收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

时间域电磁法三维各向异性正演及分析

刘亚军  
【摘要】:时间域电磁法(Time-domain electromagnetic method,TDEM)又可称为瞬变电磁法(Transient electromagnetic method,TEM),是地球物理电磁法勘探的重要分支,一般采用不接地回线或接地导线向地下发射一次脉冲电磁场,并通过地下介质产生的纯二次场来推断介质电导率分布。时间域电磁法具有探测效率高、勘探成本低、分辨率高和装置灵活等优点,广泛应用于煤炭矿产资源勘探、地球深部构造研究、水文地质调查和环境工程勘察等领域。地下介质电各向异性现象的广泛存在性从上个世纪60年代以来逐渐得到证实,大量研究已表明电各向异性将对大地电磁法(MT)和频率域可控源电磁法(CSEM)等勘探方式产生较大影响。以分析电各向异性对时间域电磁法勘探的影响程度和模式为目的,本文采用时域有限体积法开发了一套时域电磁法三维模拟程序,该软件能对非均匀任意各向异性介质中的时域扩散场进行高效率和高精度模拟,且能适应不同的瞬变电磁勘探装置(回线源瞬变电磁、长偏移距瞬变电磁(Long-offset transient electromagnetic,LOTEM)等)。通过不同类型各向异性模型的数值实验,探讨了电各向异性对时间域电磁法响应的影响,并对长偏移距瞬变电磁勘探数据进行了各向异性解释。反演是时间域电磁数据处理与定量解释中极其重要的步骤,而正演计算是反演的核心,各向异性是介质电导率的重要参数之一,影响时域电磁扩散场的分布。本文通过求解全张量电导率时间域电场Helmholtz方程,实现了基于有限体积法的时间域电磁任意各向异性正演算法。该算法采用基于交错网格的拟态有限体积法(MFV)对时域Maxwell方程组进行空间域离散,并利用后退欧拉法(Backward Euler Method)进行时间域离散。将自适应时间步长加倍算法与直接方程求解法相结合提高模拟效率,并将初始场解析求解法和数值求解法同时引入时域电磁场三维模拟。为提高试错法对数据拟合的效率,将舒尔补分解法引入到时间域电磁法三维各向异性正演模拟中。回线源和接地源是时间域电磁勘探最常用的发射源形式,具有不同的初始场构成与求解方式,本文采用一维各向异性模型和三维各向同性模型对两种方式下时间域电磁三维模拟算法的精度和效率进行了验证。针对回线源瞬变电磁和长偏移距瞬变电磁两种勘探方式,通过多类典型三维各向异性模型数值实验对各向异性主轴电导率、各向异性倾角以及各向异性走向角的影响进行了详细探讨,并对分析结果进行了对比归纳总结,为不同各向异性地质条件下时间域电磁法勘探的方案设计与数据解释提供了重要参考。基于长偏移距瞬变电磁各向异性模拟分析过程与结果,本文对德国西部某各向异性地质区域的LOTEM勘探数据进行了各向异性解释与分析。该过程囊括了数据的一维和二维各向异性分析,最后构建了一个能有效拟合数据的各向异性模型,该模型与地质条件吻合良好。整体分析过程可作为瞬变电磁数据各向异性处理的一个参考范例,避免各向异性引起的错误地质解释。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前19条
1 彭荣华;胡祥云;李建慧;胡祖志;杨辉;;基于二次耦合势的广域电磁法有限体积三维正演计算[J];地球物理学报;2018年10期
2 于生宝;贾少华;李刚;何建龙;;电性源时间域电磁法大功率发射系统的研制[J];国外电子测量技术;2014年07期
3 司元雷;李毛飞;刘耀宁;陈爽爽;;时间域电磁法对墙体钢筋分辨能力研究[J];徐州工程学院学报(自然科学版);2020年04期
4 武建平;张超;陈剑平;杨玺;裴运军;周庆东;;广域电磁法三维有限单元法模拟研究[J];物探与化探;2020年05期
