时间域瞬变电磁法全区视电阻率的平移算法.do
瞬变电磁全期视电阻率的弦截无限逼近算法
2019年 12月 •非 地 震 •
第 54卷 第 6 期 文 章 编 号 ：1000-7210(2019)06-1371-05
瞬变电磁全期视电阻率的弦截无限逼近算法
曾庆宁CM) 罗 瀛 ， 刘 帅 © 龙 超 _
( ①桂林电子科技大学认知无线电与信息处理教育部重点实验室，广西桂林541004; ② 桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004)
可 通 过 近 似 公 式 法 [1’3](包 括 后 期 近 似 公 式 与 前 期 近 似 公 式 ）或 者 改 进 的 近 似 公 式 法 [1113]，由 感 应 电 动 势 求 解 视 电 阻 率 ，这 些 方 法 计 算 相 对 简 单 ，但 通 常 存 在 较 大 误 差 ，而 且 在 某 些 时 段 ，尤 其 是 在 反 映 中 浅 地 层 地 质 的 早 期 时 段 ，这 种 误 差 可 能 导 致 错 误 的 地 质 反 演 结 果 。特 别 是 当 目 标 体 积 较 小 或 目 标 体 的 电 阻 率 与 围 岩 的 电 阻 率 相 近 时 ，这 种 误 差 更 可 能 导 致 错 误 反 演 结 果 。 为 此 ，可 使 用 后 全 期 法 和 前 全 期 法 进 行 无 限 精 确 求 解 [14_17]，以 克 服 这 种 误 差 的 影 响 ， 使 反 演 成 像 更 为 精 细 和 准 确 ，但 这 种 无 限 精 确 求 解 法需要使用复杂非线性函数的求根技术。
瞬变电磁法介绍
• 全时域视电阻率
e
a5
3ST SR
V中心 I
l
1(0)53(STSR t 20
I V
2
)3
从均匀大地的严格表
达式，计算适合于全
部时间段的视电阻率
视电阻率的算例（1）
106
• 地大算法适用于多种方
全区视电阻率 波类型和有较大断电后
正反向间歇方波观测压制干扰算法
3
1 无干扰响应
2 稳定干扰
2
Normalized inductive EMF (uV/A)
1
0
-1
-2
0
20
40
60
80
S am p lin g T im e (m s)
Normalized inductive EMF (uV/A)
正反向间歇方波观测压制干扰
3
2
1
3
1
2
2
Normalized inductive EMF (uV/A)
1
0
-1
-2 0
20
40
60
80
S a m p lin g T im e (m s )
正反向间歇方波观测压制干扰分析（偶数倍周期）
3
1
2
2
3
Normalized inductive EMF (uV/A)
1
0
-1
-2 0
20
40
60
正反向间歇方波观测压制干扰分析（奇数倍周期）
3
2
V(t)V(t)V(t)
2
1
Normalized inductive EMF (uV/A)
时频电磁法频率域视电阻率求取方法研究
时频电磁法频率域视电阻率求取方法研究
李竹强;付国强;谭绍泉;陈学国;郭涛;相鹏;杨永红;何展翔
【期刊名称】《Applied Geophysics》
【年(卷),期】2024(21)2
【摘要】时频电磁法(TFEM)是一种应用于油气勘探领域,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探的可控源电磁方法。
本文引入水平电流场源定义的广义视电阻率,结合TFEM的发射源特征,实现TFEM频率域视电阻率的求取;分析不同偏移距、发设距水平电场振幅和视电阻率特征,验证了方法的可行性。
TFEM频率域视电阻率的求取和基于模型的研究,为TFEM勘探采集参数的设计和采集数据的处理提供科学的借鉴和参考。
【总页数】10页(P409-417)
【作者】李竹强;付国强;谭绍泉;陈学国;郭涛;相鹏;杨永红;何展翔
【作者单位】中国矿业大学资源与地球科学学院;中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院;南方科技大学前沿与交叉科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】P61
【相关文献】
1.频率域航空电磁法视电阻率转换在岩性构造填图中的应用
2.频率域直升机航空电磁法视电阻率转换及应用
3.水平电偶源频率域电磁测深全区视电阻率的直接算法
4.
