一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置制造方法及图纸

技术编号:14549873 阅读:86 留言:0更新日期:2017-02-04 22:57
本申请实施例公开了一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置。该方法包括:在待测区域中的预设观测点处观测第一发射线圈作为发射源所产生的二次场,得到第一观测数据;在待测区域中的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射源所产生的二次场,得到第二观测数据;采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述待测区域的电阻率分布特征。其中,所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。通过本申请实施例所公开的技术方案,在勘探区域既可以达到较大的勘探深度,又能得到其浅部区域的信息。

Detection method and device based on loop source transient electromagnetic method

The embodiment of the invention discloses a detection method and a device based on a loop source transient electromagnetic method. The method includes: in the two field tested preset observation point observation first transmitting coil area as emission source generated by the first observation data; in the two field to be measured in the region of the preset observation point observation second transmitting coil as the emission source generated by the second observation data; using the method of time weighted joint inversion of the first data and the second data, get the resistivity distribution area to measure the. The size of the first transmitting coil is smaller than the size of the second transmitting coil. Through the technical proposal disclosed by the embodiment of the invention, the exploration depth can be achieved, and the information of the shallow area can be obtained.

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及地球物理勘探
,特别涉及一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置
技术介绍
回线源瞬变电磁法是一种重要的地球物理电磁勘探方法。该方法主要是利用一个不接地的回线向地下发射一次脉冲电磁场,在脉冲电磁场的间歇期间,通过观测感生二次场随时间的变化规律来研究大地的电性特征(主要是反演大地电阻率),从而解决相关的地质问题。感生二次场的早期信号主要反映浅部地层电性信息,晚期信号主要反映深部地层电性信息。常规回线源瞬变电磁法通常是采用单一的尺寸较大的发射线圈或者尺寸较小的发射线圈作为发射源,对该发射源产生的感生二次场进行观测,然后对所得到的观测数据进行反演来得到勘探区域的电阻率分布特征。然而,采用单一的较大发射线圈,可以观测到相对比较晚期的信号,从而达到较大的勘探深度,但大发射线圈关断时间较长,早期信号损失较多,相应地浅部勘探盲区增大。而采用尺寸较小的发射线圈,其关断时间较短,浅部勘探盲区范围比较小,但所能观测到的晚期延时也较小,因而所能所达到的勘探深度也比较小。因而,如何在勘探区域既能达到较大的勘探深度,又能得到其浅部区域的信息,是本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本申请实施例的目的是提供一种一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置,以实现在勘探区域既能达到较大的勘探深度,又能得到其浅部区域的信息目的。为解决上述技术问题,本申请实施例提供一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置是这样实现的:本申请实施例提供了一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法,包括:在待测区域中的预设观测点处观测第一发射线圈作为发射源所产生的二次场,得到第一观测数据;在所述待测区域中的所述预设观测点处观测第二发射线圈作为发射源所产生的二次场,得到第二观测数据;采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述待测区域的电阻率分布特征,其中,所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。需要说明的是,所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸可以是指所述第一发射线圈的实际尺寸小于所述第二发射线圈的实际尺寸,也可以是指所述第一发射线圈的等效尺寸小于所述第二发射线圈的等效尺寸。可选的,在至少一实施方式中,所述采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述待测区域的电阻率分布特征包括:利用所述第一观测数据和所述第二观测数据,构建电阻率向量的目标函数;对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数;将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为所述待测区域的电阻率分布特征。可选的,在至少一实施方式中,所构建的目标函数表示如下:Ψ(m)=(d1-F1(m))TW1(d1-F1(m))+(d2-F2(m))TW2(d2-F2(m))+λmTLTLm其中,Ψ(m)为目标函数,d1,F1分别为所述第一发射线圈的第一观测数据向量及第一正演函数,d2,F2分别为所述第二发射线圈的第二观测数据向量及第二正演函数;m为电阻率向量;L为差分算子;λ为正则化参数;W1为所述第一观测数据的第一加权矩阵,其表达式如下:W1=111xi1xixi2;]]>i1,i,i2分别为在所述第一观测数据和所述第二观测数据的重叠时间段内所述第一观测数据的起始时间点序号、中间时间点序号以及终止时间点序号;xi1,xi,xi2分别为i1,i,i2所对应时间点的加权;W2为所述第二观测数据的第二加权矩阵,其表达式如下:W2=xj1xjxj2111;]]>j1,j,j2分别为在所述重叠时间段内所述第二观测数据的起始时间点序号、中间时间点序号以及终止时间点序号;xj1,xj,xj2分别为j1,j,j2所对应时间点的加权。可选的,在至少一实施方式中,对所述第一加权矩阵和所述第二加权矩阵分别进行如下对应处理:xi1=1xi=1-1(ti2-ti1)*(ti-ti1)xi2=0;]]>xj1=0xj=1-1(tj2-tj1)*(tj-tj1)xj2=1,]]>其中,ti1,ti,ti2分别为i1,i,i2所对应的延时;tj1,tj,tj2分别为j1,j,j2所对应的延时。可选的,在至少一实施方式中,所述对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数包括:将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中,计算所述目标函数的当前数值;判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值;在判断出所述目标函数的当前数值达到所述设定值时,终止所述电阻率向量的迭代计算。可选的,在至少一实施方式中,所述对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数包括:将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中,计算所述目标函数的当前数值;将所述目标函数的当前数值与设定值对比,判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值;在判断出所述目标函数的当前数值未达到所述设定值时,判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数;在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时,终止所述电阻率向量的迭代计算。可选的,在至少一实施方式中,所述对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数包括:将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中,计算所述目标函数的当前数值;计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值;判断所述差值是否小于预设值;在判断出所述差值小于或等于所述预设值时,终止所述电阻率向量的迭代计算。可选的,在至少一实施方式中,所述对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数包括:将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中,计算所述目标函数的当前数值;计算所述目标函数的当前数值与所述目标函数的在先数值之间的差值;判断所述差值是否小于预设值;在判断出所述差值大于所述预设值时,判断当前的迭代次数是否达到设定的迭代次数;在判断出当前的迭代次数达到设定的迭代次数时,终止所述电阻率向量的迭代计算。可选的,在至少一实施方式中,所述对所述电阻率向量进行迭代计算包括采用下述公式来对所述电阻率向量进行迭代计算:mn+1=mn-H~n-1gn,]]>H~(mn)=2A1(mn)TW1A1(mn)+2A2(mn)TW2A2(mn)+2λLTL,]]>g(mn)=-2A1(mn)TW1(d1-F1(mn))-2A2(mn)TW2(d2-F2(mn))+2λLTLmn,其中,A1和A2分别为对应于第一线圈正演函数F1和第二线圈正演函数F2的雅克比本文档来自技高网...
一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法及装置