5 赵晶;周嗣辉;于景邨;;时间域电磁法在皖北刘一矿注浆效果检测中的应用[J];中国煤炭地质;2013年09期
6 许广春;;广域电磁法在深埋隧道勘察中的应用研究[J];铁道工程学报;2020年02期
7 梁维天;李勇;王东波;李浩;袁圣;冯家新;孙文;;辽东南金属矿勘查中广域电磁法应用效果[J];物探与化探;2020年05期
8 王永兵;尹文斌;张磊;;航空广域电磁法初步探索[J];物探与化探;2020年05期
9 危志峰;陈后扬;吴西全;;广域电磁法在宜春某地地热勘查中的应用[J];物探与化探;2020年05期
10 曾何胜;徐元璋;刘磊;唐宝山;张祎然;李义;陈宇峰;;广域电磁法在复杂电磁干扰环境的应用研究——以某市周边地热勘查为例[J];物探与化探;2020年05期
11 蒋永芳;李芳书;曹渊;夏灵云;张婷;;广域电磁法在金属矿勘探中的应用研究和探讨[J];物探与化探;2020年05期
12 何继善;;广域电磁法理论及应用研究的新进展[J];物探与化探;2020年05期
13 汪硕;段书新;吕孝勇;胡英才;吴曲波;刘祜;刘武生;;二连盆地乔尔古地区广域电磁法砂体识别技术研究[J];铀矿地质;2020年05期
14 刘嘉文;裴婧;李帝铨;;广域电磁法反演方案评估[J];工程地球物理学报;2018年04期
15 何继善;李帝铨;戴世坤;;广域电磁法在湘西北页岩气探测中的应用[J];石油地球物理勘探;2014年05期
16 ;电磁法方法和仪器学术会议[J];地球物理学报;1987年05期
17 李金铭;;介绍应用地球物理学中的电磁法一书[J];国外地质勘探技术;1988年09期
18 聂馨五;关于广泛应用电磁法的一些看法和意见[J];物探与化探;1981年02期
19 李淑莹;低频电磁法在岩溶地区的应用[J];中国岩溶;1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 李建慧;胡祥云;韩波;彭荣华;;基于非结构化网格有限元法的人工源电磁法三维正演[A];2015中国地球科学联合学术年会论文集(二十八)——专题64应用地球物理学前沿、专题65地球生物学[C];2015年
2 余越星;尧玉燕;;电磁法正反演在金属矿勘查中的综合利用[A];江西省地质学会2020年论文汇编I[C];2020年
3 李清坤;王红涛;曹辉;何好;尚延杰;;基于Comsol的海洋井间电磁三维数值模拟[A];2019年中国地球科学联合学术年会论文集(十七)——专题44:电磁地球物理学研究应用及其新进展、专题45:油气田与煤田地球物理勘探[C];2019年
4 雷达;底青云;杨良勇;李华林;刘云祥;胡祖志;;极低频电磁法在超深层油气探测中的应用-以川中油田为例[A];2019年中国地球科学联合学术年会论文集(三十一)——专题84:超深层(油气)重磁电震勘探技术、专题85:中国钾盐矿产基地成矿规律与深部探测技术示范[C];2019年
5 何好;王堃鹏;曹辉;李清坤;尚延杰;;基于各向异性介质的频率域井地电磁法物理模拟与数值模拟[A];2019年中国地球科学联合学术年会论文集(十七)——专题44:电磁地球物理学研究应用及其新进展、专题45:油气田与煤田地球物理勘探[C];2019年
6 尚延杰;田荣刚;曹辉;杨涛;李清坤;;频率域海洋井中电磁法物理模拟实验[A];2019年中国地球科学联合学术年会论文集(十七)——专题44:电磁地球物理学研究应用及其新进展、专题45:油气田与煤田地球物理勘探[C];2019年
7 郑冰;李帝铨;田茂军;;信江盆地东部富有机质泥页岩广域电磁法探测[A];2015中国地球科学联合学术年会论文集(十)——专题28电磁地球物理学研究应用及其新进展、专题29盆地动力学与能源、专题30活动断层、地震构造与深部结构[C];2015年
8 薛国强;闫述;邱卫忠;;复杂环境下综合电磁法在煤田探查中的应用研究[A];地球物理信息监测与计算技术应用研讨活动论文摘要[C];2015年
