[发明专利]高分辨地电阻率快速成像方法

说明书

本发明涉及一种高分辨地电阻率快速成像方法，包括高分辨地电阻率图像重建的反演和高分辨地电阻率快速成像，前者在常规佐迪反演方法的基础上，对反演得到的电阻率曲线进行微分运算，绘制GDS~Z图，实现微分成像；后者针对三层地电模型，在达扎诺克反演法的基础上，分别对四种不同达扎诺克反演曲线进行校正系数的拟合，通过非线性最小二乘拟合函数1squcurvefit拟合出第一层和第二层的校正系数绘制GDS~Z图，实现微分成像。本发明能够比较直观地看到岩性分界面的位置，以GDT高分辨探测仪探测数据为研究对象，通过GDS微分成像技术，提高了对薄层的分辨能力，反演的精度和可靠性都得到了提高。

技术领域

本发明涉及工程地球物理勘探领域，具体涉及一种高分辨地电阻率快速成像方法。

背景技术

电阻率成像技术一直是地球物理界密切关注的一项前缘课题，也是最复杂、最具挑战性的高新技术，电阻率成像技术在解决资源、矿产、环境和工程等一系列问题中有特殊的意义。1987年，Shima首次提出了“电阻率层析成像”一词，并提出了反演解释的方法，此后，许多人，特别是日、美学者从不同角度对这一问题从理论、实验到应用开展了研究。近十年来随着阵列布极方式数据采集系统的发展，已经可以采集到足够密集的电位数据，具备了成像方法的条件，国内学者在上个世纪90年代开始了这方面的研究(王延平等，1994；周兵等，1995；王兴泰等，1995；底青云等，1997；严忠琼等，1996；冯锐等，1997；李智明，2003)完成了少量的试验性应用研究，作为一种新技术，电阻率层析成像远未达到成熟阶段，在许多技术环节上都有待完善。存在的问题：①目前多数电阻率方法都在寻找更好的观测方式以适应高精度、高密度、高分辨成像。②对于复杂地电结构，模型参数很多，全局反演算法的应用在目前是不太现实的。③一些成像方法中存在低阻对高阻的“侵入效应”，随着深度的增加分辨率降低并出现伴随异常。

近几年来，人们在电阻率成像的方法技术上做了不少工作，提出一些观测方法和算法，其发展趋势主要体现在以下几个方面：

1、观测方式的改进，以适应成像的需要，GDS法就是近几年来，由铁道部第一设计院西安分院提出的一种“三高”(高精度、高密度、高分辨)的观测方式，为成像奠定了基础。

2、成像方法的改进

①佐迪方法

该法是迭代拟合法的一种代表方法，实际上是一种最小二乘优化法，该法的新颖之处就在于它的初始模型和如何将其导出，该方法得出的电性图象在地质上是有价值的。尤其是当有高质量数据时，更能显出方法的优越性，将具有“三高”技术的GDS法与佐迪反演方法相结合，是一个明智的选择，使其方法的优点更加突出地体现出来。

②电流线追踪法

该法是类比地震学中走时射线追踪技术而提出的电流线追踪电位电阻率成像方法，在电位电流线追踪过程中，通过每个单元的电位差不仅和该单元的电阻率有关，而且和其它的电阻率分布有关。因此，人们提出了一种改进的两点射线追踪技术，其中电位差的计算考虑到电流密度的变化，分为两个层次，一是由于几何扩散和距离的平方成反比；二是由于电流线的折射定律是非线性的，需由折射定理进行校正。因此，尽管该法是一个十分有发展前途的方法，但存在的问题也不少，是一个理论和应用上都有待进一步完善的方法。

③等位线追踪法

该法借鉴了医学上应用的电位成像(APT)技术而提出的成像方法，其基本原理是：将测得的电位从测量点沿等位线向地下追踪，修改等位线经过的各地下单元的电阻率值，即可得到一个简单的反投影模型，但是有一个条件，就是必须假定电流是被限制在这些等位线窄带内流动，显然这是一个简单快速的算法，但是也有不足之处，如低阻对高阻的“侵入效应”，随深度增加分辨降低并出现伴随异常。