SOTEM一维等效源反演方法

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陈卫营, 薛国强. SOTEM一维等效源反演方法[J]. 物探与化探, 2016,40(2): 411-416.
CHEN Wei-Ying, XUE Guo-Qiang. 1-D image source inversion of SOTEM data[J]. Geophysical and Geochemical Exploration, 2016,40(2): 411-416.
Doi:10.11720/wtyht.2016.2.29 复制到剪切板

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SOTEM一维等效源反演方法

陈卫营, 薛国强

中国科学院地质与地球物理研究所,北京 100029

作者简介: 陈卫营(1987-),男,博士,从事瞬变电磁法理论与应用研究工作。 E-mail:chenweiying1987@163.com

收稿日期: 2015-04-21

基金: 国家自然科学基金面上项目“SOTEM法深部探测关键问题”(414740995); 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源重点实验室开放基金项目

摘要

电性源短偏移距瞬变电磁法(SOTEM)是一种探测深度大、精度高的瞬变电磁工作形式,一维反演是目前SOTEM数据处理解释的主要手段。从电性源瞬变电磁场的扩散理论出发,研究了针对SOTEM的一维等效源反演方法。研究表明,传统的等效源反演方法对于实施近源观测的SOTEM并不完全适用,在早期会造成反演电阻率严重偏离真实值的情况。针对上述情况,提出了采用全期视电阻率进行校正的方法。理论模型的计算和河北某金矿的实际应用表明,经过校正后的反演算法在全期内都能很好地反映地层的真实电性分布。

关键词: SOTEM; 瞬变电磁法; 等效源反演; 全期视电阻率

中图分类号:P631 文献标志码:A 文章编号:1000-8918(2016)02-411-06 doi: 10.11720/wtyht.2016.2.29

1-D image source inversion of SOTEM data

CHEN Wei-Ying, XUE Guo-Qiang

Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China

Abstract

The short-offset transient electromagnetic method (SOTEM) is one of TEM devices with great detection depth and high detection precision. 1-D inversion is the main way of its data processing and interpretation. In this paper, a modified image source inversion scheme is proposed for SOTEM data. Studies indicate that the conversional image source inversion scheme is not completely applicable to the SOTEM and may yield resistivity estimates that are biased at early time region. In this study, all time apparent resistivity was used to modified the inversed resistivity at early stage and a good result was obtained. Synthetic data and an application case both prove the effectiveness of this scheme.

Keyword: SOTEM; transient electromagnetic method; image source inversion; all time apparent resistivity

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电性源短偏移距瞬变电磁法(short-offset transient electromagnetic method, 简称SOTEM)是一种探测深度大、精度高、施工高效的瞬变电磁法工作形式, 在解决大深度的金属矿产、煤田水文地质、油气藏等领域的勘探时可以发挥重要作用^{[1, 2, 3]}。

目前SOTEM的数据处理与解释手段主要为一维反演, 快速、准确的反演方法对于SOTEM的理论研究和实际应用都至关重要。针对瞬变电磁法的反演研究已非常广泛, 包括基于经验的烟圈法反演^[4]和视纵向电导解释法^[5], 基于线性反演理论的改进阻尼最小二乘法反演^[6], 基于非线性反演理论的Occam反演^[7]、遗传算法反演^[8], 基于成像理论的拟MT反演^{[9, 10]}和拟地震反演^{[11, 12]}。这些反演方法的发展都为瞬变电磁法的繁荣做出了重要贡献。在上述所有反演方法中, 基于“ 烟圈” 扩散理论的烟圈反演方法是瞬变电磁法特有的反演方法, 也是发展最早的TEM反演方法, 它解释了TEM的物理机制, 也奠定了TEM的解释基础。Raiche^[13]、Nekut^[14]、 Macane^[15]以及Eaton^[16]在“ 烟圈” 理论的基础上通过不同思路研究了瞬变电磁法一维烟圈反演方法。这些研究大多集中于回线源形式的TEM工作装置, 而涉及电性源TEM的研究也全部针对于长偏移距形式的长偏移距瞬变电磁法(LOTEM)。SOTEM由于收发距离小, 近源处的感应涡流与大偏移距处在不同时间范围内具有不同的扩散特性, 因此LOTEM的烟圈反演方法并不一定适用于SOTEM。事实上, 由于源的几何形态不同和接地项的存在, 电性源在地下产生的感应电流的扩散形态并不像回线源那样呈明显的“ 烟圈” 状, 因此, 针对电性源的烟圈反演方法更适合称作等效源反演方法。此次在前人研究的基础之上, 研究了适用于SOTEM的等效源反演方法, 并通过理论模型的计算与实际野外资料的处理验证了方法的有效性。

