[发明专利]航空时域电磁三维条状随机断裂带模型建立及判别方法

说明书

本发明公开了一种航空时域电磁三维条状随机断裂带模型建立及判别方法，其方法为：步骤一、采用Yee网格将大地模型进行网格化剖分；步骤二、采用统计学方法构造随机条状断裂带模型；步骤三、确定出随机断裂带的数量和宽度；步骤四、推导出六个方向磁场与电场的显式差分迭代式；步骤五、将对应的随机电导率值赋给大地网格模型；步骤六、通过响应曲线与切片图对模型的倾向和位置进行判别。有益效果：弥补了时域电磁方法对断裂带勘查的空白，极大地提高了电磁法勘探油气藏的准确性和可靠性，提高了相关工作的效率,极大地降低了勘探成本。

技术领域

本发明涉及一种条状随机断裂带模型建立及判别方法，特别涉及一种航空时域电磁三维条状随机断裂带模型建立及判别方法。

背景技术

固定翼时间域电磁(Fixed-wing Time-Domain Electromagnetic，简称FTEM)系统采用固定翼飞机作为飞行平台，该系统广泛应用于高山、沙漠、湖泊、沼泽、海陆交互带等复杂区域的快速勘查，在油气、金属矿藏、地下水探测与地质成图等方面发挥越来越重要的作用。近年来，针对地下复杂结构的精细化勘探受到广泛关注，断裂带作为一种高度复杂的地质结构逐渐成为研究热点。通常，学者们认为断裂带伴随油气产生，并且在油气勘探中起到传输与阻塞的双重作用。活跃的断裂带可以进行油气传输，而静止的断裂带将对油气起到封闭作用。由于断裂带自身的地质结构特点，它的电导率并不是固定不变的，而是随空间位置变化的量，已经证明可以采用统计学方法去描述断裂带这一复杂的地质结构。

学者们在探地雷达、地震和可控源电磁探测方面已经开展了与随机介质(断裂带是随机介质的一个典型代表)相关的研究。Zeng等(2015)采用Guass自相关函数建立了随机介质模型并且研究了探地雷达的波长特点。郭士礼等(2015)基于随机介质模型理论研究了探地雷达波的随机扰动特征与多相离散随机介质模型参数之间的关系。Sato和Fehler(2016)在2D大地随机介质中采用差分方法讨论了包络的合成问题。Ge等(2011,2015)基于频域差分方法，采用Guass自相关函数、von Kármán函数建立了任意方向随机裂隙并且模拟了二维、三维接地长导线的可控源电磁响应。

目前，学者们在探地雷达、地震和可控源电磁探测方面已经开展了与随机介质(断裂带是随机介质的一个典型代表)相关的研究。Zeng等(2015)采用高斯自相关函数建立了随机介质模型并且研究了探地雷达的波长特点。郭士礼等(2015)基于随机介质模型理论研究了探地雷达波的随机扰动特征与多相离散随机介质模型参数之间的关系。Sato和Fehler(2016)在2D大地随机介质中采用差分方法讨论了包络的合成问题。Ge等(2015)基于频域差分方法，采用冯﹒卡门函数建立了三个方向的随机裂隙并且模拟了3D接地长导线的可控源电磁响应。

CN201510680736.2公开了一种基于板壳理论的充填开采覆岩断裂带高度确定方法，该方法判断坚硬岩层的位置,获得坚硬岩层的临界载荷与极限位移，获得坚硬岩层下方自由空间高度和坚硬岩层上覆载荷，通过比较临界载荷与坚硬岩层上覆载荷、极限位移与坚硬岩层下方自由空间高度，判断断裂带是否发育。

CN201410683148.X公开了一种充填开采导水断裂带高度预测方法，采用岩石力学理论方法对顶板破坏带的高度进行理论分析和计算，将顶板破坏的传统经验预计提升到了理论预计。充分的考虑不同矿井的地质概况和充填技术特点，使得顶板导水断裂带的计算过程更为精确具体，弥补了现有充填开采导水断裂带理论计算方法的一个空白，为矿井安全生产提供更大支持和保证。