检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张晓男长江大学

学位级别：硕士

电磁勘探以地下异常体与围岩的电性或磁性差异为基础,通过分析接收电磁场实现有效揭示地下目标体这一目的,在资源与能源勘探中扮演了关键角色。长导线源距瞬变电磁法作为现如今重要的电磁勘探手段之一,其利用长导线发射阶跃、脉冲等形... 详细信息

电磁勘探以地下异常体与围岩的电性或磁性差异为基础,通过分析接收电磁场实现有效揭示地下目标体这一目的,在资源与能源勘探中扮演了关键角色。长导线源距瞬变电磁法作为现如今重要的电磁勘探手段之一,其利用长导线发射阶跃、脉冲等形式电流,测量一次电磁场关断后的纯二次场,具有对低阻体敏感、适用性广泛、抗干扰能力强等特点。此外,长导线源能够承受较大的发射功率,捕捉信号也更加容易。因此,其被广泛应用于非常规油气矿产及地热资源勘查等领域,有助于勘探人员精准识别地下目标体的位置、形态和性质,为资源勘探和开发提供重要信息支持。20世纪80年代以来,学者们发现激电(Induced Polarization,IP)效应的存在使得采集信号出现与理论衰减趋势不符的现象,这对对数据处理及后续反演解释有着重大影响,这表明了对地下极化体的激电效应的研究亟为重要。然而传统的时域电磁方法通常在数据正反演中忽略这一现象,导致数据处理和反演的结果与实际地质情况产生偏差。因此,开展在复杂介质中考虑极化体激电效应的三维正演模拟可以为减小相关误差提供一定的理论支持。本文在基于时域谱元法的瞬变电磁正演模拟中引入了特定电导率频散公式。作为由有限元与谱方法衍生出的正演模拟方法,谱元法因其采用了与有限元相同的网格剖分形式以及与谱方法相同的高阶插值基函数,因此同时具有有限元对复杂地质模型模拟的灵活性以及谱方法的高阶收敛性,表现出高精度和高效率的特点。首先,从时间域Maxwell方程组出发推导二次场满足的Helmholtz方程,通过欧姆定律微分形式将带有极化信息的Debye模型引入到正演模拟中推导考虑激电效应的时间域电场边值问题,对每一时刻的控制方程都采用以Gauss-LobattoLegendre(GLL)多项式为基函数的谱元法进行离散获得谱元离散方程。然后,根据二阶后退欧拉公式进行方程时间离散并利用Pardiso直接求解器求解大型线性方程组。最后,根据谱元插值和数值积分求解任意时间道的电磁响应,进而实现考虑激电效应的瞬变电磁时域三维正演。为验证两种算法的正确性,本文分别设置了几种简单正演模型,通过将一维地电模型计算结果与相应一维解析解进行对比验证,确保了两种算法计算结果的准确性。在此基础上,讨论了不同阶数谱元基函数对计算精度的影响并总结了不同激电参数对电场Ex分量的影响规律。随后对地下非极化异常体以及极化异常体展开了三位正演模拟,分析讨论了电场分量在不同介质中的扩散能力以及对不同异常体的识别效果。此外,利用考虑激电效应的基于时域谱元法的三维正演模拟算法对含气性不同的致密砂岩储层以及页岩气储层压裂后的压裂范围与效果进行了相关正演,结果也表明了该算法在致密砂岩含气性检测以及多段水力压裂监测中的有效性和可行性。

关键词：长导线源瞬变电磁法三维正演激发极化谱元法 Debye模型

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长导线源瞬变电磁响应中激电效应的影响特征

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物探化探计算技术 2019年第5期41卷 639-646页

作者：李论冯凯涂君李伟林杨聪中国煤炭科工集团西安研究院有限公司西安710077 成都理工大学地球勘探与信息技术教育部重点实验室成都610059 中国地质调查局广州海洋地质调查局广州510760

长导线源瞬变电磁实际测量时,经常观测到二次场衰减曲线的“符号反转”现象,这主要由于激发极化效应(IP效应)引起,这种现象对瞬变电磁响应数据和解释的可靠性产生影响。为了探讨IP效应对瞬变电磁的影响规律,首先在均匀半空间中研究激电... 详细信息