9 胡涂;张弛;徐英姿;李芸芸;张超;;广域电磁法多分量综合数据处理系统研究[A];中国地球物理·2009[C];2009年
10 何继善;;广域电磁法研究[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
11 朱裕振;邓锋华;杨洋;;广域电磁法静态效应校正方法研究与应用[A];中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C];2011年
12 李帝铨;何继善;;湘西地区页岩气广域电磁法探测研究[A];2014年中国地球科学联合学术年会——专题2:电磁地球物理学研究应用及其新进展论文集[C];2014年
13 曹俊兴;;21世纪的地球电磁法[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
14 白宜诚;崔益安;;海洋高效电磁法研究[A];2001年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十七届年会论文集[C];2001年
15 刘海樱;何展翔;;电磁法、重磁力技术发展新动态[A];中国地球物理学会第二十届年会论文集[C];2004年
16 陈儒军;何继善;罗维炳;颜良;刘石;;智能多功能多频电磁法数据采集系统[A];中国地球物理学会第22届年会论文集[C];2006年
17 赵国泽;陈小斌;汤吉;;中国地球电磁法新进展和发展趋势[A];纪念中国地球物理学会成立60周年专辑[C];2007年
18 董宝和;王德夫;王寅生;;在地形起伏地区应用回射电磁法的研究[A];中国地质科学院矿床地质研究所文集(10)[C];1983年
19 赵子言;;遥测阵列天然场电磁法方法技术研究[A];中国地质科学院“九五”科技成果汇编[C];2001年
20 周聪;汤井田;张林成;胡双贵;蒋奇云;李广;黄凤林;李广场;;双分量广域电磁法及其在某水电工程勘查中的应用[A];2017中国地球科学联合学术年会论文集(二十一)——专题44:深部资源探测技术与矿集区立体探测[C];2017年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 刘亚军;时间域电磁法三维各向异性正演及分析[D];中国地质大学;2020年
2 呼彦朴;时域电磁法虚拟波动场—三维有限差分数值模拟研究[D];吉林大学;2017年
3 佟拓;海洋人工源频率域电磁法三维共轭梯度反演研究[D];中国地质大学(北京);2012年
4 毛立峰;超宽带电磁法正演模拟及反演成像[D];成都理工大学;2007年
5 李静和;用于油气藏勘探的井筒电磁法反演算法研究[D];中国地质大学;2015年
6 曹萌;人工源极低频电磁法三维数据空间OCCAM反演研究[D];中国地质大学(北京);2016年
7 陈辉;地面频率域电磁法三维有限体积正演与截断牛顿法反演[D];吉林大学;2017年
8 韩波;频率域可控源电磁法并行化三维正反演算法研究[D];中国地质大学;2015年
9 贲放;海洋可控源电磁法三维正反演理论与各向异性影响机制研究[D];吉林大学;2016年
10 张双狮;海洋可控源电磁法三维时域有限差分数值模拟[D];成都理工大学;2013年
11 张继锋;基于电场双旋度方程的三维可控源电磁法有限单元法数值模拟[D];中南大学;2008年
12 陈儒军;伪随机多频电磁法观测系统研究[D];中南大学;2003年
13 罗明璋;脉冲电磁法理论研究与硬件实现[D];长江大学;2012年
14 周建美;各向异性地层中可控源电磁法一维全参数反演及三维有限体积正演算法研究[D];吉林大学;2014年
15 李勇;电导率各向异性频率域可控源电磁法有限元数值模拟[D];中国科学技术大学;2017年
16 刘云鹤;三维可控源电磁法非线性共轭梯度反演研究[D];吉林大学;2011年
