專利名稱：一種全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種勘察地球物理領(lǐng)域的電磁測(cè)深方法，特別涉及一種測(cè)量水平電場(chǎng) 分量Ey的全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法。
背景技術(shù)：
在勘察地球物理電磁法領(lǐng)域，有多種電磁場(chǎng)測(cè)量及視電阻率計(jì)算方法，但均 還存在一定的缺陷和不足。例如，現(xiàn)有的可控源音頻大地電磁法(Controlled Source Audio-frequencyMagnetotelluric, CSAMT)，需要在“遠(yuǎn)區(qū)”(收發(fā)距等于趨膚深度的7_9 倍)測(cè)量一組相互正交的電、磁場(chǎng)水平分量艮、Hy(或者Ey、Hx)，通過計(jì)算二者之比(稱為
阻抗)Zxy = &y/Hy(或者Zyx = Ey/Hx)，進(jìn)而獲得地下的視電阻率分布 (或者
/V =1|、|2)，以達(dá)到查明地下電性結(jié)構(gòu)分布特征的目的。由于需要在遠(yuǎn)區(qū)測(cè)量?jī)蓚€(gè)相互 //ω1 1
正交的電、磁場(chǎng)水平分量，可以部署的測(cè)量面積十分有限。使用的裝備必須具備既能測(cè)量電 場(chǎng)又能測(cè)量磁場(chǎng)的功能。在野外作業(yè)的時(shí)候，需要同時(shí)測(cè)量電場(chǎng)和磁場(chǎng)，還要保證艮、&(或 者民、Hx)相互正交。測(cè)量Ex、Hy (或者Ey、Hx)的誤差都被帶入結(jié)果中，再通過平方使誤差 更加放大。并且通常所進(jìn)行的標(biāo)量Ex、Hy測(cè)量所測(cè)定的Ex是電場(chǎng)的法向分量，由于界面的 積累電荷效應(yīng)，受其靜態(tài)效應(yīng)影響明顯。測(cè)量裝置復(fù)雜，效率低下，受測(cè)量裝備特別是磁探 頭的測(cè)量精度影響嚴(yán)重。因磁探頭的制造技術(shù)受限于國(guó)外，導(dǎo)致整套儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，使 得現(xiàn)有的單點(diǎn)測(cè)量成本也較高。又由于在“遠(yuǎn)區(qū)”測(cè)量，信號(hào)微弱，勢(shì)必要加大發(fā)送電流，使 得發(fā)送裝備笨重。因此，現(xiàn)有的CSAMT法還存在裝置笨重、測(cè)量區(qū)域有限、手續(xù)繁瑣、效率低 下、測(cè)量成本高、精度不足、易受靜態(tài)效應(yīng)影響等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有CSAMT法的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種新的全區(qū)電偶源 頻率域電測(cè)深方法。本發(fā)明測(cè)量裝置簡(jiǎn)單、測(cè)量區(qū)域?qū)拸V、效率高且成本相對(duì)較低。本發(fā)明提出的全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法，只測(cè)量電偶極源產(chǎn)生的垂直于供電 偶極矩的水平電場(chǎng)分量&，測(cè)量收發(fā)距r，觀測(cè)點(diǎn)與偶極矩正向的夾角^，記錄供電電流I，供 電偶極A和B的距離dL，根據(jù)本發(fā)明提出的公式和方法進(jìn)行計(jì)算，可獲得任意大小收發(fā)距的 全區(qū)視電阻率。根據(jù)電磁場(chǎng)理論，準(zhǔn)靜態(tài)極限下，水平諧變電偶極子在均勻半空間表面所產(chǎn)生的 電場(chǎng)分量可在柱坐標(biāo)系中表述如下
Er =cos φ[\ + elkr (1 -ikr)](1)
2πστ
權(quán)利要求
1. 一種全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法，其特征在于，它是通過測(cè)量電偶極源產(chǎn)生的垂 直于供電偶極矩的水平電場(chǎng)分量Ey，測(cè)量收發(fā)距r，觀測(cè)點(diǎn)與偶極矩正向的夾角0，記錄供電 電流I，供電偶極A和B的距離dL，來獲得任意大小收發(fā)距的全區(qū)視電阻率，它包括以下步 驟第一步，在指定勘察地區(qū)布置電偶源，測(cè)量供電偶極A和B的距離dL，偶極矩的方向選 擇垂直于地質(zhì)構(gòu)造的走向，同時(shí)記錄供電電極A和B的坐標(biāo)；第二步，根據(jù)實(shí)際勘探深度需要及測(cè)區(qū)大地背景電阻率選擇測(cè)量頻率范圍，觀測(cè)區(qū)域 為扇形區(qū)域，扇區(qū)的范圍為與電偶極矩方向的夾角為5° 85°，最小收發(fā)距r取到近區(qū)， 最大收發(fā)距r則根據(jù)可探測(cè)到的最小電場(chǎng)強(qiáng)度幅值確定；測(cè)線可平行或垂直構(gòu)造走向布 置；第三步，啟動(dòng)發(fā)送電流，同步多道測(cè)量垂直于供電偶極矩的水平電場(chǎng)Ey分量數(shù)據(jù)，同時(shí) 記錄測(cè)點(diǎn)位置；第四步，由接收機(jī)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，并根據(jù)如下公式計(jì)算視電阻率
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法，其特征在于最小收發(fā)距 的大小取至rmin ^ 0.01 δ (fL)，其中δ (fL)是最低探測(cè)頻率&所對(duì)應(yīng)的趨膚深度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量水平電場(chǎng)分量Ey的全區(qū)電偶源頻率域電測(cè)深方法。包括如下步驟(1)布置發(fā)送電源和供電偶極；(2)選擇測(cè)量頻率，觀測(cè)扇區(qū)的范圍為與偶極矩方向的夾角為5°～85°，選定收發(fā)距dL；布置測(cè)線，測(cè)點(diǎn)；(3)布置并連接測(cè)量電極及接收機(jī)；同步多道測(cè)量垂直于供電偶極矩的水平電場(chǎng)(Ey)分量，同時(shí)記錄測(cè)點(diǎn)位置(相對(duì)偶極中心的坐標(biāo))；(4)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并根據(jù)相應(yīng)公式計(jì)算視電阻率。本發(fā)明適合于在全區(qū)進(jìn)行地下電性分布觀測(cè)；本發(fā)明僅需測(cè)量一個(gè)方向的電場(chǎng)數(shù)據(jù)，觀測(cè)范圍廣，效率高，成本低，裝備簡(jiǎn)單，觀測(cè)數(shù)據(jù)受靜態(tài)效應(yīng)影響小，本發(fā)明可用于查明地下地質(zhì)構(gòu)造及礦產(chǎn)分布或者解決其他工程、水文及環(huán)境地質(zhì)問題。
文檔編號(hào)G01V3/08GK102062876SQ20101054784
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者周聰, 湯井田, 肖曉 申請(qǐng)人:周聰, 湯井田, 肖曉