钻孔瞬变电磁一维反演电性信息立体成像方法技术

本发明专利技术公开一种钻孔瞬变电磁反演电性信息立体成像方法，该方法通过垂直分量得到径向探测距离r、电阻率和水平方向插值窗口大小；从水平分量中提取异常场，对异常场的异常数据进行正规化后提取特征点及特征点对应的正规化点号；根据正规化点号的整体异常分布确定每个异常场对应的曲线类型：正弦形态或反正弦形态；根据分类结果求取工具面角度；建立径向探测距离、电阻率和测道的映射关系；由工具面角与对应测点测道的径向探测距离计算反演电性信息对应的平面坐标；以平面坐标分别为X、Y，以钻孔深度为Z，绘制钻孔周围一维反演电性信息立体成像结果图。本发明专利技术利用钻孔瞬变电磁三分量测量数据实现将一维反演得到的电性信息在空间中立体成像。

【技术实现步骤摘要】
钻孔瞬变电磁一维反演电性信息立体成像方法
本专利技术属于地球物理勘探
，涉及一种利用钻孔瞬变电磁三分量测量数据实现将一维反演得到的电性信息在空间中立体成像的方法。
技术介绍
近年来，钻孔瞬变电磁方法已在煤矿井下隐伏水害超前探测工作中逐步推广使用。常规钻孔瞬变电磁径向探测方法，仅能对观测得到的垂直分量进行一维反演，并根据测量孔深和反演得到的径向距离绘制电阻率断面图，图中反映的电性异常体无法确定其具体工具面角，对于验证异常体的准确性和后期对异常体进行治理带来很大困难，造成掘进工作面水害超前探测推广不力。引入钻孔瞬变电磁三分量探测，利用水平分量的组合特征可以对低阻异常体进行工具面角计算，从而结合反演断面图进行异常体的空间解释，但由于记录点和测量测道较多，依靠人力对每一测点每一测道的电阻率信息进行工具面角计算工作量很大，并不现实，因此只能对少量低阻异常体的异常中心进行定位，得到的空间解释结果不直观，也不能精细反映异常体的形态、规模等特征。此外，水平分量定位结果与测道一一对应，但径向探测距离与测道不存在一一对应关系，基于水平分量定位的算法仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钻孔瞬变电磁反演电性信息立体成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，对观测得到的钻孔瞬变电磁垂直分量进行一维反演得到径向探测距离r和电阻率，绘制反演电阻率断面图，从中求出各电阻率异常区域所占测点数平均值；/n步骤二，以钻孔瞬变电磁水平分量中每个测点为插值窗口中心，步骤一中的测点数平均值作为水平方向插值窗口大小，提取异常场得到水平分量异常曲线，对异常场的异常数据进行正规化后提取特征点及特征点对应的正规化点号；/n步骤三，根据正规化点号的整体异常分布确定每个异常场对应的水平分量异常曲线：正弦形态或反正弦形态；/n步骤四，根据分类结果求取工具面角度：/n步骤4.1，对同一测点同一测道...

【技术特征摘要】
1.一种钻孔瞬变电磁反演电性信息立体成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，对观测得到的钻孔瞬变电磁垂直分量进行一维反演得到径向探测距离r和电阻率，绘制反演电阻率断面图，从中求出各电阻率异常区域所占测点数平均值；
步骤二，以钻孔瞬变电磁水平分量中每个测点为插值窗口中心，步骤一中的测点数平均值作为水平方向插值窗口大小，提取异常场得到水平分量异常曲线，对异常场的异常数据进行正规化后提取特征点及特征点对应的正规化点号；
步骤三，根据正规化点号的整体异常分布确定每个异常场对应的水平分量异常曲线：正弦形态或反正弦形态；
步骤四，根据分类结果求取工具面角度：
步骤4.1，对同一测点同一测道的水平分量异常曲线类型进行组合，按照曲线分类图所示依据自动划分对应测道电性信息所处的象限；所述曲线分类图中，第一象限为X反正弦形态，Y反正弦形态，第二象限为X正弦形态，Y反正弦形态，第三象限为X正弦形态，Y正弦形态，第四象限为X反正弦形态，Y正弦形态；
步骤4.2，由如下公式计算所有测点所有测道的电性信息在对应象限中的偏转角度：



式中为第n个测道X分量的异常场值，为第n个测道Y分量的异常场值；
步骤4.3，根据对应测点测道电性信息对应的象限，求出所有电性信息对应的工具面角α：a)异常体在第一象限：α＝6；b)异常体在第二象限：α＝π-θ；c)异常体在第三象限：α＝π+θ；d)异常体在第四象限：α＝2π-θ；
步骤五，步骤四得到的工具面角与测道一一对应，通过建立径向探测距离-电阻率与测道的映射关系，进而得到径向探测距离-电阻率与工具面角的对应关系，实现将径向探测距离-电阻率分配给对应工具面角：
步骤5.1，引入径向探测距离计算公式



式中，r为径向探测距离，ρ为电阻率，t为测道，C为深度系数；
步骤5.2，计算大量一维正演模型，对比不同电阻率参数情况下的层状模型分界面的计算深度与实际深度之间的差别，绘制出深度系数C与电阻率ρ的关系图；
步骤5.3，在对数坐标系下，深度系数与电阻率呈现线性关系，通过拟合可以得到该直线方程为
log10(C)＝-0.50009365×log10(ρ)-0.00137449
步骤5.4，根据映射关系公式逐层推导出层状地层情况下径向探测距离与测道之间的计算公式，建立二者之间的映射关系，进而建立反演径向探测距离与每一测道对应的工具面角的一一对应关系；
具体计算方式如下：
a.在地下第一层有如下关系成立，C1为第一层深度系数



b.根据如下公式计算每一层对应的标准系数Ci
log10(Ci)＝-0.50009365×log10(ρi)-0.00137449
c.根据如下公式计算每一层对应的相对系数Cci
Ai＝log10(Ci)/log10(C1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：范涛，李萍，张鹏，李博凡，汲方林，赵睿，刘磊，李宇腾，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61