1 等效源反演基本方法

Nabighian指出磁性源(不接地回线)在地下产生的感应涡流可以形象地表示为由发射源吹出的“ 烟圈” , 随着时间的推移, “ 烟圈” 逐渐向下、向外扩散。地面观测到的瞬变场可以等效为某一时刻地下“ 烟圈” 在地表产生的响应^[17]。基于这种等效原理, 建立了磁性源瞬变电磁法的“ 烟圈” 反演方法来计算瞬变电磁法的电阻率和深度。笔者将借鉴上述思路, 建立电性源(接地导线)瞬变电磁法SOTEM的等效源反演方法。

对于SOTEM来说, 地面的垂直磁场响应可以看作在发射源正下方并与发射源形状、尺寸都相同的镜像电流源产生。这是因为, 在一维大地中, 电性源在地下产生的水平感应电流主要集中于发射源附近, 并且垂直磁场仅由发射源中的导线项产生, 与接地项无关, 因此上述等效是合理的。

根据毕奥— 沙伐尔定律, 位于地下深度z处的电流源在地表产生的垂直磁场为

$\begin{matrix} \begin{matrix} H_{z} = \frac{I}{4 π} \frac{y}{y^{2} + z^{2}} (\frac{x + L / 2}{\sqrt[]{{(x + L / 2)}^{2} + y^{2} + z^{2}}} - \\ \frac{x - L / 2}{\sqrt[]{{(x - L / 2)}^{2} + y^{2} + z^{2}}}), \end{matrix} \end{matrix}$ (1)

式中, L为发射源长度, z为像源的深度。根据实际发射源的形状对式(1)积分可计算出相应装置的磁场响应, 即镜像响应。通过拟合实测响应与镜像响应便可以求得像源深度z(t_j)(图1)。

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	图1 像源示意

得到离散镜像源位置z(t_j)以后, 需要确定电阻率和勘探深度。在非均匀半空间情况下, 不能用视电阻率直接计算勘探深度, 需将视电阻率代入深度函数, 利用深度函数对时间的导数计算深度。地下电流“ 烟圈” 扩散速度直接取决于地下电阻率, 利用计算速度与速度函数反演拟合计算电阻率值。

已知电偶极源正下方任意时刻、任意深度处的电场表示为

$\begin{matrix} \begin{matrix} E_{x} (z, t) = \frac{Idlρ}{π z^{3}} [\erf (\frac{u}{\sqrt[]{2}}) - \frac{1}{2} + \\ (\sqrt[]{\frac{2}{π}} u - \frac{1}{2}) (1 + \frac{u^{2}}{2}) e^{- u^{2} / 2}], \end{matrix} \end{matrix}$ (2)

式中, I为发射电流, ρ 为地层电阻率, dl为发射源长度, u= $\begin{matrix} \frac{2 πr}{τ} \end{matrix}$ , τ =2π $\begin{matrix} \sqrt[]{2 ρt / μ_{0}} \end{matrix}$ = $\begin{matrix} \sqrt[]{2 πρt \times 10^{7}} \end{matrix}$ 。对于给定深度处E_x的最大值出现的时间, 可以通过对E_x(z, t)求时间的导数获得, 即

$\begin{matrix} {\frac{d E_{x} (z, t)}{dt}|}_{z = g (t)} = 0, \end{matrix}$ (3)

从而得到E_x最大值出现的深度

$\begin{matrix} g (t) = (4 tρ / μ_{0})^{\frac{1}{2}} = 1000 \sqrt[]{10 ρt / π} 。 \end{matrix}$ (4)

这个深度实质上与镜像源深度z(t_j)成正比。再对上式求导得到扩散速度

$\begin{matrix} V = \partial g (t \frac{)}{\partial} t = 500 \sqrt[]{10 ρt / π} 。 \end{matrix}$ (5)