长导线源瞬变电磁实际测量时,经常观测到二次场衰减曲线的“符号反转”现象,这主要由于激发极化效应(IP效应)引起,这种现象对瞬变电磁响应数据和解释的可靠性产生影响。为了探讨IP效应对瞬变电磁的影响规律,首先在均匀半空间中研究激电效应影响规律,得出影响瞬变电磁响应的主要参数,然后引入相对误差表征极化效应的影响程度,来研究典型层状模型中极化层厚度和极化层埋深对瞬变电磁响应影响规律,最后以某石墨矿区地质物性参数为基础,对受激电效应影响的长导线源瞬变电磁数据解释,研究激电效应对实测数据的影响。通过研究得出结论:在均匀半空间模型中,零频电阻率和极化率对瞬变电磁响应的影响较大;对层状模型和实测数据的研究发现,当极化层的厚度、埋深和电阻率在一定范围内影响最大,而且即使实测石墨矿的极化率远小于这里采用的极化率值,但造成的影响不可忽略,因此表明激电效应对瞬变电磁的影响是复杂的。

关键词：长导线源瞬变电磁法 Cole-Cole模型激发极化效应石墨矿

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含激电效应的长导线源瞬变电磁正反演研究

含激电效应的长导线源瞬变电磁正反演研究

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作者：李论成都理工大学

学位级别：硕士

根据瞬变电磁法理论,瞬变电磁响应取决于地层电性结构和收-发装置间的几何关系,如果地下介质的电导率是线性的、与频率无关的且电磁场是似稳场的,则瞬变电磁响应值总是保持一种符号(习惯符号取正)。但在野外进行瞬变电磁法测量时中晚期... 详细信息

根据瞬变电磁法理论,瞬变电磁响应取决于地层电性结构和收-发装置间的几何关系,如果地下介质的电导率是线性的、与频率无关的且电磁场是似稳场的,则瞬变电磁响应值总是保持一种符号(习惯符号取正)。但在野外进行瞬变电磁法测量时中晚期的电磁响应衰减曲线会偶尔出现“符号反转”现象,这种现象已被国内外大量的理论研究和野外工作验证是由激发极化效应(Induced Polarization Effects,IP效应)引起的负响应。激电效应强度一般情况下较弱但目前的大多数瞬变电磁仪器都能观测得到。在后期数据处理过程中由于激电信息难以处理,一般采取直接反演实测数据或者把激电信息当作干扰信息从数据去掉,这对反演解释的可靠性有较大的影响。同时激电信息是由地下介质产生的,在一定程度上能够反映地下介质信息,并且由于实际情况电阻率值受各种因素影响,而影响极化率的因素较少,用极化率反映地下介质增加了反演解释的可信度。因此提取和利用瞬变电磁响应中激电信息不仅能够较为精确地反映含极化特性的目标地质体信息,而且对于扩大瞬变电磁法应用范围具有重要的意义。本文通过在长导线源瞬变电磁正演计算中引入Cole-Cole复电阻率表达式,通过数值计算得到含激电效应的长导线源瞬变电磁响应。利用可极化均匀半空间瞬变电磁响应曲线中出现“符号反转”现象的时间和最大负值的大小反映激电效应影响程度,然后利用二者分析讨论了装置参数和地层参数对长导线源瞬变电磁响应中激电效应的影响。研究发现:(1)发射电流、偏移距、收发距、接收线圈高度、导线源长度、接收线圈的面积、极化率通过影响感应电流和极化电流大小来影响激电效应的强弱,而零频电阻率通过改变感应电流和极化电流衰减速度影响激电效应。(2)利用长导线源瞬变电磁有无激电效应响应时的相对误差研究激电效应对典型三层可极化层状模型响应的影响程度,发现当模型中间层为相对低阻极化层时激电效应对瞬变电磁响应影响更大。(3)研究表明激电效应对瞬变电磁响应影响程度与极化层的埋深、厚度、电阻率、极化率、频率相关系数、时间常数存在一定的关系。最后探讨了长导线源瞬变电磁响应衰减曲线中多个“符号反转”现象的实质。同时本文利用一维OCCAM反演法对含激电参数的典型地电模型进行反演,尝试提取激电参数,在此基础上并对比存在激电效应时对长导线源瞬变电磁数据反演结果的影响。最后对某石墨矿长导线源瞬变电磁实测数据反演进行激电信息提取,并利用钻井资料验证了反演效果。结果表明,本文利用理论数据与实测数据验证了反演方法提取激电信息是可行的,利用激电信息对有极化特性的石墨矿体识别是有效的。

关键词：长导线源瞬变电磁法激电效应一维正反演研究激电信息提取石墨矿探测

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