近源区频率域电磁探测方法和装置、电子设备、存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种近源区频率域电磁探测方法和装置、电子设备、存储介质，包括：获取观测点的垂直磁场强度；根据发射源长度、发射电流和观测点坐标，得到观测点由发射源产生的一次场强度；利用所述垂直磁场强度减去一次场强度，得到观测点的纯感应场强度；利用反演技术从纯感应场强度中提取出地层电阻率和深度信息。采用本发明专利技术的技术方案，可以消除发射源产生的一次场，获得仅由大地感应的大地电性信息。息。息。

【技术实现步骤摘要】
近源区频率域电磁探测方法和装置、电子设备、存储介质


[0001]本专利技术属于地球物理勘探
，尤其涉及一种近源区频率域电磁探测方法和装置、电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]传统人工源频率探测方法一般观测一组正交的水平电场和磁场分量，并要求观测距离满足远区要求，即大于6倍趋肤深度，以保证电磁波近似于垂直入射的平面波。由于近区电磁场不具有平面波性质，传统方法不能利用。事实上，当观测距离大于1倍趋肤深度时，电磁场便具有对大地的探测能力，但是当离发射源较近时，由大地感应产生的异常场被由发射源产生的强大的一次场所掩盖，不易从中提取出大地电性信息。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种近源区频率域电磁探测方法和装置、电子设备、存储介质，可以消除发射源产生的一次场，获得仅由大地感应的大地电性信息。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种近源区频率域电磁探测方法，包括：
[0006]获取观测点的总垂直磁场强度；
[0007]根据发射源长度、发射电流和观测点坐标，得到观测点由发射源产生的一次垂直磁场强度；
[0008]利用所述总垂直磁场强度减去一次垂直磁场强度，得到观测点的纯感应垂直磁场强度；
[0009]利用反演技术从纯感应垂直磁场强度中提取出地层电阻率和深度信息。
[0010]作为优选，观测点与发射源的距离为趋肤深度的1至3倍。
[0011]作为优选，计算观测点的一次垂直磁场强度Hz1为：
[0012][0013]其中，I为发射电流，(x,y)为观测点坐标，L为发射源的长度。
[0014]作为优选，步骤S5具体为：
[0015]步骤S51、根据纯感应垂直磁场强度Hz2，得到观测点的观测数据向量；
[0016]步骤S52、根据观测点的观测数据向量，通过反演拟合得到反演后的地层电阻率和深度信息。
[0017]作为优选，步骤S52具体为：反演目标函数为：
[0018]Φ＝Φ
d
+λ
′
Φ
m
→
min
[0019]其中，Φ
d
＝(d
‑
A(m))
T
W
d
(d
‑
A(m))为数据目标函数，Φ
m
＝m
T
C
x
m+m
T
C
z
m为模型目标函数，λ
′
为数据目标函数和模型粗糙度的正则化调节因子，即：
[0020]Φ＝[d
‑
A(m)]T
W
d
[d
‑
A(m)]+λ
′
[m
T
C
x
m+m
T
C
z
m][0021]其中，d＝[log(ρ
s1
+h
s1
) log(ρ
s2
+h
s2
) ··· log(ρ
sn
+h
sn
)]为观测数据向量，A(m)为模型数据向量，m＝[log(ρ1+h1) log(ρ2+h2) ··· log(ρ
n
+h
n
)]为反演模型， W
d
为数据的协方差矩阵，C
z
、C
x
为模型横向和纵向光滑度矩阵，n为大地模型层数，ρ
s1
、ρ
s2
、....、ρ
sn
为观测点的地层电阻率， h
s1
、h
s2
、....、h
sn
为观测点的深度信息，ρ1、ρ2、....、ρ
n
为反演后的地层电阻率，h1、h2、....、h
n
为反演后的深度信息。
[0022]本专利技术还提供一种近源区频率域电磁探测装置，包括：
[0023]获取模块，用于获取观测点的总垂直磁场强度；
[0024]第一计算模块，用于根据发射源长度、发射电流和观测点坐标，得到观测点由发射源产生的一次垂直磁场强度；
