一种校正二极排列非无穷远点影响的方法与流程

本发明涉及一种勘查地球物理领域的校正二极排列非无穷远电极影响的方法。

背景技术

在电法勘探中二极装置中采用了理论上的无穷远电极进行勘探，按照理论要求，需布置无穷远供电点b和无穷远测点n，供电电极为a，测点m；无穷远供电点b到测点m的距离(lbm)要不小于5倍供电电极a到测点m的距离(lam)，即满足关系式lbm≥5lam；无穷远测点n到测点m的距离(lnm)要不小于5倍供电电极a到测点m的距离(lam)，即满足关系式lnm≥5lam；且无穷远供电点b与无穷远测点n不能位于测线的同一侧。但当开展中深部二极排列的电法勘探时，为了获取中深部电阻率异常，供电电极a到测点m的距离(lam)一般需要布置比较长的距离。若需要探测300米深度的异常，供电电极a到测点的距离(lam)一般需要满足大于600米，根据二极排列电法勘探理论，则无穷远电极b到测点m距离(lbm)需要达到3千米；无穷远测点n的布置要求也有类似要求；故如此远的距离给野外二极排列布置无穷远供电点b和无穷远测点n工作带来很大的困难，也增加勘探成本。另一般开展二极排列的电法勘探工作的地形复杂、植被发育，勘探区布置垂直测线的无穷远供电点和无穷远测点难以满足上述距离要求，当野外条件限制无法布置理论上的无穷远供电点和无穷远测点时，要么导致勘探工作无法开展，要么布置不满足电法勘探要求的非无穷远供电点和非无穷远测点。若布置非无穷远供电点和非无穷远测点，则野外二极排列电法勘探数据中包含了非无穷远供电点和非无穷远测点的影响，若获取的二极排列勘探数据还按照常规的二极排列电法勘探理论的计算方法计算，则非无穷远供电点和非无穷远测点模式下的二极排列电法勘探数据中由于包含了非无穷远供电点和非无穷远测点的影响，而形成数据畸变，从而影响二极排列的电法勘探精度和效果，故需要减少非无穷远供电点和非无穷远测点的二极排列电法勘探数据中非无穷远电极的影响，提高勘探精度和效果。

另在野外实际勘探过程中，布置理论上的无穷远供电点和无穷远测点工作量较大，且等野外数据采集完毕，需要为收集无穷远供电线和电极准备比较多的时间，影响整个方法的勘探效率。故需要对常规的二极排列电法勘探工作进行改进，提高二极排列电法勘探工作的效率。

技术实现要素：

本发明的目的是基于采用无穷远供电点和无穷远测点进行二极排列电法勘探中由于地形、植被、勘探深度、勘探成本、勘探效率等原因导致无穷远供电点和无穷远测点采用非无穷远供电点和非无穷远测点模式导致勘探数据中包含了非无穷远供电点和非无穷远测点的影响，影响了勘探精度和效果，提出一种校正二极排列非无穷远点影响的方法，减少非无穷远供电点和非无穷远测点对二极排列电法勘探数据的影响，提高二极排列电法勘探精度和效果。

一种校正二极排列非无穷远点影响的方法，其具体步骤如下：

a)在勘探区周边布设一个无穷远供电点b、第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n，按照常规二极排列方式布置供电点a和测点m。临时布设一个无穷远供电点b是为了测量非无穷远点对勘探数据的两个校正参数，一旦获取了两个校正参数，则无穷远供电点b及相关的供电导线可以提前收回，从而不至如常规二极排列电法勘探那样，需要等待整个勘探工作结束才能收回无穷远供电点b及相关的导线而影响整个勘探的效率。

b)采用电法发送机通过临时的无穷远供电点b与第一个非无穷远点c供电，采用电法接收机测量第二个非无穷远点n与测点m的电位差，并求取视电阻率的第一个校正参数f1。视电阻率的第一个校正参数f1的公式为其中ρc→mn表示当采用无穷远供电点b和第一个非无穷远点c供电时，在测点m和第二个非无穷远点n之间测量的电位差换算的视电阻率，单位为欧姆米，该电阻率计算方法采用常规的三极排列的公式计算；kcmn为第一个非无穷远点c与测点m和第二个非无穷远点n之间的装置系数，其中cm和cn分别为第一个非无穷远点c与测点m的距离和第一个非无穷远点c与第二个非无穷远点n的距离，单位为米；kam＝2π·am，其中am表示供电点a到测点m之间的距离，单位为米。若存在多个测点，则按照本步骤的方式获取每个测点的第一个校正参数。

