用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法及系统、终端技术方案

本发明专利技术属于工程、水文及环境地球物理勘探技术领域，公开了一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法、系统、终端，用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括：明确充电法勘探工区；充电法勘探总电位获取；背景介质总电位模拟及电阻率测定；有损耗介质充电法勘探电阻率计算。本发明专利技术解决了地球物理勘探领域有损耗介质充电法勘探电阻率计算方法缺乏有效计算方法的难题，算法结构简单，实现过程简便，设计合理，计算结果稳定可靠，可广泛应用于工程、水文及环境地球物理勘探领域涉及的复杂有损耗介质充电法勘探电阻率计算，为基于复杂有损耗介质电源的工程、水文及环境地球物理勘探数值模拟、反演及解释等提供了方法支撑。

【技术实现步骤摘要】
用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法及系统、终端
本专利技术属于工程、水文及环境地球物理勘探
，尤其涉及一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法、系统、终端。
技术介绍
目前，充电法是利用天然的或者人工揭露的良导体露头、地下水出露点，直接接上供电电极(一般为正极)，同时将另外一个供电电极置于满足“无穷远”要求的位置，通过两个测量电极观测充电电场变化及分布规律，推测良导体的物性及空间分布。由于充电介质范围与观测电位异常范围形状较为相似，通常可以根据观测电位异常推断实际充电介质范围，常应用于金属勘探详查和勘探阶段、水文地质工程地质调查中地下流体追索等勘探领域。然而，传统充电法原理基于稳定电流场中理想导体(电阻率为零)的等位体前提，如金属矿体或高矿化度地下水，相对周围岩石电阻率很低，可近似看成是理想导体，通常也将非理想导体(不等位体或有损耗介质)近似为理想导体。但实际应用中充电介质的电阻率通常不为零，即实际应用均涉及有损耗介质目标体，而目前尚缺乏一种有效用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算的方法。在实践勘探应用中，若充电体的规模较小或其中心埋深较大时，其充电电场与位于中心的点电源电场较为相近，因而可以使用点电源场电位曲线分布进行中心埋深推断。当充电体规模较大或者其中心埋深较浅，地表观测的充电电场畸变将明显不同于地下点电源电场分布。通常，针对上述情况，传统方法是根据电位曲线的极大值与充电点在地面投影位置不重合关系，判断为非理想导体(不等位体)。而针对不等位体的范围推断，则是建议不同充电点位置供电，配合其他物探方法综合判断不等位体的范围。而电阻率参数是电法勘探中极为重要、应用广泛的物探参数，其可有效避免由于供电电流衰减、观测极距变化及观测电位精度低等因素影响，对地下低阻体的指示功能较为有效。目前，尚未发现发表相关用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算方法及应用情况。因而，发展用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，为实际勘探应用提供用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算理论支撑，具有非常重要的现实意义。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：实际应用中充电介质的电阻率通常不为零，即实际应用均涉及有损耗介质目标体，而目前尚缺乏一种有效用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算的方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法、系统、终端，尤其涉及一种用于有损耗介质地球物理充电法勘探的电阻率计算方法及系统，旨在弥补地球物理勘探领域有损耗介质充电法勘探电阻率计算方法的技术空白。本专利技术是这样实现的，一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括：针对任意形状三维有损耗介质区域，采用充电法进行地球物理勘探观测总电位，或在数值模拟过程中，采用数值模拟方法计算充电法勘探的总电位数值；将勘探过程中涉及的背景介质或均匀、层状或复杂层状介质作为计算区域，采用数值模拟合成仅考虑背景介质或无异常体时总电位数据；通过已知地质信息及钻孔岩芯实验室测定确定背景介质电阻率分布；求解三维有损耗介质区域地球物理充电法勘探的电阻率分布。进一步，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括以下步骤：步骤一，明确充电法勘探工区；步骤二，充电法勘探总电位获取：根据充电法勘探区域、观测方式或模拟计算方法获取；步骤三，背景介质总电位模拟及电阻率测定：采用数值模拟获取背景介质总电位以及实验室岩芯测定背景介质电阻率；步骤四，有损耗介质充电法勘探电阻率计算。进一步，步骤二中，所述充电法勘探总电位获取，包括：开展地球物理充电法勘探，充电点布置为将电流正极与导体露头紧密接触、负极应垂直导体走向布置，长度应为观测区域对角线长度的2-10倍，保证负极在观测点位产生的相对电位差极小，相对正极位置的电位差可忽略不计。观测电极的布置可使用电位法，即电极N固定不动，布置于某个离异常区域较远处，作为零电位观测点；M极顺着测线上测点位置逐点观测，观测M电极相对N电极的电位差作为M点的总电位；若采用电位梯度法，则保持MN距离等于测点设计点距不变，逐点观测并移动下一点，观测MN电极之间的电位差，作为MN电极中点的总电位数据。若作为数值模拟分析用途，则开展数值模拟计算过程；采用已有的数值模拟算法，设置计算区域范围及背景介质和异常体模型同时存在的模型参数，按照上述电位法、电位梯度法计算相应测点的总电位数据。进一步，步骤三中，所述背景介质总电位获取，包括：背景介质充电法勘探总电位由数值模拟计算获取；按照步骤一的地球物理充电法勘探观测系统方式，引入已有数值模拟算法，设置仅仅考虑背景介质模型参数；若工区背景介质较为均匀分布，则视为均匀半空间背景介质，其仅需明确一个背景介质电阻率数值；若为明显多层介质分布，则视为层状背景介质，按层数明确多个背景介质电阻率数值；若为复杂非平缓层状介质分布，则视为复杂层状介质分布，按地质揭露信息构建三维复杂层状介质分布，此情况对应的是三维空间的背景介质电阻率分布。进行背景介质总电位数值模拟，获取步骤一所需观测测点位置相应的背景介质总电位数据。进一步，步骤三中，所述背景介质电阻率获取，包括：背景介质总电位数值模拟中所需明确的背景介质电阻率值，由地质、地化及钻探勘探提供的基础已知资料及信息进行综合明确；均匀半空间背景介质电阻率由勘探区域多个均匀分布的钻孔岩芯采集，在通过实验室利用电阻率测定仪器进行测定明确；层状背景介质则由地质勘探揭露、钻孔岩芯测定进行明确。进一步，步骤四中，所述充电法勘探电阻率计算，包括：根据步骤一及步骤二所获取或者计算得到的有损耗介质地球物理充电法总电位观测或数值模拟计算数据、背景介质总电位数值模拟求解计算数据、背景介质电阻率测定数据，按以下公式计算各地面观测测点充电法勘探电阻率：其中，ρ's为第s个观测点对应的充电法勘探电阻率值，us为第s个观测点充电法勘探测量或者数值模拟计算获取的包含充电异常体及背景介质共同产生的总电位，u”s为第s个观测点充电法勘探系统下数值模拟计算获取的仅仅包括背景介质所产生的总电位，ρso为步骤二对应观测测点处背景介质的电阻率，若为均匀半空间背景介质，则为一个常数，若为层状背景介质，则根据层状介质分布依次明确。本专利技术的另一目的在于提供一种应用所述的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算系统，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算系统包括：勘探工区明确模块，用于明确充电法勘探工区；总电位获取模块，用于根据充电法勘探区域、观测方式或模拟计算方法获取充电法勘探总电位；背景介质信息获取模块，用于采用数值模拟获取背景介质总电位以及实验室岩芯测定背景介质电阻率；电阻率计算模块，用于进行有损耗介质充电法勘探电阻率计算。本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括：/n对于任意形状三维有损耗介质区域，采用充电法进行地球物理勘探观测总电位，或在数值模拟过程中，采用数值模拟方法计算充电法勘探的总电位数值；/n将勘探过程中涉及的背景介质或均匀、层状或复杂层状介质作为计算区域，采用数值模拟合成分析背景介质或无异常体时总电位数据；/n通过已知地质信息及钻孔岩芯实验数据测定确定背景介质电阻率分布；/n求解三维有损耗介质区域地球物理充电法勘探的电阻率分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括：
对于任意形状三维有损耗介质区域，采用充电法进行地球物理勘探观测总电位，或在数值模拟过程中，采用数值模拟方法计算充电法勘探的总电位数值；
将勘探过程中涉及的背景介质或均匀、层状或复杂层状介质作为计算区域，采用数值模拟合成分析背景介质或无异常体时总电位数据；
通过已知地质信息及钻孔岩芯实验数据测定确定背景介质电阻率分布；
求解三维有损耗介质区域地球物理充电法勘探的电阻率分布。


