光电磁前沿技术（基于电性标志层识别的瞬变电磁精准处理技术）

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作 者

刘最亮¹,王鹤宇²,冯 兵³,张继锋³

作者单位

1. 阳泉煤业(集团)有限责任公司；2. 山西省地球物理化学勘查院；3. 长安大学地质工程与测绘学院

研究背景

瞬变电磁法是以电磁感应定律为基础理论,在地面以不接地回线源或接地电性源作为发射源,在供电电流间歇期间进行观测二次场,通过研究二次场的空间和时间分布规律达到探测地下目标体的一种电法勘探方法。 该方法由于对低阻体特别敏感,近年来得到了广泛的应用,特别是在煤田采空区、陷落柱等构造探测及其富水性评价方面发挥了重要的作用。

以往研究对于不同地电断面或实际资料的瞬变电磁精确探测深度,至今还没有一个比较通用的算法或公式能够完全解决它。目前该方法的处理解释主要以视电阻率的断面图进行定性解释为主,结合已知钻孔和地质资料进行深度校正,然后应用到整个测区,难以达到精准处理解释要求。针对此问题,我们提出以电性标志层识别技术为关键,借助于钻孔和三维地震成果资料,对测区任意点数据进行深度校正,然后结合视电阻率断面图异常特征,对整个测区的瞬变电磁资料进行精准处理解释。

摘 要

地面瞬变电磁资料解释精度的进一步提高一直是该方法研究的重点内容。 以瞬变电磁烟 圈效应扩散理论为依据,通过双倍旅程和平均速度概念建立了时深转换方法,以克服瞬变电磁采用简单经验公式计算实测数据时可能出现的深度翻转问题。

以三维地震成果数据获取的9号煤层深度作为电性标志层校正标准,采用视电阻率微分极值点识别该电性标志层,通过比值法计算相应瞬变电磁测点的深度校正系数K值,然后采用内插方法得到测区任意点K值,以校正瞬变电磁在计算探测深度时出现的偏差。

通过堡子矿钻孔ZKB1-1和ZK201电阻率测井资料分别建立了正演理论模型,计算了瞬变电磁响应,并和钻孔旁瞬变电磁实测数据的视电阻率微分极值对比,结果表明,两者基本一致,能够准确识别电性分界面。

以矿区256线和344测线为例说明了电性标志层识别效果,计算了堡子矿全区深度校正系数,对该区资料进行了精细处理,圈定了工作区奥灰顶低阻异常区,以视电阻率为基本参数,分析评价了该区的地层赋水性强弱。

根据奥灰顶视电阻率平面图以及地表径流,结合断层构造的分布特征,确定了导水通道存在及位置。最后通过钻孔验证表明:该方法处理探测深度精度误差小于5%,达到了对地面瞬变电磁资料的精细解释。

文中图片

地电模型示意

K值内插点

全区任意点K值等值线

测井数据统计

典型界面确定

256线视电阻率校正断面对比

344线视电阻率校正断面对比

奥灰顶界面富水区分布

奥灰层视电阻率平面

308线视电阻率断面

来源：

刘最亮,王鹤宇,冯兵,等.基于电性标志层识别的瞬变电磁精准处理技术[J]. 煤炭学报,2019,44(8):2346-2355.

LIU Zuiliang,WANG Heyu,FENG Bing,et al. TEM data accurate processing technology based on electrical marker layer[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(8):2346-2355.

责任编辑：郭晓炜编辑整理：郭晓炜

审 核：常琛

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