多通道瞬变电磁法频率域比值算法及视电阻率计算研究5.时间域电磁法视电阻率的一种数值计算方法
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瞬变电磁正则化反演法和烟圈反演法的探讨
瞬变电磁正则化反演法和烟圈反演法的探讨引言瞬变电磁法又称时间域电磁法，简称TEM，属于电磁感应类探测方法。
它遵循电磁感应原理，当探测地下良导电地质体时，往地面敷设的发送回线中通以一定的脉冲电流，在回线中间及周围一定区域内便产生稳定磁场（称一次场或激励场），如果一次电流突然中断，则一次磁场随之消失，使处于该激励场中的良导电地质体内部由于磁通量Φ的变化而产生感应电动势ε= -dΦ/dt（据法拉第电磁感应定律），感应电动势在良导电地质体中产生二次涡流，二次涡流又由于焦耳热消耗而不断衰减，其二次磁场也随之衰减，图1为探测原理示意图。
图1 TEM法工作原理示意图瞬变电磁法因其分辨率高、信噪比高等优点[1-2]广泛应用于许多工程领域，尤其在煤矿采空区探测中效果比较明显[3]。
瞬变电磁法野外观测到的是感应电动势，目前几乎所有的数据处理方式都是将感应电动势转换成早期、晚期或全期视电阻率[4-5]，再在视电阻率基础上进行反演或变换，比如常用的“烟圈”变换[6]。
本文采用陈小斌[7]在大地电磁测深法中使用的自适应正则化反演法（ARIA）直接对感应电动势进行反演拟合。
一、基本原理1.1 烟圈反演法烟圈反演是目前瞬变电磁较常用、计算速度最快的一种快算成像方法。
当发送回线中电流突然断开时时，该电流环紧挨发射回线，与发射回线具有相同的形状。
随着时间推移，该电流环向下、向外扩散，并逐渐变形为圆电流环。
等效电流环很像从发射回线中“吹”出来的一系列“烟圈”，因此，将涡旋电流向下、向外扩散的过程形象地称为“烟圈效应”。
烟圈反演的计算公式如下：似电阻率：，式中、为相邻时间道的取样时间，、为视电阻率。
不是经典定义的视电阻率，也非某地层的真电阻率，又有别于反演拟合得出的电阻率，故称之为“似”电阻率。
视深度：，式中0.441为经验系数。
烟圈理论之快速反演是一种近似反演，它不需要初始地电模型，最终也不提供解释的层状模型，即无法用和直接划分地层，需从连续变化的值间接划分。
磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率定义及计算
磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率定义及计算冯兵;孟小红;张斌【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2010(34)5【摘要】讨论了磁源TEM中心回线装置全程视电阻率的计算问题.利用电偶极子的瞬变场叠加来计算磁源TEM中心回线装置的瞬变场,均匀半空间的计算结果表明,该方法是可行的.用电偶极子的瞬变场定义了磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率,通过对二、三、四层电性断面的视电阻率的计算,并与TEM晚期视电阻率进行了对比,说明了该定义的优越性.实测磁源TEM资料的计算表明,用电偶极子的瞬变场定义的磁源瞬变电磁法中心回线装置全程视电阻率较好地反映了电性断面特征,其对浅层磁源TEM探测及资料解译具有使用价值.【总页数】5页(P686-690)【作者】冯兵;孟小红;张斌【作者单位】中国地质大学,地球物理与信息技术学院,北京100083;长安大学,地质工程与测绘学院,陕西西安710054;中国地质大学,地球物理与信息技术学院,北京100083;长安大学,地质工程与测绘学院,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.基于等效磁偶极子的定源回线瞬变响应计算方法及视电阻率定义 [J], 武军杰;张杰;王兴春;邓晓红;杨毅2.中心回线瞬变电磁法观测二次电位误差对计算全期视电阻率的影响研究 [J], 赵庭焱;李文尧;晏冲为3.层状介质磁偶源瞬变电磁法正演及视电阻率计算 [J], 肖建平;刘博;王凡;梁慧琛;于翠;何生龙;;;;;;4.中心回线瞬变电磁法晚期视电阻率公式的适用性分析 [J], 李连海; 李文尧; 高正5.大定源装置下瞬变电磁法视电阻率定义 [J], 戚志鹏;李貅;朱宏伟;马炳镇;张军;吴琼因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
瞬变电磁测井视电阻率提取方法及地质导向潜力
瞬变电磁测井视电阻率提取方法及地质导向潜力
吴柏志;袁习勇;郭同政;杨震;鲁超;邓少贵
