基于广义等效CR模型的地井、井地激电2.5维异常响应分析

在频率较低和忽略电磁效应的情况下,利用广义等效介质激电(GEMTIP)模型,实现了一种频率域中地井、井地2.5维复电阻率有限体积正演计算方法。从地井、井地电位满足的边值问题出发,将GEMTIP模型的频率响应引入到地电模型中,推导出有限体积各控制容积所满足的离散方程式;利用预处理迭代算法对大型稀疏线性方程组进行求解,通过对比两层大地模型的数值解与解析解,验证该算法的正确性;最后构建若干个典型多相态复合地电模型进行试算,并且在一定频段内计算所得场值异常分布明显。结果表明,联合地井、井地装置对基于GEMTIP模型的异常体探测是有效的。

基于广义等效激电模型的频谱特性分析

在频率较低和忽略电磁效应的情况,将矿物中所含激电效应的颗粒等效为椭球体,利用广义等效理论,给出一种椭球极化广义等效激电(Generalized Effective Medium Theory of Induced Polarization)模型的频谱曲线计算方法。从矿物电磁感应与激发极化产生的总电场满足的积分方程出发,推导出椭球极化介质等效电阻率的表达式。最后构建不同形态的椭球体等效模型,定量分析了椭圆率、极化矿物颗粒百分含量、时间常数、以及延迟系数变化时对复电阻率频散特性的影响,为频谱激电测量提供更多有价值的参考。

等效介质理论激电模型频率相关系数的影响因素

本文基于广义等效介质理论激电(GEMTIP)模型,通过分析岩矿石中含有多种不同极化颗粒时,其复电阻率随频率的变化特征,进而分析频率相关系数的主要影响因素。结果表明,岩石中所含极化颗粒的形状、尺寸不完全相同时,随着它们变化范围的扩大,岩矿石复电阻率频谱曲线变得平缓、频率相关系数变小;岩矿石含有极化特性相差较大的多种极化颗粒时,其频率相关系数也变小;岩石内极化颗粒的极化特性相差不大时,频率相关系数主要反映岩石内矿物颗粒的形状和尺寸的变化。这些认识对于根据频率相关系数值的相对大小进行异常划分,并按结构区分引起激电异常的极化体具有重要的指导意义。

基于广义等效介质激电模型的有限长源频率域一维正演

为研究广义等效介质激电模型(GEMTIP模型)中的极化参数对有限长导线源的频率域响应的影响规律,首先介绍了GEMTIP模型;然后将模型引入有限长导线源频率域测深一维正演中去;进而得到带激电信息的水平电场信号。重点研究了在层状介质条件下不同的极化参数对水平电场影响情况,通过分析发现体积占比对电场值的影响最大,在中高频处异常明显;其次是面积化系数,激电异常在低频处明显;相同极化参数对应的三层地电模型有如下规律:Q型模型的激电异常最大,反映极化层的能力最强,H型模型反映极化层的能力最差,A型和K型则位于两者之间。

基于GEMTIP模型的CR三维有限元数值模拟

本文提出了基于广义等效介质激电(GEMTIP)模型的复电阻率三维有限元数值模拟方法,首先介绍了GEMTIP模型及在不同参数影响下的复电阻率变化特征,而后给出双点电源的复电阻率法三维正演所满足的变分问题,采用六面体单元对研究区域进行网格剖分,在单元内对复电位、复电导率均进行线性插值,将变分方程转为线性方程组;采用不完全LU分解的稳定双共轭梯度算法(BICGSTAB算法)求解线性方程组,得到异常复电位值.设计一个两层极化大地模型,将数值解与解析解进行对比,验证了文中算法的正确性.设计两个典型地电模型的数值模拟结果表明,采用GEMTIP模型研究宏观尺度下的激电效应是有效的,可为进一步研究复电阻率异常响应特征提供一种新的途径.