[0025]第二计算模块，用于利用所述总垂直磁场强度减去一次垂直磁场强度，得到观测点的纯感应垂直磁场强度；
[0026]反演模块，用于利用反演技术从纯感应垂直磁场强度中提取出地层电阻率和深度信息。
[0027]作为优选，观测点与发射源的距离为趋肤深度的1至3倍。
[0028]作为优选，反演模块包含：
[0029]计算单元，用于根据纯感应垂直磁场强度Hz2，得到观测点的观测数据向量；
[0030]反演单元，用于根据观测点的观测数据向量，通过反演拟合得到反演后的地层电阻率和深度信息。
[0031]本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的机器可执行指令，所述处理器执行所述机器可执行指令以实现近源区频率域电磁探测方法。
[0032]本专利技术还提供一种存储介质，所述存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现近源区频率域电磁探测方法。
[0033]本专利技术根据垂直磁场分量中一次场和感应场可以容易分离的特性，利用纯感应场进行探测得到由大地感应的大地电性信息，可显著缩短人工源频率探测的收发距，提高地层分辨率。
附图说明
[0034]图1为本专利技术近源区频率域电磁探测方法流程图；
[0035]图2为本专利技术方法的收发布置示意图；
[0036]图3为垂直磁场响应曲线示意图，其中，3代表垂直磁场总场强度；
[0037]图4为以垂直磁场总场反演得到结果示意图，其中，4代表真实地层模型，5代表总场反演结果；
[0038]图5为分离出的一次场和纯感应场示意图，其中，6代表一次场， 7代表纯感应场；
[0039]图6为纯感应场反演结果示意图，其中，8代表真实模型，9代表感应场反演结果；
[0040]图7为野外实测垂直磁场总场与分离出的纯感应场示意图，其中， 10代表总场，11代表纯感应场；
[0041]图8为纯感应场反演结果示意图。
具体实施方式
[0042]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0043]实施例1：
[0044]如图1所示，本专利技术提供一种近源区频率域电磁探测方法，包括：
[0045]步骤S1、布置观测点的发射源；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近源区频率域电磁探测方法，其特征在于，包括：获取观测点的总垂直磁场强度；根据发射源长度、发射电流和观测点坐标，得到观测点由发射源产生的一次垂直磁场强度；利用所述总垂直磁场强度减去一次垂直磁场强度，得到观测点的纯感应垂直磁场强度；利用反演技术从纯感应垂直磁场强度中提取出地层电阻率和深度信息。2.如权利要求1所述的近源区频率域电磁探测方法，其特征在于，观测点与发射源的距离为趋肤深度的1至3倍。3.如权利要求1所述的近源区频率域电磁探测方法，其特征在于，计算观测点的一次垂直磁场强度Hz1为：其中，I为发射电流，(x,y)为观测点坐标，L为发射源的长度。4.如权利要求1所述的近源区频率域电磁探测方法，其特征在于，步骤S5具体为：步骤S51、根据纯感应垂直磁场强度Hz2，得到观测点的观测数据向量；步骤S52、根据观测点的观测数据向量，通过反演拟合得到反演后的地层电阻率和深度信息。5.如权利要求4所述的近源区频率域电磁探测方法，其特征在于，步骤S52具体为：反演目标函数为：Φ＝Φ
d
+λ
′
Φ
m
→
min其中，Φ
d
＝(d
‑
A(m))
T
W
d
(d
‑
A(m))为数据目标函数，Φ
m
＝m
T
C
x
m+m
T
C
z
m为模型目标函数，λ
′
为数据目标函数和模型粗糙度的正则化调节因子，即：Φ＝[d
‑
A(m)]
T
W
d
[d
‑
A(m)]+λ
′
[m
T
C
x
m+m
T
C
z
m]其中，d＝[log(ρ
s1
+h
s1
)log(ρ
s2
+h
s2
)
···

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫营，薛国强，宋婉婷，雷康信，吕鹏飞，
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：