【期刊名称】《中国石油大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(46)6
【摘要】提出晚期视电阻率公式和全区视电阻率反演两种适用于瞬变电磁测井的时间域视电阻率提取方法。
模拟不同地层模型的时域视电阻率响应,并基于烟圈原理,通过分析感应涡流在全空间的扩散规律分析电阻率响应机制。
结果表明:采用晚期视电阻率公式得到的视电阻率曲线在测量早期严重偏离地层电阻率真值,与之相比,全区视电阻率反演在测量早期也可以得到地层的真实电阻率。
对于两层模型,当仪器位于高阻层,邻层为低阻时,整个测量周期内视电阻率都接近地层真电阻率;当仪器位于低阻层,邻层为高阻时,会出现低阻屏蔽现象,时域衰减后期的视电阻率与地层真电阻率差别较大。
对于三层模型,无论仪器所在中间层为高阻或低阻,时域视电阻率都可以反映地层真实情况,不受低阻屏蔽的影响。
【总页数】11页(P99-109)
【作者】吴柏志;袁习勇;郭同政;杨震;鲁超;邓少贵
【作者单位】中国石化经纬有限公司;中国石油大学(华东)深层油气重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】P631.8
【相关文献】
1.井中瞬变电磁全区视电阻率解释方法研究
2.瞬变电磁法全期视电阻率视深度求解方法与应用
3.随钻电磁波电阻率测井视电阻率提取及正演模拟分析
4.基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法
5.基于聚类算法的钻孔瞬变电磁视电阻率立体成像方法
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瞬变电磁原理
其中：Sn为接收线圈等效面积，N为匝数
2021/6/16
19
视电阻率（1）
• 视电阻率是形象表达地下电性结构的一种常用参 数，因此也往往通过某种算法将时间域瞬变电磁 法（ＴＥＭ）观测到的感应电动势转化为视电阻 率参数进行瞬变电磁响应的地球物理解释
区域构造、石油 含水层厚度、埋深
找水
2021/6/16
1
瞬变电磁法基本原理（2）
瞬变电磁法或称时间域电磁法（Transient Electromagnetic Method，简称TEM）， 利用不接地回线（线圈）向被测地质体发射 脉冲式电场作为场源（一次场），以激励被 测地质体产生二次场，在发射脉冲的间隙利 用接收回线（线圈）接收二次场随时间变化 的响应。从接收的二次场数据中分析出地质 体异常导电体的位置，从而达到解决地质问 题的目的。
瞬变电磁法特点就基于这两个可分性。
2021/6/16
4
瞬变电磁响应过程（1）
在导电率为s、磁导率为μ的均匀地质体表面敷设面积为S 的矩形发射回线中供以阶跃电流。
It
1 0
t 0 t 0
在电流断开之前（t<0时），发射电流在回线周围
的地质体和空间中建立起一个稳定的磁场。
2021/6/16
5
均匀大地瞬变电磁响应过程（2）
Vd t
2
0t （5-3-3）
从式（5-3-1）到式（5-3-3）可以看出：感应涡流扩散的速 度与地质体电导率和磁导率有关。导电性和磁导率越好，扩 散速度越慢，在导电性和导磁性较好的地质体上，能在更长
的延时后观测到大地瞬变电磁场。
2021/6/16
地质勘查中时间域瞬变电磁法的应用.docx
1时间域瞬变电磁法的原理及技术方法地质勘查是一项综合性较强的工作，在勘查的过程中，采用的工艺技术比较复杂，施工人员必须具有较高的责任心，并掌握地质勘查技术，这有利于提高地质勘查的准确性。
地质勘查可以掌握这一区域的地质条件，可以对工程地质进行客观的评价，预测地质条件的变化，在建筑施工的过程中，可以选择最佳的地点，避免在不良的地质上施工。
针对不良的地质条件，施工单位也可以及早的制定出改善方案，可以保证建筑工程顺利的完工。
工程地质勘查是对岩体成分、土质的物理化学性质以及对工程的稳定性影响进行分析，根据勘察的结果，可以对工程地质进行分类，还可以采取有效的措施改善岩土的建筑性能。
在以往的工程地质勘查工作中，选择的勘查方法并不恰当，勘查单位没有结合施工需要，也没有分析地下水对工程地质的危害，在当前地质勘查工作中，采用了时间域瞬变电磁阀，有效提高了地质勘查结果的精确性。
时间域瞬变电磁法是一种先进的技术，其可以利用不接地回线湖综合接地线源向地下发送一次脉冲磁场，这对地下导电地质有着较大的影响，可以感应出涡流，根据涡流的大小，可以判断地质体的导电性能，可以形成一种二次瞬变磁场。
第一次脉冲磁场会随着脉冲电流出现崩溃的问题，二次瞬变磁场不容易消失，但是会出现衰减的问题，随着时间的推移，第二次瞬变磁场会逐渐减弱。
