一种基于单极距的激电测深方法

摘要

本发明公开了一种基于单极距的激电测深方法，包括确定待测深区域；对待测深区域进行测深观测得到测深观测数据；计算得到充电率衰减曲线；得到所有测点的充电率衰减曲线并计算得到背景充电率衰减曲线；计算各个测点的充电率衰减曲线与背景充电率衰减曲线的比值曲线；计算各个测点的相对比值曲线；计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，完成最终的单极距激电测深。本发明通过一个长的供电极距观测就能够获得不同深度的激电信息，相比于传统的几何测深采用多个长度不同的供电极距实现测深的方法，本发明方法极大提升了激电测深的外业工作效率。

说明书

技术领域

本发明属于地球物理勘探领域，具体涉及一种基于单极距的激电测深方法。

背景技术

随着经济技术的发展，地球物理勘探领域越来越受到人们的关注。激电测深方法是地球物理勘探领域的重要探测方法，主要用于勘查硫化物矿、寻找地下水以及探测岩溶等。

激电法分为剖面测量和激电测深，剖面测量的装置主要是中梯装置，效率高，但是只能获得某一深度的总的极化率，没有测深功能，要想获得不同深度的极化率，需要改变供电极距的长度，长度小的供电极距测量的极化率反映浅部的地质信息，而长度大的供电极距测量的极化率反映深部的地质信息，这是激电测深的原理(也称为几何激电测深)。因此，几何激电测深需要至少10个长度从几米～上千米供电极距才能完成一个500米深度点的激电测深工作，遇到植被发育的山区的工作环境，采集数据费时费力，不仅成本较高，而且效率极低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性高、准确性好且实施简单方便的基于单极距的激电测深方法。

本发明提供的这种基于单极距的激电测深方法，包括如下步骤：

S1.确定待测深区域；

S2.对待测深区域进行测深观测，得到测深观测数据；

S3.根据步骤S2得到的测深观测数据，计算得到充电率衰减曲线；

S4.得到所有测点的充电率衰减曲线，并计算得到背景充电率衰减曲线；

S5.计算各个测点的充电率衰减曲线与背景充电率衰减曲线的比值曲线；

S6.根据步骤S5得到的比值曲线，计算各个测点的相对比值曲线；

S7.根据步骤S6得到的各个测点的相对比值曲线，计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，完成最终的单极距激电测深。

步骤S2所述的对待测深区域进行测深观测，得到测深观测数据，具体包括如下步骤：

采用中梯装置进行观测；中梯装置的供电极距设置为最大测深的N倍，N为设定的倍数，且取值范围为N∈[4,10]；

在中梯装置的主轴剖面、以及与主轴平行的旁侧剖面进行观测；

观测时，仅布置一次供电电极，实现若干个测点的测深数据观测；供电发射50％占空比的双极性方波，在断电后的间歇期观测得到激电二次场随时间衰减的曲线U-t，关断前电压值为U

步骤S3所述的根据步骤S2得到的测深观测数据，计算得到充电率衰减曲线，具体为计算得到充电率衰减曲线M-t；曲线上的点t

步骤S4所述的得到所有测点的充电率衰减曲线，并计算得到背景充电率衰减曲线，具体为得到所有测点的充电率衰减曲线，计算所有测点在点t

步骤S5所述的计算各个测点的充电率衰减曲线与背景充电率衰减曲线的比值曲线，具体为计算各个测点在点t

步骤S6所述的根据步骤S5得到的比值曲线，计算各个测点的相对比值曲线，具体为将步骤S6得到的各个测点的比值曲线，减去自身的比值曲线中的最小值，从而得到各个测点的相对比值曲线R

步骤S7所述的根据步骤S6得到的各个测点的相对比值曲线，计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，完成最终的单极距激电测深，具体为根据步骤S6得到的各个测点的相对比值曲线，计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，得到测深曲线Rc-H；具体包括如下步骤：

采用时分深度的方法计算不同时间t

最大深度H由供电极距AB确定，且

不同时间t

重复步骤S6和S7，得到不同深度的测深曲线Rc-H。

本发明提供的这种基于单极距的激电测深方法，提出时间域激电在断电后观测随时间延时的衰减曲线已经蕴含了不同深度的激电信息，即不同时间二次场反映不同深度的激电信息，因此本发明通过一个长的供电极距观测就能够获得不同深度的激电信息，相比于传统的几何测深采用多个长度不同的供电极距实现测深的方法，本发明方法可靠性高、准确性好且实施简单方便。