可以看出, 上述表达式与发射源长度L无关, 这是因为式(4)是基于偶极子假设条件下推导而来的。而短偏移SOTEM工作时, 发射源的尺寸不能忽略, 若直接采用式(5)进行计算, 早期和过渡期的反演结果与地层的真实电阻率值会发生较严重的偏离。Eaton在综合比较不同电阻率均匀半空间模型和不同L的计算结果后, 提出在式(4)中增加一项关于发射源长度L的因子, 即

$\begin{matrix} g (t) = 1000 \sqrt[]{10 ρt / π} \cdot (1 - e^{- w} / 2), \end{matrix}$ (6)

这里w=(100π ρ t/μ ₀L²)¹^/⁴, 则垂直扩散速度为

$\begin{matrix} V = \frac{\partial g (t)}{\partial t} = 500 \sqrt[]{10 ρ / πt} \cdot (1 - \frac{e^{- w}}{2} + w \frac{e^{- w}}{4}) 。 \end{matrix}$ (7)

该式即最终得到的扩散速度函数。通过拟合该速度函数与像源扩散速度便可得到地层的电阻率。

因此, 烟圈反演的实施可总结为三个具体步骤:第一步, 根据毕奥— 沙伐定律计算的地面响应与实测响应进行拟合, 求取像源深度z(t_j); 第二步是采用三次样条插值法对像源深度求导得到像源扩散速度, 然后与速度函数式(7)拟合, 求得电阻率; 最后一步是标定与电阻率对应的实际勘探深度, 即

$\begin{matrix} d (t) = βg (t) = αβz (t_{j}), \end{matrix}$ (8)

式中, α 和β 分别为0.67和0.66, 其大小与模型和采样时间无关, 由电阻率在1~1000 Ω · m之间的一维层状模型确定。

图2为采用上述烟圈反演方法对几种典型地电断面正演响应的反演结果。从各模型的反演结果看, 所有反演曲线的前半段(较浅部)与实际模型的真实电阻率拟合程度都很差, 且不同偏移距处反演得到的该段曲线也具有很大的差别。而在曲线后半段(深部), 各模型在不同偏移距处的反演曲线与真实结果拟合程度都很好。也就是说, 虽然式(7)中加入了发射源尺寸项, 但仍未完全解决早期反演结果偏离真实值的现象。这是因为, 早期瞬变场的变化较为剧烈, 与收、发装置之间的几何布置关系密切, 此时的涡流场尚不能完全用“ 烟圈” 理论解释。但是, 可以看出等效源反演对深度的控制还是比较准确的, 不同偏移距处的反演结果对电性分界面深度的反映接近一致且都比较准确。

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	图2 典型地电模型等效源反演结果

2 反演方法的改进

针对上述早期(浅层)反演结果与真实值发生偏离的现象, 提出了解决方法。解决的思路从全期视电阻率出发, 选取D型地层为例, 利用二分法^[18]计算偏移距等于500 m时的全期视电阻率, 然后将烟圈反演结果和全期视电阻率绘制于同一图上, 如图3所示。对比全期视电阻率曲线与反演结果曲线, 可以发现, 在反演结果发生较严重偏离的区间内, 全期视电阻率与真实电阻率拟合得非常好; 而对于两个曲线的后半段(大深度处), 反演结果对地层电性的突变反映更为准确。这就提示我们可以结合两种电阻率的优势, 在早期段采用全期视电阻率, 晚期段采用反演电阻率。

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	图3 D型地层反演结果与全期视电阻率

因此, 首先根据早期场条件u≫1来进行判断场区的性质^[6], u中的电阻率采用全期视电阻率数据。经过大量不同模型和不同参数的计算, 认为当u≥ 13时可用全期视电阻率替代反演电阻率。替代完成后, 为了实现两种电阻率之间平缓地过渡, 构造如下形式的函数

$\begin{matrix} ρ_{C} = ρ_{A} si n^{2} [f (t_{j})] + ρ_{B} co s^{2} [f (t_{j})], \end{matrix}$ (9)

式中, ρ _C为校正后电阻率, ρ _A为全期视电阻率, ρ _B为通过镜像源扩散速度拟合得到的电阻率, f(t_j)=klog(t_j), 系数k的取值根据测量时间t_j的范围确定, 一般情况下SOTEM的观测时间在10^-5~1 s之间, 因此可以取值k=-18。式(9)的目的就是为了平均两种电阻率的数值, 并且在早期时间道内以全期视电阻率为主, 晚期时间道内以反演电阻率为主。实际上, 需要进行上述处理所涉及的时间范围是很窄的, 一般情况下, 当12≤ u< 13时, 可采用式(9)进行电阻率计算; 最后, 当u< 12时, 电阻率完全采用烟圈反演得到的电阻率。