二次涡流的大小可以判断出导电体的规模及电性，而且可以帮助地质勘查单位了解地质结构特点。
瞬变电磁法的工作原理不会出现重叠装置的情况，其可以对地质进行探测，可以了解最佳耦合，还可以检测出最大的异常幅度，在勘查的过程中，受外界因素影响比较小。
时间域瞬变电磁阀可以根据电介质变化产生磁场激化，从而引发涡流场。
2 时间域瞬变电磁法在地质勘查工程中的应用21 技术资料本次运用时间域瞬变电磁法对某工程进行地下暗河的勘查，采用的是时间域瞬变电磁法-2001 型的瞬变电磁仪，该电磁仪采用的是中心回线装置，能够探查深度不超过1的地下介质情况，采用50-200 的供电，其回线变长为13-26 ，采样间隔为1-4 纳秒，能够满足本次的地质勘查的实际需求。
中心回线瞬变电磁法观测二次电位误差对计算全期视电阻率的影响研究
全期视 电阻率的影响 的表达 式。发 现在 晚期微小的 二次 电位 的误差 ， 比早 期对视 电阻率 的计算 的影响更 大。并介绍 了目 将 前对提高早 晚期数据采集 与处理质 量的方法技术。
关键词 中心 回线瞬变电磁 法 中图法 分类号 １ ３ ．４ ： １３ ； ＇ ６
二次 电位 文献标志码
别 得 到早期 视 电阻 率 和 晚 期视 电 阻率 ， 后 通 过 转 然
折 点构 成一 条 完整 的 全期 视 电阻 率 曲线 ； 华 军 ｊ 王
１ 均匀半空 间下感应 电动势 的解析表达
中心 回线 或 重 叠 回线 方 式 是 时 间域 瞬 变 电磁 法大 多采 用 的工作 方法 ，９ ３年 美 国地 球 物 理学 家 １８
第 １ ２卷
第２ ７期
２１ ０ ２年 ９月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ．１ Ｎｏ ２７ Ｓ ｐ． ２ ２ １ ２ ． ｅ ０１
ｌ７ 一 １１ ２ １ ２ —８９ ０ ６ ｌ ８ ５（ ０ ２） ７ ６ ７ — ４
Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｃｅ ｃ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｇｎ ｅｉ
ｘ （ ｐ 一ｚ）
确值 ， 据误差传 递理 论 ， 电 阻率 的绝 对 误差 △ 根 视 ｐ
满 足式 （ ５ ： １ ） 据式 （ １ ， ｐ １ ） 令 ：厂＝ ，
√ 叮 ｒ
ｚ 为瞬 变场参 数 ， 丁为扩 散参数 （ ｍ）
＝
￣ １ｆ ／ Ｔ／ ２ 丁 可
通 过分 析 均 匀 半 空 间 中 瞬变 电 磁 场 的解 析 解 表 达 式 ， 现瞬 变 响 应 曲线 随 地 下 电 导 率 、 射 回线 边 发 发
利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究
HUA J un ,J IANG Yan2sheng ,WANG Wen2bing ( Xi′ an Jiaotong University ,Xi′ an 710049 ,China)
Comments on pulse broadening phenomena of w avef ield transformation in transient electromagnetic exploration
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第 3 期 翁爱华 ,陆冬华等 : 利用连分式定义瞬变电磁法全区视电阻率研究 率定义 。全区视电阻率定义主要有两个方法 , 一种 是数值逼近方法 , 其中最成功的是多项式逼近算 [2 ] 法 。昌彦君等改进该方法并对小偏移距 ( 收发距 小于第一电性层厚度) 电场分量定义了全区视电阻 [3 ] 率 ,陈明生等修正了该方法的多项式系数 ,并将该 方法的晚期时间范围拓展到几十秒 , 以适应大偏移 [4 ] 距的需要 。由此可见 , 多项式逼近需要采用合适 的多项式系数才可得到较好的结果 ; 另一种方法是 迭代方法 。该方法适合于任意有限区间内具有单调 性的电磁场分量全区视电阻率的计算 , 已成功地运 用于长偏移距瞬变电磁法 (LOTEM) 全区视电阻率的 [5 ,6 ] 定义 ,但该方法要求知道反函数的大致值域 , 且 收敛较慢 。由于连分式求解非线性方程对反函数的 初值不敏感 ,迭代收敛快 ,本文以电偶源瞬变电磁测 深法观测的垂直磁场为例 , 介绍利用该方法迭代求 解电磁场反函数的方法 。文中首先给出均匀半空间 电偶源瞬变电磁场垂直分量的表达式 , 接着介绍了 利用连分式求解非线性方程的原理 , 并给出具体的 实现过程 。在此基础上 ,给出具体的数值模拟结果 。