瞬变电磁法薄板状体物理模拟与正反演分析

《瞬变电磁法薄板状体物理模拟与正反演分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、桂林工学院硕士学位论文嚣1瘴引言瞬变电磁法在上世纪30年代由苏联人提出，随后苏联、澳大利亚、加拿大及美国的学者都对瞬变电磁法在理论和应用上进行了详细深入的研究，国外在上世纪70年代野外已开始大量应用，到目前为此，瞬变电磁法在石油勘探、矿产勘探、煤气田勘探、工程勘察以及地球深部探测中得到广泛的应用，并取得了很好效果。我国于上世纪70年代开始研究瞬变场法，经过30余年的研究、开发与实践，我国的瞬变电磁法在理论和应用上都有长足的进步，但与应用相比，理论的发展还显迟缓，尤其是数据解释方面仍停留在定性或半定量

2、解释的水平，有待我们进一步提高。瞬变电磁法作为一种地球物理勘探方法，它是利用接地线源或不接地回线向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的时间间歇期，利用线圈或者电极观测接收二次涡流场的方法。它具有如下特点““。’“⋯：l、把频率域法中的精确度问题转换为灵敏度问题，加大灵敏度可以增大信噪比，加大勘探深度，而不必增加收发距或者电极距：2、在高阻围岩地区不会产生地形起伏的假异常，在低阻围岩区，由于是多道观测，早期道的地形影响也比较容易分辨；3、可以使用同点装置工作，与欲探测的地质对象有最佳的耦合，具有较高

3、的探测能力，并受旁侧地质体影响也最小；4、线圈电位、方位或收发距要求相对不严，测地工作简单，工作效率高；5、有穿透低阻覆盖层的能力，探测深度大；6、剖面测量与测深工作同时进行，提供了更多的有用信息，减少了多解性。瞬变电磁法重叠回线装置作为一种具有较强探测能力的瞬桂林工学院硕士学位论文变电磁法，其解释还远远跟不上其日益广泛的应用，这对一种很有潜力的地球物理勘探方法的发展是不利的。因此对瞬变电磁法资料的正、反演研究是非常必要的。过去，对瞬变电磁法的正反演研究，主要是集中于对～次场源电偶极子，对大回线激发

4、装置的研究大多数也是针对中心回线装置进行的“。’3】。实际上，重叠回线装置在野外工作中有最广泛的应用，这种装置具有对欲探测地质对象有最佳耦合、有较高的探测能力、并受旁侧地质体影响最小等优点。但是对瞬变电磁法重叠回线装置的研究却并不多。近年来对瞬变电磁法的研究主要集中在数值模拟方面，虽然数值模拟方法发展迅速且求解效果也较好，但由于数值模拟本身的局限性，且许多计算方法尚不成熟。1，故物理模拟仍是瞬变电磁法研究中的一种重要手段，尤其对局部形体瞬变响应的研究，其成果仍然是野外工作设计及资料解释的重要依据。早

5、在上世纪七十年代人们就对瞬变电磁物理模拟实验做了大量研究，如1983年R．D．OGILVYn”就较完备的做了重叠回线瞬变电磁的物理模拟实验研究，对直立薄板、厚板，倾斜薄板，球体等的重叠回线瞬变电磁响应电位曲线特征都做了较详细的描述，并对物理模拟实验与野外实测的缩比情况及由响应电位曲线峰值判别薄板倾角等做了研究；苏联和澳大利亚矿产资源局Macquarie大学也做了大量的瞬变电磁物理模拟响应曲线研究””。在国内蒋邦远“们和牛之琏“11的书中也对物理模拟实验做了较详细的论述。这些成果都是我们现在从事瞬变电

6、磁野外施工及数据解释的重要依据。纵观前人所做物理模拟实验研究，主要集中于在不同形体上响应电位曲线形态的变化方面，而对同一形体的不同埋深及导体旁侧(线框不在导体正上方)影响的研究却甚少。但这在我们实际应用中是会经常遇到的问题。故本文通过物理模型试验研究了薄板状导体随板体顶部埋深的不同，其响应电位曲线双峰间距离及曲线形态的变化情况；由扩散理论出发对薄板状导体的旁侧影响作了一些探讨。2桂林工学院硕士学位论文以往，对于一维局部形体的正演计算，都是采用牛之琏书中给出的等效计算公式”。1，但经实际验证，由该公式

7、计算所得的正演数据与实际测得的数据有较大的偏差，尤其是对于薄板导体的响应，等效公式计算的结果峰值间距明显与实际不符。为使正演数据能更好的反映实际情况，从而使反演的效果更好，本文以铝板为物理模型，分别在两种不同介质中做了导电薄板的物理模拟实验，以物理模拟实验结果为基础，就二种不同介质(空气、水)中的瞬变响应情况对导电薄板的等效计算公式做了改进，并以改进的等效计算公式作为正演公式编制了粒子群优化算法的反演程序。粒子群优化(Particleswarmoptimizer，简称PSO)算法是一种基于群智能方法

8、的演化计算技术。PSO最早是由Kenndy和Eberhard于1995年提出的。受到人工生命的研究结果启发，PSO的基本概念源于对鸟群捕食行为的研究。粒子群优化算法是对鸟群觅食过程中的迁徙和群集的模拟。鸟群在觅食时，在它们找到有食物的地方之前的迁徙过程中，既有分散又有群集的特点。所谓鸟语花香，鸟也有鸟的语言，它们总是通过自己一套独有的方式在无时无刻地相互传递着信息，其实，这种个体之间信息的交换在群居的生物群体中都存在，如蜜峰、蚂蚁，也包括人类。对于鸟群来说，在它们找到