普通物探_第3-3节_电法勘探之电磁测深法ppt课件.ppt

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1、§3.3交变电磁测深法当前，在石油勘探领域应用较多的是各种电磁感应法，这类方法以地壳中岩石和矿石的导电性和导磁性差异为基础，根据电磁感应原理观测和研究电磁场空间与时间分布规律，从而解决地质研究和寻找有用矿产的一组电法勘探方法。电磁测深法原理示意图交变电磁测深法电磁测深法固定测点和仪器装备不动，通过改变电磁信号的频率进行测量，由于不同频率的电磁场穿透深度不同，高频穿透深度浅，低频穿透深度大，因此，研究测点电场或磁场分量的频率特性，就可以达到测深的目的，这是不同电磁测深法的基础。各种电磁测深法利用不同频率（10-3~108hz）的谐变电磁场或不同形式的周期性脉冲电磁场作为

2、场源信号，前者称为频率域电磁法，后者称为时间域电磁法。交变电磁测深法频率域和时间域电磁法产生异常的原理均遵循电磁感应定律，故基础理论和野外工作基本相同，但地质效能各有特点。主要内容：§3.3.1电磁测深理论基础§3.3.2频率电磁测深法§3.3.3大地电磁测深法§3.3.4瞬变电磁测深法§3.3.1电磁测深理论基础主要内容：岩（矿）石的电磁学性质电磁波传播的基本规律平面电磁波的传播波阻抗概念谐变场的结构特点瞬变场的结构特点1、岩（矿）石的电磁学性质在电磁感应法的实际工作中，所利用的岩（矿）石电磁学性质仍主要是电阻率，因为根据电磁感应定律，介质中感应电流的大小主要取决于

3、介质的电阻率，在这一点上与直流电法是类似的。在交变电磁场情况下，岩（矿）石的电性除显示出与电阻率有关的传导电流外，还显示出与介电常/系数有关的“位移电流”，因此，导电介质中总的电流密度是二者的叠加：传导电流与位移电流传导电流密度：位移电流密度：对于谐变场，在电磁场理论中，传导电流与位移电流密度的比值称为电磁系数，即：真空中的介电常数：介质导电性与频率的关系当m>>1时，介质中传导电流起主要作用，此时可忽略位移电流的作用；反之，当m<<1时，介质中位移电流起主要作用，可以忽略传导电流的作用。1011021031041051061071081091010101010910

4、81071061051041031021010.1

5、系数，给出了介质导电性引起的能量损耗特性，等于损耗角的正切，即：介质的相对介电常/系数绝大多数造岩矿物的相对介电常数不超过10~11，然而，一些氧化物、硫化物和碳酸盐的相对介电常数可达20甚至80~170（如金红石）。对于坚固和干燥岩石，矿物成分是主要影响因素，对于广泛分布的岩石，尤其是沉积岩，含水性是主要影响因素。矿物岩石石英长石云母氯化物硫化物石油水4.2~5.54~105~85~68~1710~30800.0006~0.0020.03~0.150.0003~0.002--------火成岩变质岩沉积岩石灰岩砂岩砂泥岩7~155~128~125~113~254~3

6、00.03~0.10.05~0.2----可达1可达1部分介质的相对介电系数与损耗角正切介质的磁导率介质的磁导率是电磁感应法中利用的另一个重要参数，它表征物质在磁化作用下集中磁力线的性质。真空中的磁导率。除少数铁磁性矿物（磁铁矿、磁黄铁矿和钛铁矿）外，其他矿物的相对磁导率都接近于1，只有岩石或矿石中含有大量铁磁性矿物时，其相对磁导率才明显大于1。矿物矿物磁铁矿磁黄铁矿钛铁矿赤铁矿5.02.551.551.05黄铁矿方解石石英角闪石1.00150.9999870.9999851.00015部分矿物的相对磁导率2、电磁波传播的基本规律根据电磁场理论，描述电磁波在介质中传播

7、规律的是麦克斯韦方程组：变化的电场产生涡旋磁场变化的磁场产生涡旋电场磁感应强度矢量是无源场真实电荷是电位移矢量的源及介质的特性方程：全电流定律电磁感应定律磁通连续性原理高斯定律麦克斯韦方程的积分形式将麦克斯韦方程组的微分形式与高斯公式、斯托克斯公式连立，可以得到麦氏方程组的积分形式：积分方程是对某区域内场、源关系的总体描述，积分区间可以包含奇点，如介质界面等。电磁场矢量旋度的旋度对电场旋度矢量取旋度：对磁场旋度矢量取旋度：因有矢量恒等式：及和，得到均匀介质中电场和磁场矢量分别满足的方程。电报方程电场矢量满足的方程式：磁电场矢量满足的方程式：电场和磁场