c)采用电法发送机通过无穷远供电点b与第二个非无穷远点n供电，采用电法接收机测量第一个非无穷远点c与供电点a的电位差，并求取视电阻率的第二个校正参数f2。视电阻率的第二个校正参数f2的公式为其中ρn→ac表示当采用无穷远供电点b和第二个非无穷远点n供电时，在供电点a和第一个非无穷远点c之间测量的电位差换算的视电阻率，单位为欧姆米，该电阻率计算方法采用常规的三极排列的公式计算；knac为第二个非无穷远点n与供电点a和第一个非无穷远点c的装置系数，其中na和nc分别为第二个非无穷远点n与供电点a的距离和第一个非无穷远点c与第二个非无穷远点n的距离，单位为米；kam＝2π·am，其中am表示供电点a到测点m之间的距离，单位为米。若存在多个供电点，则按照本步骤的方式获取每个供电点的第二个校正参数。获取每个测点和每个供电点的校正参数后，则无穷远供电点b及其相关导线可以收回，而无需等待后续工作结束，故能避免常规二极排列的无穷远供电点b和相关导线必须等待整个勘探工作结束才能收回的问题，且也只需临时布置一个无穷远供电点b，而无需布置无穷远测点。故能提高整个勘探工作的效率。

d)采用电法发送机通过供电点a与第一个非无穷远点c供电，采用电法接收机测量第二个非无穷远点n与测点m的电位差umn，按照常规的把第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n分别当做无穷远供电点和无穷远测点的二极排列的视电阻率公式计算视电阻率ρam，其中am表示供电点a到测点m之间的距离，单位为米；umn为第二个非无穷远点n与测点m的电位差，单位为毫伏；ia为供电点a通过的电流，单位为毫安。

e)把步骤d)中获得的每个测点的视电阻率ρam利用第一个校正参数f1和第二个校正参数f2采用公式ρj＝ρam+f1+f2进行校正，其中ρj为校正了第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n影响后的反应测点m下的视电阻率；从而获得校正了第一个非无穷远点c和第二个非无穷远n点影响的视电阻率结果。

一种校正二极排列非无穷远点影响的方法，其特征在于：第一个非无穷远供电点c与第二个非无穷远测点n的距离不少于供电点a与测点m之间最长距离的两倍。且第一个非无穷远供电点c与第二个非无穷远测点n尽量布置在测线的垂直方向，分别位于测线的不同侧。

一种校正二极排列非无穷远点影响的方法，其特征在于：无穷远供电点b尽量布置在测线的垂直方向，且无穷远供电点b到测点m的距离不小于供电点a与测点m之间最长距离的三倍。如此布置可以尽量减少无穷远供电点b对勘探成果的影响，从而接近理论上的无穷远要求。

本发明提出的一种校正二极排列非无穷远点影响的方法的电阻率校正公式推导过程如下：

设采用非无穷远点的二极排列布置了供电点a、非无穷远点c、测点m和非无穷远点n，另临时布置一个无穷远供电点b。供电点a上的供电电流为i，非无穷远点c上的供电电流为-i，测点m和非无穷远点n上测量到的电位差为umn，供电点a上的电流对测点m贡献的电位差为uam，非无穷远点c上的电流对测点m贡献的电位差为ucm，供电点a上的电流对非无穷远点n贡献的电位差为uan，非无穷远点c上的电流对非无穷远点n贡献的电位差为ucn，供电点a到测点m和非无穷远点n的距离分别为am和an，非无穷远电极c到测点m和非无穷远点n的距离分别为cm和cn。

将电极a、m、n、c看作四个二极排列装置，即am二极排列装置、cm二极排列装置、an二极排列装置、cn二极排列装置。

定义am二极排列装置时测点m测量到的视电阻率为ρam(该视电阻率属于真实反应测点下的视电阻率结果，也是本方法采用校正后需要获取的结果)，cm二极排列装置时测点m测量到的视电阻率为ρcm。定义an二极排列装置时非无穷远点n测量到的视电阻率为ρan，cn二极排列装置时非无穷远点n测量到的视电阻率为ρcn°

按照二极排列电法勘探的理论，有如下结论：

其中kam＝2π·am，kan＝2π·an，kcm＝2π·cm，kcn＝2π·cn。

若非无穷远点c和非无穷远点n满足无穷远距离的要求，则kan→+∞，kcm→+∞，kcn→+∞，从而(1)式简化为：

从而可以得出：

(3)式是在当非无穷远点c和非无穷远点n满足无穷远要求时的二极排列视电阻率的理论计算公式。但当由于地形复杂、植被发育、勘探深度的增加等原因，导致非无穷远点c和非无穷远点n到测点m的距离不满足无穷远的条件时，若还按照(3)式计算二极直流电测深的电阻率数据，则将影响勘探数据的真实性和可靠性，从而影响勘探精度和效果。

为了减少非无穷远点c和非无穷远点n对勘探数据的影响，提高二极排列电法勘探精度和效果，对(1)式变换为：

由于非无穷远点c和非无穷远点n在上述4个点中的距离属于最远的，即ucn一般而言在二极排列中信号最弱。

故公式(4)可以近似为：

公式(6)中的ucm-ucn为采用非无穷远点c和无穷远供电点b供电时在测点m和非无穷远点n之间产生的电位差；根据电法勘探的互换原理uan-ucn＝un→ac，un→ac表示通过非无穷远点n和无穷远供电点b供电时在供电点a和非无穷远点c之间产生的电位差。故公式(6)可以变为：