利用该方法对上述的反演方法做出改进, 重新计算了上述几种模型的反演结果, 如图4所示。可以看出, 采用经过改进后的烟圈反演方法得到的结果, 基本上消除了反演电阻率在早期时间道严重偏离真实电阻率的现象, 并且后半段仍保持了对地层电性变化的灵敏反映。

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	图4 改进烟圈反演法反演结果

图5为更复杂的四层地电模型的单点反演结果和偏移距等于1 000 m处整条剖面的反演结果。对于HK型地层, 通过单点反演曲线尚能分辨出大致四层的电性分布, 但中间高阻层的电阻率已与真实值相差很大, 导致在断面图中成像时该高阻层很容易被淹没在上下两个低阻层中, 不易分辨。对于KH型地层, 单点反演曲线基本呈单调递增的趋势, 对于中间存在的低阻层几乎没有反映, 断面图中也很难分辨出该低阻层。结合上述三层模型的反演结果, 可以看出, 烟圈反演对于底部为相对低阻的模型反映更为准确, 分层效果相对比较明显; 而对于底部为相对高阻的模型, 烟圈反演仅能定性地反映出地层电性的整体变化趋势, 并且当地层层数较多、电性变化较复杂时, 烟圈反演的效果会显得比较粗糙, 容易丧失对中间地层电性的准确反映。

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	图5 四层地电模型烟圈反演结果

3 应用实例

河北承德某金矿矿区位于张家口— 丰宁— 承德东西向金矿成矿带东段, 矿区地层主要为太古界单塔子群凤凰咀黑云斜长片麻岩、黑云角闪斜长片麻岩、石英片岩和大理岩等。矿体局限在石英脉和蚀变破碎带中, 呈脉状、透镜状产出。为了查明勘探区内金矿矿体的赋存位置, 采用SOTEM法实施了测量。野外数据采集完成后, 首先对采集数据进行坏点剔除、去噪等预处理工作, 得到光滑、信噪比较高的信号曲线。利用记录的测点与发射源之间的空间坐标信息, 建立发-收空间几何关系。然后逐点、逐线计算全期视电阻率。最后利用文中介绍的一维等效源反演方法对预处理后的数据进行反演计算。选取其中某一条测线的反演结果如图6所示。

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	图6 SOTEM测量煤层采空区一维烟圈反演结果

从图6可以看出, 矿区地层电性整体上呈浅部高、深部低的分布特性。在600 m处, 地层的电阻率在横向上出现较大的变化, 表明两侧的地层属性发生变化。而且突变区域附近的视电阻率等值线变得较为扭曲、复杂, 这表明在该范围内, 地层较破碎, 稳定性较差, 因此推断此处存在断裂。该推断与地质普查结果基本一致。图中两个较大范围的低阻区域刚好处于断裂的深部延伸区域内, 而金矿的形成和储藏与良好的导热、导液构造息息相关。因此可以推测, 这两处低阻区域与金矿矿体有关。解释成果与地质普查和化探成果基本吻合, 得到了甲方的认可。

4 结论

利用传统的一维等效源反演方法进行SOTEM数据反演时, 会遇到早期反演电阻率严重偏离真实值的情况。这是因为在早期, 瞬变电磁的“ 烟圈” 理论并不完全适用, 特别是镜像源扩散速度的函数表达式准确性较差。为了解决该问题, 利用全期视电阻率来修正早期反演电阻率的方法对反演程序进行了改进。理论模型的计算和河北某金矿的实际应用都证明, 经过改进后的等效源反演方法能够较准确地反映地层的真实电性变化, 可以用于SOTEM实测数据的一维快速反演成像。但是等效源反演法整体上还属一种较为粗糙的半定量解释方法, 当地层层数较多、电性变化较为复杂时, 等效源反演法往往不能提供准确的解释结果。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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Although the loop-source TEM near-field survey system has been widely used, this method still cannot meet the demand for large-area 3D data acquisition and fine probing of deep ore bodies. Based on the advantage of near-field survey, a new configuration called short-offset TEM with a grounded wire-source (named SOTEM by authors) has been proposed and the detecting technique has been studied to solve the problem of detecting underground deep ore targets at high resolution. Analysis of the detection capability of this system such as time-domain response as well as investigation depth suggests that the SOTEM has more merits than the long-offset TEM(LOTEM). Apparent resistivity formula suiting for whole field area has been used to calculate apparent resistivity response of geo-electric models in the short-offset TEM system and the results are consistent with that of the designed geo-electric models. The field data have been collected and the results agree with the drilling data. It is concluded that the proposed method is more easily in exploration and has larger detecting depths and higher detection accuracy. It also shows that the SOTEM is a kind of methods worth to be widely applied.

