[发明专利]一种接地导线源瞬变电磁超短偏移距探测方法

说明书

本发明公开了一种接地导线源瞬变电磁超短偏移距探测方法，属于瞬变电磁探测方法技术领域。传统接地导线源瞬变电磁在大于0.7倍目标深度的偏移距进行探测，对于小于0.7倍目标深度偏移区探测问题没有相关的研究。为了充分发挥小于0.7倍目标深度偏移区内信号强、探测效率高的优势，本专利提出接地导线源超短偏移距瞬变电磁法(VOTEM)，基于点电荷微元理论推导层状大地VOTEM多分量响应表达式，对多分量响应特性与分辨能力、最佳观测范围、近场源区电磁感应、测深机制及附加效应进行研究，为VOTEM实测提供依据。有助于推进接地导线源瞬变电磁法全(偏移)区观测模式的发展。

技术领域

本发明具体涉及一种接地导线源瞬变电磁超短偏移距探测方法，属于瞬变电磁探测方法技术领域。

背景技术

接地导线源瞬变电磁法对高阻和低阻目标体都有较强的分辨能力，在煤炭资源、金属矿产、地热、油气资源及相关领域得到广泛应用。按照收发距与探测深度的比值大小，接地导线源瞬变电磁法划分为长偏移距瞬变电磁法(Long-offset TransientElectromagnetic Method，简称LOTEM)和短偏移距瞬变电磁法(Short-offset TransientElectromagnetic Method，简称SOTEM)。

长偏移距瞬变电磁法将接地导线源看作电偶极源，在收发距大于目标深度的区域进行探测，主要观测电场水平分量和磁场垂直分量。为了提高LOTEM的探测精度，地形和地表局部不均匀性影响、晚期和全区视电阻率算法、数值正演模拟和反演方法得到广泛关注，这些研究为LOTEM的发展、探测精度的提高起到了积极的推动作用。但受限于长偏移距观测模式，LOTEM观测的电磁场随偏移距的增大而衰减，收发之间的水平不均匀性影响了观测效率和探测精度。

短偏移距瞬变电磁法将接地导线源的观测区从长偏移距扩展到短偏移距，特别是，当偏移距为0.7-2倍探测深度时，接地导线源瞬变电磁法的探测深度最大。因此，采用相比于LOTEM更小的偏移距可以实现更大深度的探测。薛国强等将在短偏移距(偏移距为0.7-2倍探测深度)进行观测的方法命名为SOTEM，在陕西、山西、山东、河南、安徽等地金属矿、煤矿、盐矿的探测验证了SOTEM的大深度探测能力。但SOTEM的收发距依然较大，水平不均匀性的影响仍然存在，SOTEM的观测效率和探测精度需进一步提高。

理论上，采用适当的发射波形可以使一次场和二次场分开。在相比于SOTEM更小的偏移区内，接地导线源瞬变电磁法仍然具有测深能力。结合点电荷微元的研究，这种探测装置更具有可行性。但是在以往实际工作中，由于受到偶极子假设、发射线源噪声、近场源电磁感应及关断效应等因素的限制，在小于0.7倍探测深度的偏移区内观测仍有一定的困难。

发明内容

因此，为了充分发挥更小偏移区内信号强、探测高效的优势，本发明开展接地导线源瞬变电磁法在小于0.7倍探测深度的偏移区内进行探测关键问题的研究，与LOTEM和SOTEM相区别，本发明中将在该区域进行探测的方法称为接地导线源超短偏移距瞬变电磁法(Very Short-offset TEM，简称VOTEM)。

具体的，所述方法具体为：

对接地导线源以偏移距为小于0.7倍探测深度进行探测，根据时变点电荷载流微元积分理论，建立水平层状介质电场X分量、Y分量及磁场X分量、Y分量、Z分量的解析表达式，计算得到电场X分量、Y分量及磁场X分量、Y分量、Z分量的响应及平面分布特征。

进一步的，所述方法中采用V8综合电法仪进行数据采集。

进一步的，所述方法中发射源长度为300m，发射电流10A，发射基频25Hz，发射功率30Kw。

5.进一步的，所述方法中电场X分量、Y分量及磁场X分量、Y分量、Z分量的解析表达式分别为公式一至公式五；