设则公式(7)变为：

则公式(8)为包含非无穷远点的二极排列的电法勘探视电阻率校正公式。

附图说明：

图1为本发明的校正二极排列非无穷远点影响的方法简单流程图；

图2为本发明的校正二极排列非无穷远点影响的方法野外布置示意图(获取第一个校正参数)；

图3为本发明的校正二极排列非无穷远点影响的方法野外布置示意图(获取第二个校正参数)；

图4为本发明的校正二极排列非无穷远点影响的方法野外布置示意图(获取非无穷远点模式的二极排列的电法勘探信息)；

图5为常规的二极直流电测深方法示意图；

图中的mi(i＝1,2…11)代表多个测量点，a代表供电点a，b代表临时布置的无穷远供电点b，c代表非无穷远点c，n代表非无穷远点n，n∞代表无穷远测点，1代表电法发送机，2代表电法接收机，3代表导线。

具体实施方式：

以下参照图1、图2、图3和图4结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

在勘探区周边临时布设一个无穷远供电点b，另布设第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n，按照常规二极排列方式布置供电点a和测点mi(i＝1,2…11)。临时布设一个无穷远供电点b是为了测量非无穷远点对勘探数据的两个校正参数，一旦获取了两个校正参数，则无穷远供电点b及相关的供电导线可以提前收回，从而不至如常规二极排列电法勘探那样，需要等待整个勘探工作结束才能收回无穷远供电点b及相关的导线而影响整个勘探的效率。

采用电法发送机通过无穷远供电点b与第一个非无穷远点c供电，采用电法接收机测量第二个非无穷远点n与测点mi(i＝1,2…11)的电位差，并求取每个测点的视电阻率的第一个校正参数f1。某个测点mi(i＝1,2…11)的视电阻率的第一个校正参数f1的公式为其中表示当采用无穷远供电点b和第一个非无穷远点c供电时，在某个测点mi(i＝1,2…11)和第二个非无穷远点n之间测量的电位差换算的视电阻率；为第一个非无穷远点c与某个测点mi(i＝1,2…11)和第二个非无穷远点n之间的装置系数，其中cmi和cn分别为第一个非无穷远点c与某个测点mi(i＝1,2…11)的距离和第一个非无穷远点c与第二个非无穷远点n的距离，单位为米；其中ami表示供电点a到某个测点mi(i＝1,2…11)之间的距离，单位为米。按照本步骤的方式获取每个测点的第一个校正参数。

采用电法发送机通过无穷远供电点b与第二个非无穷远点n供电，采用电法接收机测量第一个非无穷远点c与供电点a的电位差，并求取视电阻率的第二个校正参数f2。视电阻率的第二个校正参数f2的公式为其中ρn→ac表示当采用无穷远供电点b和第二个非无穷远点n供电时，在供电点a和第一个非无穷远点c之间测量的电位差换算的视电阻率；knac为第二个非无穷远点n与供电点a和第一个非无穷远点c的装置系数，其中na和nc分别为第二个非无穷远点n与供电点a的距离和第一个非无穷远点c与第二个非无穷远点n的距离，单位为米；其中ami表示供电点a到某个测点mi(i＝1,2…11)之间的距离，单位为米。若存在多个供电点，则按照本步骤的方式获取每个供电点的第二个校正参数。获取每个测点和每个供电点的校正参数后，则无穷远供电点b及其相关导线可以收回，而无需等待后续工作结束，故能避免常规二极排列的无穷远供电点b和相关导线必须等待整个勘探工作结束才能收回的问题，且也只需临时布置一个无穷远供电点b，而无需布置无穷远测点。故能提高整个勘探工作的效率。

采用电法发送机通过供电点a与第一个非无穷远点c供电，采用电法接收机测量第二个非无穷远点n与某个测点mi(i＝1,2…11)的电位差按照常规的把第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n分别当做无穷远供电点和测点的二极排列的视电阻率公式计算视电阻率其中ami表示供电点a到某个测点mi(i＝1,2…11)之间的距离，单位为米；为第二个非无穷远点n与某个测点mi(i＝1,2…11)的电位差，单位为毫伏；ia为供电点a通过的电流，单位为毫安。

把获得的每个测点mi(i＝1,2…11)的视电阻率利用第一个校正参数f1和第二个校正参数f2采用公式进行校正，其中ρj为校正了第一个非无穷远点c和第二个非无穷远点n影响后的反应某个测点mi(i＝1,2…11)下的视电阻率；从而获得某个测点mi(i＝1,2…11)校正了第一个非无穷远点c和第二个非无穷远n点影响的视电阻率结果。

第一个非无穷远供电点c与第二个非无穷远测点n的距离不少于供电点a与测点mi(i＝1,2…11)之间最长距离的两倍。且第一个非无穷远供电点c与第二个非无穷远测点n尽量布置在测线的垂直方向，分别位于测线的不同侧。

无穷远供电点b尽量布置在测线的垂直方向，且无穷远供电点b到测点mi(i＝1,2…11)的距离不小于供电点a与测点mi(i＝1,2…11)之间最长距离的三倍。如此布置可以尽量减少无穷远供电点b对勘探成果的影响，从而接近理论上的无穷远要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明内。