【技术保护点】
一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法,其特征在于,包括:将所选取的第一发射线圈作为发射源,在待测区域中的预设观测点处观测所述第一发射线圈所产生的二次场,得到第一观测数据;将所选取的第二发射线圈作为发射源,在所述待测区域中的所述预设观测点处观测所述第二发射线圈所产生的二次场,得到第二观测数据;采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述待测区域的电阻率分布特征,其中,所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种基于回线源瞬变电磁法的探测方法,其特征在于,包括:
将所选取的第一发射线圈作为发射源,在待测区域中的预设观测点处观测所述第一发射
线圈所产生的二次场,得到第一观测数据;
将所选取的第二发射线圈作为发射源,在所述待测区域中的所述预设观测点处观测所述
第二发射线圈所产生的二次场,得到第二观测数据;
采用时间加权的方法对所述第一观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述
待测区域的电阻率分布特征,
其中,所述第一发射线圈的尺寸小于所述第二发射线圈的尺寸。
2.根据权利要求1所述的探测方法,其特征在于,所述采用时间加权的方法对所述第一
观测数据和所述第二观测数据进行联合反演,得到所述待测区域的电阻率分布特征包括:
利用所述第一观测数据和所述第二观测数据,构建电阻率向量的目标函数;
对所述电阻率向量进行迭代计算,以得到符合预设条件的目标函数;
将所述符合预设条件的目标函数所对应的电阻率向量确定为所述待测区域的电阻率分
布特征。
3.根据权利要求2所述的探测方法,其特征在于,所构建的目标函数表示如下:
Ψ(m)=(d1-F1(m))TW1(d1-F1(m))+(d2-F2(m))TW2(d2-F2(m))+λmTLTLm
其中,Ψ(m)为目标函数,d1,F1分别为所述第一发射线圈的第一观测数据向量及第一正演函
数,d2,F2分别为所述第二发射线圈的第二观测数据向量及第二正演函数;m为电阻率向量;
L为差分算子;λ为正则化参数;W1为所述第一观测数据的第一加权矩阵,其表达式如下:
W1=|111xi1xixi2|;]]>i1,i,i2分别为在所述第一观测数据和所述第二观测数据的重叠时间段内所述第一观测
数据的起始时间点序号、中间时间点序号以及终止时间点序号;xi1,xi,xi2分别为i1,i,i2所对
应时间点的加权;
W2为所述第二观测数据的第二加权矩阵,其表达式如下:
W2=|xj1xjxj2111|;]]>j1,j,j2分别为在所述重叠时间段内所述第二观测数据的起始时间点序号、中间时间点序
号以及终止时间点序号;xj1,xj,xj2分别为j1,j,j2所对应时间点的加权。
4.根据权利要求3所述的探测方法,其特征在于,对所述第一加权矩阵和所述第二加权
矩阵分别进行如下对应处理:
xi1=1xi=1-1(ti2-ti1)*(ti-ti1)xi2=0;]]>xj1=0xj=1-1(tj2-tj1)*(tj-tj1)xj2=1,]]>其中,ti1,ti,ti2分别为i1,i,i2所对应的延时;tj1,tj,tj2分别为j1,j,j2所对应的延时。
5.根据权利要求2所述的探测方法,其特征在于,所述对所述电阻率向量进行迭代计算,
以得到符合预设条件的目标函数包括:
将当前迭代计算出的电阻率向量代入目标函数中,计算所述目标函数的当前数值;
判断所述目标函数的当前数值是否达到设定值...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨云见何展翔杨战军米晓利江文波肖八一杨立根李清
申请(专利权)人:中国石油天然气集团公司中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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