專利名稱：一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地球物理勘探方法，特別是涉及一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。
背景技術(shù)：
大地電磁法是一種重要的勘探地球物理方法，主要應(yīng)用于能源、金屬礦產(chǎn)、地下水、工程及海洋資源勘探等眾多領(lǐng)域，并且種類繁多，其中目前應(yīng)用最為廣泛的是頻率域大地電磁法。這種方法所采用的主要觀測裝置是在待勘探區(qū)域的表面沿南北和東西方向或兩個相互垂直的其它方向各設(shè)置一對靜態(tài)電場觀測電極、兩個與上述兩個電場觀測電極相對應(yīng)且相互垂直的磁探頭和一個鉛垂方向的磁探頭以及一個與上述電極、探頭相連的采集裝置，由此測得地下介質(zhì)的垂向變化，從而給外部作業(yè)施工帶來諸多方便，同時提高了生產(chǎn)效率。但是，這種已有技術(shù)的頻率域大地電磁法存在下列問題當觀測電極附近存在地表不均勻體時，由于在電磁場作用下其接觸面上會產(chǎn)生積累電荷，而積累電荷產(chǎn)生的附加電場又改變了地下介質(zhì)分布所引起的平面電磁波地表電場分量，對于不同頻率來說，地表電場在這一界面上產(chǎn)生的積累電荷與其電場強度成正比，因而其必然會產(chǎn)生對應(yīng)頻率的附加電場，由于觀測裝置與不均勻體界面的相對位置在觀測期間固定不變，因此對于所有頻率而言，各自電場分量所產(chǎn)生的附加電場與對應(yīng)的地表電場分量成正比，且這一比例因子為與頻率無關(guān)的常數(shù)(實數(shù))，故其影響便是使電阻率曲線產(chǎn)生整體平移，即產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)。這一效應(yīng)可使橫向連續(xù)的地電地質(zhì)體出現(xiàn)電性假異常，使本應(yīng)連續(xù)的地質(zhì)體被縱向斷裂而分成多個單元，從而給處理解釋及綜合分析帶來難以克服的困難，結(jié)果常常使最終資料中的斷裂與實際存在出現(xiàn)矛盾。另外，在現(xiàn)有的改正方法中，由于已知資料的局限性往往又會使一些實際存在的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象因校正過度而被掩蓋掉。此外，由于常規(guī)處理方法無法消除靜態(tài)干擾，同時受計算能力的限制，為了利用快速傅氏變換等節(jié)省計算資源的計算方法，在觀測頻點選擇上采用了在對數(shù)坐標上均勻分布的頻點進行處理，這樣就會造成垂向分辨率降低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠去除靜態(tài)效應(yīng)且可提高垂向分辨率的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進行的下列步驟(1)將多臺采集裝置以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點公共電極點共用同一電極；(2)對每一道觀測結(jié)果分別進行常規(guī)處理，以獲得各點的常規(guī)觀測曲線；(3)對所有觀測點的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進行相鄰兩點、三點、四點直至全部點的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列；(4)用上述求出的拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列分別作為觀測場值而進行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點的一系列拓撲觀測曲線；(5)繪制同一記錄點單頻點電阻-極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出該點該頻率電阻率值；(6)重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點的所有頻點的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。
所述的步驟4中的功率譜分析采用級聯(lián)分樣技術(shù)進行抽樣，然后提取周期為2iT0的基準頻點，其中T0為32倍采樣間隔，i為分樣級數(shù)，再在2iT1～2i+1T1間利用抽樣結(jié)果作時間等間距加長周期進行傅氏變換，只求取8次諧波作為加密功率譜，即可提高垂向分辨率。
本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法是采用拓撲處理來去除靜態(tài)效應(yīng)，同時利用將觀測周期等間距加長的方法來提高垂向分辨率，從而可以獲得更貼近實際的地質(zhì)效果，使觀測結(jié)果能夠更直觀地反映出地下綜合信息，并且可以去除假異常的存在和干擾。


圖1為本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的主要觀測裝置布設(shè)示意圖。
圖2為本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的觀測裝置單向布置及同向電場分量拓撲處理網(wǎng)絡(luò)示意圖。
圖3為本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法所采用的級聯(lián)分樣技術(shù)示意圖。
具體實施例方式
如上所述，產(chǎn)生靜態(tài)效應(yīng)的最根本原因是觀測裝置的空間位置固定不變，因此當我們用不同的觀測裝置觀測響應(yīng)最佳的頻率段(或某一頻率)時，由于觀測裝置的改變就會使不均勻體界面的積累電荷所產(chǎn)生的附加電場減小或消除，同時，這種影響將不會出現(xiàn)在整個觀測頻段而影響整支曲線。因此本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法就是利用連續(xù)剖面觀測時的時間觀測數(shù)據(jù)進行拓撲處理，以實現(xiàn)采用最優(yōu)觀測裝置獲取對應(yīng)頻段的觀測結(jié)果。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法進行詳細說明。
