱信号存在于分解概貌;③迭后记录加入随机噪声与不加入随机噪声的处理结果类似,而迭前记录则不同,迭前记录比迭后记录具有更丰富的信息,并主要表现在早期。在电性源瞬变电磁法深部勘探中,利用更多的迭前记录的小波分解概貌对资料处理的解释工作很有意义。