17 蒋奇云;广域电磁测深仪关键技术研究[D];中南大学;2010年
18 王世隆;直升机时间域电磁法数据收录与现场处理关键技术研究[D];吉林大学;2011年
19 彭荣华;频率域可控源电磁法三维正反演研究[D];中国地质大学;2016年
20 佟铁钢;E-Hz广域电磁方法研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 苏艳芳;极低频电磁法探测金属矿一维正演研究[D];河南师范大学;2018年
2 代占鑫;非均匀网格时域电磁法检测埋地管道腐蚀的数值模拟[D];南昌航空大学;2018年
3 邓洋涛;井地电磁法的数值模拟研究[D];长江大学;2018年
4 王宏宇;广域电磁法探测含油富集区试验研究[D];中南大学;2013年
5 阳红;综合电磁法技术研究及其应用效果[D];成都理工大学;2012年
6 王琴;广域电磁法油气目标识别技术研究与应用[D];中南大学;2014年
7 王顺国;磁性源广域电磁法2.5维正演[D];中南大学;2012年
8 王寒冰;极低频电磁法频率域二维正反演研究[D];中国地质大学(北京);2014年
9 翟景红;海洋聚焦电磁法理论与实验研究[D];中国地质大学(北京);2018年
10 王睿家;磁性源电磁法发射机发射电流测量系统设计与实现[D];吉林大学;2017年
11 余云春;广域电磁法一维正反演[D];中南大学;2010年
12 张福彬;巷道内频率域电磁法三维正演研究[D];中国地质大学(北京);2014年
13 朱裕振;广域电磁法静态效应校正方法研究与应用[D];中南大学;2011年
14 徐振华;极低频电磁法时间域二维正演研究[D];中国地质大学(北京);2014年
15 吴立科;多通道同步电磁法测量系统的设计与实现[D];东南大学;2015年
16 周刚;人工源电磁法二维半问题等参有限元法数值模拟研究[D];中国地质大学(北京);2006年
17 赵楠;人工源电磁法复电阻率2.5维正演问题研究[D];中国地质大学(北京);2008年
18 刘畅;频率域地空电磁法磁场三分量响应特征研究[D];中国矿业大学;2020年
19 陈策;隧道前方富水不良地质体地电磁效应理论正演研究[D];西南交通大学;2008年
20 王明明;环工作面电磁法底板突水监测技术研究[D];中国矿业大学;2014年
中国重要报纸全文数据库 前15条
1 本报记者 俞慧友;广域电磁法有了新“副业”[N];科技日报;2020年
2 于德福 李宁;电磁法未来高地在中国[N];中国有色金属报;2017年
3 记者 于德福 通讯员 单广宁;我国完成航空天然场源电磁法高原首飞[N];中国国土资源报;2015年
4 王中义;地勘新兵器:阵列电磁法[N];中国矿业报;2004年
5 本报记者 龙军 禹爱华;探寻深地秘密[N];光明日报;2019年
6 科文;找矿又添好帮手——大探测深度电磁法[N];中国国土资源报;2004年
7 深圳特区报记者 杨丽萍;一生坚守为地球“把脉”[N];深圳特区报;2019年
8 本报记者 刘烜;创新科技在这里显现无限魅力[N];中国矿业报;2013年
9 支婧霞;创新引领 逆势扬帆[N];中煤地质报;2016年
10 本报记者 汪涛;用电磁波给地球做“CT”[N];中国船舶报;2020年
11 记者 李寿利 通讯员 李岳鹏;陕西局各项工作再创佳绩[N];中煤地质报;2013年
12 李岳鹏;陕西物测队建队50年成果丰硕[N];中煤地质报;2008年
13 记者 邓凯 通讯员 李晓雅;周口店北京人遗址勘探获新发现[N];光明日报;2005年
14 汪涛 本报记者 付毅飞;极低频探地工程既能地下寻宝也能地下“捉妖”[N];科技日报;2020年
15 本报记者 于德福;抢占地学领域新高地[N];中国国土资源报;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978