本發(fā)明提供的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進行的下列步驟(1)如圖1所示，將多臺采集裝置1以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點公共電極點共用同一電極2；(2)對每一道觀測結(jié)果分別進行常規(guī)處理，以獲得各點的常規(guī)觀測曲線；(3)如圖2所示，對所有觀測點的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進行相鄰兩點、三點、四點直至全部點的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列，具體方法如下①以記錄點n為中心，將原始觀測值計作(n，0)，兩邊同時各加一個點拓撲生成一新點計作(n，1)，各加i個點拓撲生成的新點計作(n，i)，依次類推而得到一拓撲點序列電場分量
E(n,i)=Σk=-ik=iE(n-k)1+2i,(i≥0)]]>②以記錄點n與n+1兩點求平均得加密點計作n+0.5，以此兩點為中心，兩邊同時各加一個點拓撲生成一新點計作(n+0.5，1)，各加i個點拓撲生成的新點計作(n+0.5，i)，依次類推而得到一加密拓撲點序列電場分量E(n+0.5,i)=Σk=0k=iE(n-k)+Σk=0k=iE(n+1+k)2+2i,(i≥0)]]>(注以上兩公式是對等點距且同一直線剖面而言，對于同一直線剖面不等點距來說應(yīng)取點距加權(quán)平均計算。)(4)用上述求出的拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列分別作為觀測場值而進行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點的一系列拓撲觀測曲線；其中功率譜分析采用如圖3所示的級聯(lián)分樣技術(shù)進行抽樣，然后提取周期為2iT0的基準頻點，其中T0為32倍采樣間隔，i為分樣級數(shù)，再在2iT1～2i+1T1間利用抽樣結(jié)果作時間等間距加長周期進行傅氏變換，只求取8次諧波作為加密功率譜，即可提高垂向分辨率。
傅氏變換公式如下X(k)=Σn=0n=N-1x(n)WN8nk=i32l+mWN=e-jωω=2ΔTN·N]]>N為變換樣品數(shù)，32≤N＜64且為偶數(shù)；ΔTN為對應(yīng)于采樣點數(shù)N的采樣間隔；k為頻點號；i抽樣級數(shù)；m為i級抽樣段的加密頻點序號；l為加密頻點延長時域間隔。
(5)繪制同一記錄點單頻點電阻-極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出該點該頻率電阻率值；(6)重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點的所有頻點的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。
上述處理只闡述了一個方向的電場分量，對于另一方向的電場分量來說，在進行網(wǎng)絡(luò)化觀測時處理方法完全相同。對于磁場分量來說，無需任何處理，同傳統(tǒng)觀測法完全一樣。
另外，在進行步驟1所述的觀測裝置布設(shè)時應(yīng)選擇適宜的采樣頻率和觀測極距，以提高采集效果和施工效率。
權(quán)利要求
1.一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法，其特征在于所述的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法包括按順序進行的下列步驟(1)將多臺采集裝置以陣列的方式布設(shè)在待勘探區(qū)域的表面，并且相鄰測點公共電極點共用同一電極；(2)對每一道觀測結(jié)果分別進行常規(guī)處理，以獲得各點的常規(guī)觀測曲線；(3)對所有觀測點的同一延伸方向的電場原始觀測值的時間序列數(shù)據(jù)分別進行相鄰兩點、三點、四點直至全部測點的同一電場分量相加以求出不同極距的電場值，即拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列；(4)用上述求出的拓撲點及加密拓撲點的電場分量序列分別作為觀測場值進行功率譜分析及阻抗張量估算，從而獲得同一記錄點的一系列拓撲觀測曲線；(5)繪制同一記錄點單頻點電阻—極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求出該點該頻率電阻率值；(6)重復(fù)上一步驟而完成所有記錄點的所有頻點的編輯工作即可獲得無靜態(tài)觀測結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法，其特征在于所述的步驟4中的功率譜分析采用級聯(lián)分樣技術(shù)進行抽樣，然后提取周期為2iT0的基準頻點，其中T0為32倍采樣間隔，i為分樣級數(shù)，再在2iT1～2i+1T1間利用抽樣結(jié)果作時間等間距加長周期進行傅氏變換，只求取8次諧波作為加密功率譜，即可提高垂向分辨率。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高分辨率去靜態(tài)頻率域大地電磁法。其包括將多臺采集裝置布設(shè)在待勘探區(qū)域，且相鄰測點公共電極點共用同一電極；對同向延伸各道觀測結(jié)果分別進行常規(guī)處理獲取常規(guī)觀測曲線，對所有測點的時間序列數(shù)據(jù)分別進行相鄰兩點、三點至全部點同一電場分量相加以求出平均值，即求出拓撲點及加密拓撲點電場分量序列；用該電場分量分別作為觀測場值而進行功率譜分析及阻抗張量估算即得同一記錄點的一系列拓撲觀測曲線；繪制同一記錄點單頻點電阻—極距變化曲線，觀察分析電阻率變化規(guī)律，編輯刪除靜態(tài)干擾阻值，求取該點該頻率電阻率值；重復(fù)上一步驟至完成所有記錄點的所有頻點的編輯工作。本發(fā)明的方法可獲得更貼近實際的地質(zhì)構(gòu)造觀測結(jié)果。
文檔編號G01V3/40GK101017205SQ20071005688
公開日2007年8月15日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者劉俊昌, 夏訓(xùn)銀, 徐新學(xué), 陳高, 蔡運勝, 葛云生, 康同樂 申請人:劉俊昌