2.如权利要求1所述的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，所述用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法包括以下步骤：
步骤一，确定充电法勘探工区；
步骤二，充电法勘探总电位获取：根据充电法勘探区域、观测方式或模拟计算方法获取；
步骤三，背景介质总电位模拟及电阻率测定：采用数值模拟获取背景介质总电位以及实验室岩芯测定背景介质电阻率；
步骤四，有损耗介质充电法勘探电阻率计算。


3.如权利要求2所述的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，步骤二中，所述充电法勘探总电位获取，包括：
进行地球物理充电法勘探，充电点布置为将电流正极与导体露头紧密接触、负极应垂直导体走向布置，长度应为观测区域对角线长度的2-10倍，保证负极在观测点位产生的相对电位差极小，相对正极位置的电位差可忽略不计；观测电极的布置可使用电位法，即电极N固定不动，布置于某个离异常区域较远处，作为零电位观测点；M极顺着测线上测点位置逐点观测，观测M电极相对N电极的电位差作为M点的总电位；若采用电位梯度法，则保持MN距离等于测点设计点距不变，逐点观测并移动下一点，观测MN电极之间的电位差，作为MN电极中点的总电位数据；
若作为数值模拟分析用途，则开展数值模拟计算过程；采用已有的数值模拟算法，设置计算区域范围及背景介质和异常体模型同时存在的模型参数，按照上述电位法、电位梯度法计算相应测点的总电位数据。


4.如权利要求2所述的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，步骤三中，所述背景介质总电位获取，包括：
背景介质充电法勘探总电位由数值模拟计算获取；按照步骤一的地球物理充电法勘探观测系统方式，引入已有数值模拟算法，设置仅仅考虑背景介质模型参数；若工区背景介质较为均匀分布，则视为均匀半空间背景介质，其仅需明确一个背景介质电阻率数值；若为明显多层介质分布，则视为层状背景介质，按层数明确多个背景介质电阻率数值；若为复杂非平缓层状介质分布，则视为复杂层状介质分布，按地质揭露信息构建三维复杂层状介质分布，此情况对应的是三维空间的背景介质电阻率分布；进行背景介质总电位数值模拟，获取步骤一所需观测测点位置相应的背景介质总电位数据。


5.如权利要求2所述的用于地球物理充电法勘探的电阻率计算方法，其特征在于，步骤三中，所述背景介质电阻率获取，包括：
背景介质总电位数值模拟中所需明确的背景介质电阻率值，由地质、地化及...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静和，王洪华，张智，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：广西;45