附图说明

图1为本发明方法的方法流程示意图。

图2为本发明方法的电压衰减曲线的示意图。

图3为本发明方法的充电率衰减曲线的示意图。

图4为本发明方法的实施例的21个测点的充电率随时间变化的曲线示意图。

图5为本发明方法的实施例的5个测点及所有测点的平均充电率随时间变化的曲线示意图。

图6为本发明方法的实施例的充电率比值R随时间变化的曲线示意图。

图7为本发明方法的实施例的充电率曲线的相对比值R

图8为本发明方法的实施例的充电率比值R

具体实施方式

如图1所示为本发明方法的方法流程示意图：本发明提供的这种基于单极距的激电测深方法，包括如下步骤：

S1.确定待测深区域；

S2.对待测深区域进行测深观测，得到测深观测数据；具体包括如下步骤：

采用中梯装置进行观测；中梯装置的供电极距设置为最大测深的N倍，N为设定的倍数，且取值范围为N∈[4,10]；

在中梯装置的主轴剖面、以及与主轴平行的旁侧剖面进行观测；

观测时，仅布置一次供电电极，实现若干个测点的测深数据观测；供电发射50％占空比的双极性方波，在断电后的间歇期观测得到激电二次场随时间衰减的曲线U-t，关断前电压值为U

S3.根据步骤S2得到的测深观测数据，计算得到充电率衰减曲线；具体为计算得到充电率衰减曲线M-t；曲线上的点t

S4.得到所有测点的充电率衰减曲线，并计算得到背景充电率衰减曲线；具体为得到所有测点的充电率衰减曲线，计算所有测点在点t

S5.计算各个测点的充电率衰减曲线与背景充电率衰减曲线的比值曲线；具体为计算各个测点在点t

S6.根据步骤S5得到的比值曲线，计算各个测点的相对比值曲线；具体为将步骤S6得到的各个测点的比值曲线，减去自身的比值曲线中的最小值，从而得到各个测点的相对比值曲线R

S7.根据步骤S6得到的各个测点的相对比值曲线，计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，完成最终的单极距激电测深。具体为根据步骤S6得到的各个测点的相对比值曲线，计算得到不同时间对应不同深度的充电率相对比值，得到测深曲线Rc-H；具体包括如下步骤：

采用时分深度的方法计算不同时间t

最大深度H由供电极距AB确定，且

不同时间t

重复步骤S6和S7，得到不同深度的测深曲线Rc-H，H

以下结合一个实施例，对本发明方法进行进一步说明：

某测区要求激电测深最大400m，采用供电极距AB＝2000m，测线长800m，点距40m，共21个测点；根据以上发明步骤处理结果如下：深度计算处理中取N＝5；

图4为21个测点的充电率衰减曲线，示意不同测点充电率随延时变化情况；图5为其中5个测点及21个测点的平均充电率衰减曲线示意图，示意不同测点充电率延时变化与背景充电率延时变化的对比；图6为5个测点充电率比值随时间变化曲线图，示意不同测点与背景充电率的比值随延时变化；图7为5个测点相对比值Rc随时间曲线图，示意不同测点与背景充电率的比值以最小值归0后的相对比值；图8为5个测点相对比值R

传统的激电测深理论是基于几何测深，即不同长度的供电极距对应激励不同深度产生激电效应，因此需要一组由小到大的不同极距供电分别观测，得到不同深度的激电信息，比如最大测深要求400m，由浅至深每40m(深度40m、80m、120m、160m、200m、240m、280m、320m、360m、400m)要求一个测深数据，若供电极距与深度的关系为H＝AB/5，则对于每个测点，需要依次实施供电极距AB为200m，400m，600m，800m，1000m，1200m，1400m，1600m，1800m，2000m的观测。

单极距激电测深的理论基于时间域激电测深观测得到的衰减曲线已经蕴含了不同深度的激电信息，即不同延时对应代表不同的深度。因此，比如最大测深要求400m，由浅至深每40m要求一个测深数据，若供电极距与深度的关系为H＝AB/5，则最大供电极距AB＝2000m，则仅需要观测极距2000m的衰减数据，供电延时和断电观测延时2s，每隔200ms延时提取一个数据，即对应40m递增深度的信息。

本发明方法，与现有技术相比，其优势在于：通过单个较大供电极距的时间域激电测深，就可以得到不同深度的激电差异信息，极大提升了激电测深的外业工作效率。