基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术的制作方法

本发明涉及地球物理勘探，尤其是基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术。

背景技术：

1、目前，关于人工源电磁法中的激电异常信息的研究，已经有诸多学者展开了大量的探索与研究，主要分为瞬变电磁法(tem)以及可控源音频电磁法(csamt)。其中，在可控源音频电磁法中的激电信息研究方面，国内外起步较晚，并且国外对此方法的研究也较少，而国内的研究仅在近十几年才开始的。2007年岳安平等人在《从csamt信号中提取ip信息探讨》一文中阐述了从可控源音频电磁法的电磁场信号提取激电异常的基本步骤，并给出了相关研究方向；2008年刘磊等人在《可极化大地上csamt激发极化效应的研究》一文中阐述了利用广义逆反演方法对中间层极化体的地电模型进行反演，根据反演结果初步得出在csamt信号中提取激电异常信息是可行的。但是仅反演中间层的极化参数，而其他地层并未参与反演；同年，汤井田等人在《csamt法中极化层的视电阻率响应》一文中阐述了对含中间极化层的csamt法视电阻率响应进行探讨，从理论数值曲线分析出激电效应的影响是不可忽略的。2009年黄磊则在《csamt中的ip效应提取》中提到对含激发效应的csamt各电磁场分量进行分析，并且提出了利用ey进行激电信息提取的思想。李勇等人在《电偶源频率电磁测深激发极化效应研究》一文中说明了进行电偶源激电异常分析，对电磁场各分量进行分辨率分析提出用ex提取激电信息并给出相应的理论计算公式。同样徐汶东在《csamt中的ip效应影响及应用研究》中也认为激电效应对ex的影响最大且在中低频处影响明显，同时给出了相关的反演目标函数以及优先考虑影响较大的激电参数的思想。2012年余传涛在《含激电效应的csamt二维正演与联合反演应用研究》中提出利用csamt数据与ip数据进行联合反演的思想，并应用于实际勘探中取得良好的效果。2013年冯兵等人在《利用csamt电磁场响应提取激电效应的方法初探》中提到利用ex、hy分量数据分步反演地下介质激电参数。2015年王珺璐在《基于cole-cole复电阻率模型的线源可控源有限元数值模拟》中进一步研究了含cole-cole模型的线源二维地电模型正演电磁场响应。2016年徐玉聪在《含激电效应的csamt一维正反演研究》中提到采用自适应正则化反演方法对含激电效应的csamt进行一维反演研究。2017年黄逸伟在《含激电效应的可控源电磁法三维正演及响应研究》中提到了含激电效应的可控源三维正演计算，为三维激电反演提供了正演基础。

2、另外，时频电磁法是近十几年出现的一种新的电磁勘探技术，此方法由davydycheva在《electricalprospectingmethodforoilsearchusingtheinducedpolarizationeffect》中提出，并且在张锐锋《时频电磁法时域激电参数提取与应用》中加以改进完善，现已成功应用于国内外油气勘探开发之中。2020年何展翔在《时频电磁(tfem)技术：数据联合约束反演》中将人工鱼群智能优化算法引入时频电磁资料处理，采用了分步约束反演策略，通过约束界面和电阻率来实现极化率的反演。目前，在江汶波《bgp时频电磁技术介绍ppt》中对极化异常信息的处理，是在时间域电阻率反演结果的基础上，于频率域对极化率进行反演处理。

3、整体而言，现阶段对极化异常信息的处理基本上都是通过迭代反演来进行的，除了计算时间长，不能即时给出成像结果外，往往由于迭代格式的线性近似以及实测数据规模的增大，导致分辨能力较差。

4、因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，本发明采用的技术方案如下：

2、基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，其包括以下步骤：

3、将cole-cole模型引入到可控源一维正演中，并推导得到含激电效应的一维频率域正演公式；

4、模拟层状激发极化介质情况下的频率域电磁场响应，并分析cole-cole模型中的激电参数对电磁场响应的影响情况；

5、采用分步骤的处理策略对实测的电磁场数据的电性参数反演处理，求得地电断面电阻率数据；

6、采用映射成像、敏锐最优层递成像对地电断面电阻率数据进行提取，得到电磁场响应中所包含的激电异常信息。

7、进一步地，所述采用分步骤的处理策略对实测的电磁场数据的电性参数反演处理，求得地电断面电阻率数据，包括以下步骤：

8、采用电磁场振幅数据求得全区视电阻率；

9、利用ocaam或nlcg反演算法对全区视电阻率拟合的电阻率反演，求得地电断面电阻率数据。

10、进一步地，基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，还包括：

11、利用加入cole-cole模型的正演对应的反演数据，与实测的电磁场数据的电性参数反演得到的地电断面电阻率数据进行比对，并进行修正

12、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

13、本发明从频域电磁测深实测资料中提取极化异常信息，用于深埋长隧道施工过程中，对破碎含水构造等地质灾害高发地带的预测，是本次研发提出的一个新思路，通过极化率与电阻率电性分布特征的联合运用及综合分析，有望提高对地质灾害预测的成功率。综上所述，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在地球物理勘探技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术特征：

1.基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，其特征在于，所述采用分步骤的处理策略对实测的电磁场数据的电性参数反演处理，求得地电断面电阻率数据，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，其特征在于，还包括：

技术总结
本发明公开了基于电阻率反演结果的极化异常信息提取技术，包括以下步骤：将Cole‑Cole模型引入到可控源一维正演中，并推导得到含激电效应的一维频率域正演公式；模拟层状激发极化介质情况下的频率域电磁场响应，并分析Cole‑Cole模型中的激电参数对电磁场响应的影响情况；采用分步骤的处理策略对实测的电磁场数据的电性参数反演处理，求得地电断面电阻率数据；采用映射成像、敏锐最优层递成像对地电断面电阻率数据进行提取，得到电磁场响应中所包含的激电异常信息。通过上述方案，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在地球物理勘探技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术研发人员：王绪本,徐正宣,王栋,高永才,刘俊飞,扈森,许胜,王茂靖,张雨露,甄大勇,刘康,周超,曹云勇,张硕,唐宇豪,贾哲强,马文德,魏栋华
受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15