对于接地源时间域瞬变电磁法,当选取适当的激励波形后,可将辐射场与自有场分离开来, 实现频率域电磁法无法实现的近源深部勘探;水平分层大地的解析分析表明,随着偏移距的缩短,接地导线源的场对地层的反映变得更为灵敏;时间域瞬变电磁法的探测深度主要由观测时长决定.基于接地源近场测深的优越性,作者提出短偏移瞬变电磁探测技术并首次命名为SOTEM, 采用了1000 m的偏移距对埋深为1400 m的某盐矿溶腔进行探测, 在全期视电阻率-深度剖面上圈定的溶腔分布被钻孔所揭露, 验证了SOTEM方法的探测能力.该方法为大深度、高分辨探测地下矿产资源提供了新的技术手段.

... 电性源短偏移距瞬变电磁法(short-offset transient electromagnetic method,简称SOTEM)是一种探测深度大、精度高、施工高效的瞬变电磁法工作形式,在解决大深度的金属矿产、煤田水文地质、油气藏等领域的勘探时可以发挥重要作用^[1,2,3] ...

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陈卫营, 薛国强, 崔江伟. 电性源瞬变电磁发射源形变对观测结果影响分析[J]. 地球物理学进展, 2015, 30(1): 0126-0132.

The electric source transient electromagnetic method is based on the dipole theory, while in practice the source is usually a long grounded wire source which can not be regarded as a dipole. On the other hand, it is very hard to set a horizontal and straight wire source limited by the terrain in field work. This change of source will lead to distortions to the signal and data processing. In this paper, we studied the influence on the signal and apparent resistivity from an incline source and a bent source based on the 1D forward theory whereafter validated by a practical field work in gold mine. Results indicate that the influence on the signal will decrease but increase on the apparent resistivity with the increase of offset. We give an explanation on this phenomenon and strongly suggest the necessary of laying a normal source and recording the precise location and shape of the source.

电性源瞬变电磁法的基本理论是建立在水平电偶极子的基础之上的, 但是实际生产中发射源常为接地长导线, 随着短偏移距观测方式的实现, 一方面发射源的尺寸不能忽略, 偶极子条件不再成立, 需要新的方式计算电磁场响应;另一方面, 受制于场地条件, 发射源可能无法水平、笔直地铺设, 这种源形态上的改变必然会对接收点处的响应带来影响, 并最终影响到数据解释.本文从电性源一维正演理论出发, 研究了发射源发生偏移和弯曲给电磁响应和视电阻率带来的影响, 并以某金矿探测为实例做出了验证和说明.研究认为源形态的改变对电磁响应和视电阻率造成的影响随着偏移距的改变而改变, 对于电磁响应, 偏移距越大影响越小, 而对于视电阻率, 偏移距越大影响越大.因此在实际生产中应尽量保证源的正规铺设, 详细记录实际源的坐标位置与形状, 并尽量在偏移距较小的区域内观测.

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陈卫营, 薛国强. 瞬变电磁法多装置探测技术在煤矿采空区调查中的应用[J]. 地球物理学进展, 2013, 28(5): 2709-2717.

瞬变电磁法在采空区调查中得到广泛应用.本文对比了回线源和电性源两种装置在响应特征、探测能力等方面的不同特点,认为回线源瞬变电磁信号对地层灵敏度较高,电性源瞬变电磁探测深度较大.尝试将两种装置联合应用于某变电站选址地层稳定性及周边采空区调查,利用回线源数据可获得浅部地层信息,利用电性源装置探测数据可获得深部地层信息,达到了很好的效果,同时,研究结果认为电性源瞬变电磁法具有探测深度大、施工方便、工作效率高等优点,是一种可用于深部探测的值得推广的电磁方法.

