基于平面波电磁测深的静态效应校正方法与流程

本发明属于地球物理领域，具体涉及一种基于平面波电磁测深的静态效应校正方法。

背景技术：

1950年杰洪诺夫（Tichonov）和1953年卡尼亚（Cagnaird）提出了基于平面电磁波理论的大地电磁测深法（MT），并逐步发展出音频大地电磁测深法（AMT）和可控源音频大地电磁测深法（CSAMT），统称为平面波大地电磁测深法。这些方法在地质勘探领域中应用广泛。然而，当近地表存在局部导电不均匀体时, 在外电场的作用下，不均匀体表面会产生积累电荷, 由此产生一个与外电场成正比的附加电场，导致实测电场产生畸变，该畸变几乎与频率无关，造成视电阻率与频率的关系曲线在双对数坐标中沿着电阻率轴平移，畸变通常称静态效应或静位移。

因为近地表总是存在不均匀电性体，所以平面波大地电磁测深法的静态效应不可避免。因此，为了提高测量精度，也必须对该静态效应进行校正。目前国内外，校正静态效应的方法归结为三类：一是对各类地质模型的静态效应进行正演计算，总结其影响规律，参考校正实测资料，采用人工平移的方法校正静态效应；二是采用各种空间滤波、相位积分以及张量分解的方法压制静态效应；三是采用没有静态效应的瞬变电磁法校正静态效应。但是上述的校正方法，要么方法复杂且实施困难，要么校正工作费时费力，工作强度大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种方法简单可靠、校正精度高、测量直接的基于平面波电磁测深的静态效应校正方法。

本发明提供的这种基于平面波电磁测深的静态效应校正方法，包括如下步骤：

S1. 测量前，在电磁测深点测量电极两侧延长线上供以直流电，所述供以直流电时供电极距不小于三倍的测量极距；

S2. 在直流供电时，记录电压稳定时的测量点A的电压值U；

S3. 在步骤S2记录到稳定电压值U后停止直流供电，并记录断电后积累电荷产生的电压U₂；

S4. 采用如下公式计算静态校正系数k：

k=U₂/（U-U₂）

S5. 利用步骤S4得到的静态校正系数k，采用如下公式对静态效应进行校正：

E_c=E_m/（1+k）

式中E_c为校正静态效应后的电场值，E_m为平面波大地电磁测深时直接测量得到的电场值。

所述的基于平面波电磁测深的静态效应校正方法还包括如下步骤：

S6. 在每一个测量点，重复步骤S1~步骤S5，得到每一个测量点的校正静态效应后的电场值。

所述的基于平面波电磁测深的静态效应校正方法，还包括如下步骤：

S7. 根据校正后的电场值估算视电阻率。

本发明提供的这种基于平面波电磁测深的静态效应校正方法，通过在测量电极两侧延长线上供以直流电的方式，采用直接测量总电场和积累电场的方式对平面波大地电磁测深中的静态效应进行直接修正， 因此校正精度高，而且测量直接，方法简单可靠。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程图。

图2为本发明中电极位置示意图。

图3为本发明中不均匀体存在于均匀层状介质的模型示意图。

图4为本发明实施例1中电阻率为250Ω·m的高阻不均匀体导致静态效应出现的平面波大地电磁测深电阻率拟断面图。

图5为本发明实施例2中电阻率为10Ω·m的低阻不均匀体导致静态效应出现的大地电磁测深电阻率拟断面图。

图6为实施例1中直流供电测得的一次电压U₁的示意图。

图7为实施例1中250Ω·m的低阻不均匀体存在时直流供电观测电压U的示意图。

图8为实施例1中积累电荷产生的二次电压U₂的示意图。

图9为实施例1中K值的剖面示意图。

图10为实施例2中直流供电测得的一次电压U₁的示意图。

图11为实施例2中10Ω·m的低阻不均匀体存在时直流供电观测电压U的示意图。

图12为实施例2中积累电荷产生的二次电压U₂的示意图。

图13为实施例2中K值的剖面示意图。

图14为实施例1中校正静态效应后视电阻率拟断面图。

图15为实施例2中校正静态效应后视电阻率拟断面图。

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程图：本发明提供的这种基于平面波电磁测深的静态效应校正方法，包括如下步骤：

S1. 测量前，在电磁测深点测量电极两侧延长线上供以直流电，所述供以直流电时供电极距不小于三倍的测量极距（具体如图2所示）；

S2. 在直流供电时，记录电压稳定时的测量点A的电压值U；

S3. 在步骤S2记录到稳定电压值U后停止直流供电，并记录断电后积累电荷产生的电压U₂；

S4. 采用如下公式计算静态校正系数k：

k=U₂/（U-U₂）

S5. 利用步骤S4得到的静态校正系数k，采用如下公式对静态效应进行校正：

E_c=E_m/（1+k）

式中E_c为校正静态效应后的电场值，E_m为基于平面波大地电磁测深时直接测量得到的电场值；

S6. 在每一个测量点，重复步骤S1~步骤S5，得到每一个测量点的校正静态效应后的电场值；

S7. 根据校正后的电场值估算视电阻率。

如图3所示为本发明中不均匀体存在于均匀层状介质的模型示意图：模型参数设计如下：测线长3500m，点距100m，共布置36个测点。上层地层电阻率为50Ω·m，厚度450m；第二层地层电阻率为 200Ω·m，厚度1150 米；下层地层电阻率为500Ω·m，厚度延伸较大。在上层地层里程为0m的位置正下方近地表设置一导电不均匀体，以黑色填充体表示。假设不均匀体为高阻时，设其电阻率为250Ω·m，不均匀体为低阻时，设其电阻率为10Ω·m，不进行静态校正直接进行正演，得到视电阻率拟断面图；如图4、图5所示，从等值线的变化可以看出，视电阻率值受静态效应的影响严重。当近地表不均匀体为低阻时，其所在位置下方各频点视电阻率偏低，拟断面表现为下凹; 当近地表不均匀体为高阻时，其所在位置下方各频点视电阻率偏高，拟断面表现为上凸。

将本发明的方法应用到上述实施例中，测量电极距为100m，供电电极距选择300m，供电电流10A，进行剖面观测。当导电不均匀体电阻率为250Ω·m时，观测电压U、一次电压U₁、二次电压U₂、以及k值的剖面图如图6~图9所示；当导电不均匀体电阻率为10Ω·m时，观测电压U、一次电压U₁、二次电压U₂、以及k值的剖面图如图10~图13所示。将k值应用到平面波大地电磁测深校正静态效应。经静态校正后的低阻、高阻静态效应拟断面图如图14和图15所示，从图中可以看出低阻下凹、高阻上凸的静态畸变得到校正，视电阻率拟断面图与图3模型相吻合。