一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置和方法制造方法及图纸

本申请提出一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置和方法，所述装置包括：发射电极对和分布式采集站；在距离所述发射电极对第一预设距离处设置所述分布式采集站；所述分布式采集站包括设置在多条测线上的多个接收电极对，每条测线上设置一个接收电极对或者多个接收电极对，所述方法包括：将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据；通过转换获得的所述地面虚拟地震波场数据，获得地下任一点的虚拟地震数据；根据所述地下任一点的地震数据，确定地下目标体的与围岩的分界面。应用性强、数据采集精度高；能够获得精细解释剖面，直观地解释地下目标体与围岩的分界面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及煤田水文地质与地球物理领域，具体涉及一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置和方法。
技术介绍
MTEM(Multi-channel Transient Electromagnetic Method，多通道瞬变电磁法)最初设想是通过提取同一地点不同时间获取的EM数据间的差异估计地下天然气储层的分布情况。如图1所示，为多通道瞬变电磁法实验的装置野外布设示意图。图上“点”表示试验中各发射极点的位置，“十字”表示观测点的位置。在试验中，系统沿测线进行阵列式多分量发射，阵列式多场量、多分量观测。发射机发射占空比100％的双极性方波，发射极间距为250米，进行发射。在观测点位置，使用接收机进行轴向式或者赤道向式观测电场及垂直磁场，电场观测的电极间距为125米。MTEM工作原理如图2所示。MTEM主要工作特点为：发射电极对与接收电极对位于同一条测线上，采取一发多收的观测系统。这种装置模式与地震勘探数据观测方式比较相近，数据处理方法也与地震勘探基本相似，即通过共偏移剖面图，来推测地下某一深度目标体的地电信息。在对MTEM法进行实验的初期，接收装置记录电场水平分量、垂直分量，以及垂直磁场随时间的导数等参数。随后的建模研究和数据处理结果表明，除了电场水平分量，其它分量并没有反映出地下目标体的更多的信息。因此，后期采取了如图2所示的轴向式工作装置。MTEM法采用电偶极源进行信号发射，采用电偶极子阵列来记录大地电磁响应，发射源位置和接收电偶极子之间的偏移距一般为2倍目标体深度
至4倍目标体深度。整个系统沿测线移动，直到完成整条测线的数据采集工作。各测点的大地电压响应的峰值与大地电阻率值及收发距离存在如下的近似表达式： V ≈ 10 6 · Δx s · Δx r · I · ρ 2 f s r 5 ]]>其中，Δxs,Δxr分别为源电极距和接收电极距，I为源电流，fs为源转换频率，r为偏移距，ρ为电阻率。由上式可以看出，随着偏移距r的增加，接收得到的电压信号将急剧衰减，在偏移距较大时难以获得质量较好的信号。此外，常规方法对于复杂地质构造、地形起伏等情况下，不利于精细探测。
技术实现思路
本专利技术提供一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置和方法，利用地球物理方法，完成精度高的3-D数据采集、获得精细解释剖面。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置，包括：发射电极对和分布式采集站；在距离所述发射电极对第一预设距离处设置所述分布式采集站；所述分布式采集站包括设置在多条测线上的多个接收电极对，每条测线上设置一个接收电极对或者多个接收电极对。可选地，所述发射电极对的两个电极之间距离为第二预设距离。可选地，所述发射电极对的连线与所述分布式采集站的测线平行或者垂直。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种多通道瞬变电磁法三维探测的方法，包括：将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据；通过转换获得的所述地面虚拟地震波场数据，获得地下任一点的虚拟地
震数据；根据所述地下任一点的地震数据，确定地下目标体的与围岩的分界面。可选地，将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据包括：按照如下公式将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据： E ( x , y , z , t ) = 1 2 πt 3 ∫ 0 ∞ τe - τ 2 4 t U ( x , y , x , τ ) d τ , ]]>其中，E(x,y,z,t)为分布式采集站瞬变电磁观测数据，U(x,y,z,τ)为要转换的虚拟地震波场数据，t为分布式采集站瞬变电磁数据时间，τ为虚拟地震波场数据时间。可选地，通过转换获得的所述地面虚拟地震波场数据，获得地下任一点的地震数据包括：根据获得的所述地面虚拟地震波场数据，利用从地面向地下递推的方法，获得地下任一点的虚拟地震数据。可选地，通过转换获得的所述地面虚拟地震波场数据，获得地下任一点的虚拟地震数据包括：按照如下公式获得地下任一点的地震数据： U ( x , y , z , t ) = - 1 4 π ∫ ∫ Q 0 { ∂ ∂ n ( 1 r ) - 1 r ∂ ∂ n - 1 v r ∂ r ∂ n ∂ ∂ t本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置，其特征在于，包括：发射电极对和分布式采集站；在距离所述发射电极对第一预设距离处设置所述分布式采集站；所述分布式采集站包括设置在多条测线上的多个接收电极对，每条测线上设置一个接收电极对或者多个接收电极对。

【技术特征摘要】
1.一种多通道瞬变电磁法三维探测的装置，其特征在于，包括：发射电极对和分布式采集站；在距离所述发射电极对第一预设距离处设置所述分布式采集站；所述分布式采集站包括设置在多条测线上的多个接收电极对，每条测线上设置一个接收电极对或者多个接收电极对。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述发射电极对的两个电极之间距离为第二预设距离。3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述发射电极对的连线与所述分布式采集站的测线平行或者垂直。4.一种多通道瞬变电磁法三维探测的方法，其特征在于，包括：将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据；通过转换获得的所述地面虚拟地震波场数据，获得地下任一点的虚拟地震数据；根据所述地下任一点的地震数据，确定地下目标体的与围岩的分界面。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据包括：按照如下公式将分布式采集站获得的瞬变电磁观测数据等效转换为地面虚拟地震波场数据： E ( x , y , z , t ) = 1 2 πt 3 ∫ 0 ∞ τe - τ 2 4 t U ( x , y , z ...

【专利技术属性】
技术研发人员：底青云，李貅，薛国强，侯东洋，
申请(专利权)人：中国科学院地质与地球物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11