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基于浮动薄板理论，研究瞬变电磁场层状介质中视纵向电导的计算方法，利用遗传算法代替常用的阻尼最小二乘法来获取关键参数m。进行“烟圈”反演计算，并分别采用3层H(K)型和4层 HK 型地电模型对比视纵向电导曲线和电阻率—深度曲线。结果表明，“烟圈”反演具有不需初始模型、计算简便等优点，在定性反演方面，视纵向电导解释方法可以更准确地划分电性层，且能够比较直观地体现电性变化趋势。

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将Occam反演技术应用到中心回线瞬变电磁测深数据的反演中,为中心回线瞬变电磁测深数据的自动、快速解释奠定基础,解决Occam反演技术中的正则化参数选择、迭代步长的控制、模型约束的影响等关键问题.利用Occam反演技术可以较为准确地获得地电断面的电阻率分布,一般5次迭代目标函数就可以收敛到5×10 -2.相对视电阻率的定性或者半定量解释技术,Occam反演的结果更准确.

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万玲, 林婷婷, 林君, 等. 基于自适应遗传算法的MRS-TEM联合反演方法研究[J]. 地球物理学报, 2013, 56(11): 3728-3740.

The method of Magnetic Resonance Sounding (MRS) provides a new technology to determine subsurface water qualitatively and quantitatively, which has received much concern of geophysicists. The traditional inversion of MRS uses homogeneous half-space models and ignores effects of resistivity distribution on inversion results. Based on the MRS theory in the multi-layer earth model, we developed a new scheme for joint inversion of MRS data and Transient Electromagnetic (TEM) data. By correcting MRS inversion with resistivity in real time, the accuracy of inversion result was improved greatly. The Adaptive Genetic Algorithm (AGA) was applied. By adaptively adjusting the probability of crossover and mutation, AGA has not only avoided the premature convergence of GA but also has obtained the global optimal solution. Studies with synthetic data show that the MRS-TEM joint inversion scheme can obtain the aquifer structure accurately even 10% noise applied. Compared with the traditional MRS inversion scheme, the advantage of this new approach is obvious. By applying this method to filed data processing, and with the good inversion result, we have verified the the applicability of AGA and the practical significance of MRS-TEM joint inversion scheme.

地面磁共振法(MRS)因具有定性、定量分析地下水能力,而备受关注.传统磁共振地层含水量反演多采用均匀半空间模型,忽略电阻率分布信息对结果的影响.针对这一问题,本文基于多层电介质中磁共振响应理论,提出MRS与瞬变电磁(TEM)联合反演方法,通过电阻率分布信息对含水量反演过程的实时修正,提高了解释结果的准确度.反演算法采用自适应遗传算法(AGA)进行,基于繁殖规则,动态调整交叉概率和变异概率,解决了标准遗传算法易未成熟收敛而难以得到全局最优解问题.模型数据表明,含噪10%情况下,联合反演仍能较准确地反映地下含水单元模型结构,对比MRS单独反演优势明显.同时,内蒙古白旗野外观测数据联合反演结果与钻井资料基本一致,充分验证了AGA反演算法的实用性及MRS-TEM联合反演的实际意义.

1998

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2013

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范涛, 李文刚, 王鹏, 等. 瞬变电磁拟MT深度反演方法精细解释煤矿岩层富水性研究[J]. 煤炭学报, 2013, 38(S): 129-135.

采用瞬变电磁方法探测煤矿水害问题时,经常发现对异常的深度解释不准,很难与实际情况吻合,为解决这一问题,根据瞬变电磁(TEM)延迟时间与大地电磁(MT)周期的对应关系,将实测的TEM数据转化为MT数据,在此基础上,引入了用MT"正演改正法"反演深度的方法。在反演计算的过程中,利用Bostick反演构造初始模型,通过比较初始模型视电阻率与实测视电阻率曲线,依次改正每一个电性层的电阻率和厚度。因为将地下介质划分成与观测时间道数一样多的电性层,在纵向上它能最大限度地反映观测资料所能反映电性层的分辨能力。在MT固有的等值性范围内,"正演改正法"能正确恢复各电性层的电阻率和厚度。通过对理论模型计算和煤矿水害实测资料处理,证明该方法是一种较为精确快速、稳定收敛和实用的方法。

1999

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陈本池, 周凤桐, 李金铭. 瞬变电磁场的波场变换研究[J]. 物探与化探, 1999, 23(3): 195-201.

Through wavefield transformation and transient electromagnetic field data of stratiform medium model under different conditions,the authors have raised the understanding of the physical significance of wavefield transformation of transient electromagnetic field and summed up some valuable regularities.It is pointed out that the wave field obtained from the mathematic trasformation not only satisfies wave equation in form but also exhibits “propagation” phenomenon in conductive media.In the process of “propagation”,the “reflection” and “transmission”phenomena also exist at the electric interface.These conclusions provide important theoretical grounds for reasonable utilization of the seismic processing and interpretation method.

通过对不同条件下层状介质模型瞬变电磁场数据的波场变换、分析,提高了对瞬变电磁场波场变换物理意义的认识,并总结出若干有价值的规律.指出这种通过数学方法变换出的波场,不仅在形式上满足波动方程,而且在导电介质中也存在“传播”现象,在“传播”过程中,当遇到电性分界面时,也存在“反射”和“透射”.这些结论为在瞬变电磁法中,正确合理地引入地震处理解释方法提供了重要的理论依据.

2006

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薛国强, 李貅, 宋建平. 从瞬变电磁测深数据向平面波场数据的等效转换[J]. 地球物理学报, 2006, 49(5): 1539-1545.

The inloop TEM field is a kind of vertex field propagating in a way of diffusion in the earth mainly. Planewave of electromagnetic has the features of reflection and refraction during the propagation in the earth. In order to draw on the experience of well processed method of electromagnetic planewave, we study equivalent transformation from TEM diffusion field sounding data to planewave electromagnetic sounding data. An equivalent transformation relationship between time and frequency domains can be constructed after theoretical model forward calculation, curve comparison, errors analysis and the theoretical discussion about the propagation of diffusion field and planewave. Using this transformation, the diffusion field sounding data of TEM apparent resistivity can be quickly turned into the equivalent data of planewave sounding data . The result lays the foundation for the further study of TEM pseudoseismic planewave interpretation.

中心回线源装置的瞬变电磁场是一种涡流场，在地下主要以扩散形式传播.平面电磁波在地下介质中传播时具有反射、折射等电磁学特性，为了借鉴平面电磁波场测深成熟的解释方法，文中开展了从瞬变电磁涡流场测深数据到平面波场数据的快速等效转换的研究.通过大量的理论模型的正演计算、曲线对比，误差统计，对瞬变电磁场、平面波场在地下传播机制特性的分析，建立了一种由瞬变电磁测深视电阻率数据向平面波场测深视电阻率数据转换的时间-频率等效对应关系.利用这一关系式，把扩散场数据快速转换成等效平面波场测深数据. 为进一步进行瞬变电磁拟平面波成像解释打下理论基础.

1985

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... Raiche^[13]、Nekut^[14]、 Macane^[15]以及Eaton^[16]在#cod#x0201c ...

1987

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... Raiche^[13]、Nekut^[14]、 Macane^[15]以及Eaton^[16]在#cod#x0201c ...

1987

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1989

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... Raiche^[13]、Nekut^[14]、 Macane^[15]以及Eaton^[16]在#cod#x0201c ...

1979

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... 在地表产生的响应^[17] ...

2009

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陈清礼, 严良俊, 付志红, 等. 长偏移距瞬变电磁法全区视电阻率的二分搜索数值算法[J]. 石油地球物理勘探, 2009, 44(6): 779-782.

本文分析研究了长偏移距瞬变电磁法感应电动势曲线随电阻率变化的规律,认识到感应电动势在任意时刻随电阻率的增大而具有分区单调的特性。据此,设计出了计算全区视电阻率的二分搜索数值算法。该算法可以利用感应电动势数据直接计算不同时刻的视电阻率值。理论数据的计算表明,该算法非常精确,相对误差在0.1%内,文中还给出了二分搜索算法的基本思想和详细步骤、以及流程图。

... 解决的思路从全期视电阻率出发,选取D型地层为例,利用二分法^[18]计算偏移距等于500 m时的全期视电阻率,然后将烟圈反演结果和全期视电阻率绘制于同一图上,如图3所示 ...