一种CSAMT全区视电阻率-深度剖面的生成方法

本发明属于电磁法勘探领域，具体涉及一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法。

背景技术：

1、通常的csamt(controlled source audio-frequency magneto-telluric)勘探，往往包括了远区、中区和近区的信息(zonge and hughes,1991,p750)。在从远区进入到近区的过程中，随着平面波和非平面波占比的变化，记录点从观测点下方向源移动，由此产生的场源复印和阴影效应(zonge and hughes,1991,p769～784)，对视电阻率剖面解释造成困扰。

2、例如现有专利cn113960684a公开了一种短偏移距电磁勘探的视电阻率-深度剖面生成方法，在测点至偏移距中点的区间内给出了一种记录点随感应数移动的算法，提高了视电阻率-深度剖面解释法的适应性。但这种方法遗漏了偏移距中点至源点之间的区域，无法处理场源复印效应和源点至偏移距中点间的阴影效应。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的不足，本发明提出了一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，将记录点的移动范围从观测点推进到源的附近，采用场的全区表达式(spies and frischknecht,1991,p294)，生成适用于全区的视电阻率-深度剖面，目的在于消除和利用场源与阴影效应，为分离平面和非平面波提供了一种新的简便快速的方法，提高了视电阻率-深度剖面的解释效果。

2、本发明采用的技术方案为：

3、一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，以记录点的水平位置和垂直位置作为视电阻率的赋值点，在远区，记录点位于测点正下方的探测深度处；在中区，波前的半径随感应数的减小线性地减小，记录点位于波前与探测深度至源点直线的交点上且随感应数的减小从测点向源点趋近；在近区，随着感应数的继续减小，记录点的水平位置从源点附近向偏移距中点趋近，垂直位置从源点下方附近向定值趋近：

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7、其中，为感应数，ri为偏移距探测深度，为探测深度，i＝1,2,…,m是测点号，j＝1,2,…,n是频点号，crifar-mid是远区和中区的临界值，crimid-near是中区和近区的临界值；

8、①轴向装置，设源点与直角坐标系的原点o重合、测线沿x轴布置，将公式1a、1b、1c中的上标r换成x，那么在测线方向的xoz平面上，各测点的记录点水平位置记为记录点垂直位置记为此记录点位置就是轴向装置在xoz平面上各测点视电阻率的赋值点；1条轴向装置的测线，生成1条沿测线方向的视电阻率-深度剖面；

9、②赤道向装置，1条具有m个测点的赤道向装置，会生成1条沿测线的剖面，以及m条沿源点至测点的剖面，为此设测线的中点为坐标原点o′，使源点与圆柱坐标系原点o重合、连线oo′与测线相垂直，设测线方向为直角坐标系的x′轴，将式1a中的上标r换成x′，那么在沿测线方向的x′o′z平面上，各测点的记录点记为水平位置记录点垂直位置记为此记录点位置就是赤道向装置在x′o′z平面上各测点视电阻率的赋值点；

10、每条沿源点至测点的剖面所在的每个roz平面上，各测点的记录点水平位置和垂直位置仍为公式1a、1b、1c，此记录点位置就是赤道向装置在roz平面上各测点视电阻率的赋值点。

11、进一步，所述定值与偏移距成比例，表示为：定值等于偏移距ri除以远区和中区的临界值crifar-mid。

12、进一步，赤道向装置中偏移距ri与测点位置xi′的关系为：

13、

14、其中，测线沿直角坐标系的x′轴布置，取测线的中点为坐标原点o′，使源点与圆柱坐标系原点o重合、连线为oo′，xi′为测点在x′轴的取值。

15、进一步，视电阻率须由单分量电场或磁场的全区表达式定义和计算，电场分量的全区表达式和全区视电阻率简单迭代式：

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18、电场的全区表达式和全区视电阻率直接计算式：

19、

20、

21、式中，ij为第j个频点的源电流强度，l为源的长度，j为虚数单位，为测点i与源之间的夹角，其中fi,j是测点i的第j个频点的频率，μ0是非磁性大地的磁导率。

22、进一步，探测深度可由趋肤深度公式计算，表示为：

23、

24、其中，fi,j是测点i的第j个频点的频率，为测点i的第j个频点的视电阻率。

25、进一步，所述偏移距至少为探测地层总厚度的crifar-mid倍。

26、进一步，轴向装置中，场区临界值crifar-mid和crimid-near分别选为5和1。

27、进一步，赤道向装置中，场区临界值crifar-mid和crimid-near分别选为4和1。

28、进一步，根据地质结构、装置、源或者观测分量调整所述场区的临界值crifar-mid和crimid-near。

29、进一步，野外观测记录中除测点位置、源的尺度外，还应记录场源的位置以便确定偏移距。

30、有益效果

31、1)本发明方法所生成视电阻率-深度剖面在csamt勘探的全区都是适用的。

32、2)本发明提供了一种分离csamt勘探中平面与非平面波新的简便快速的方法。

33、3)本发明将记录点的移动范围从观测点推进到源，提供了一种消除和利用csamt勘探中场源复印与阴影效应的新的简便快速的方法，提高了视电阻率-深度剖面的解释效果。

技术特征：

1.一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，以记录点的水平位置和垂直位置作为视电阻率的赋值点，在远区，记录点位于测点正下方的探测深度处；在中区，波前的半径随感应数的减小线性地减小，记录点位于波前与探测深度至源点直线的交点上且随感应数的减小从测点向源点趋近；在近区，随着感应数的继续减小，记录点的水平位置从源点附近向偏移距中点趋近，垂直位置从源点下方附近向定值趋近：

2.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，所述定值与偏移距成比例，表示为：定值等于偏移距ri除以远区和中区的临界值crifar-mid。

3.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，赤道向装置中偏移距ri与测点位置xi′的关系为：

4.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，视电阻率须由单分量电场或磁场的全区表达式定义和计算，电场分量的全区表达式和全区视电阻率简单迭代式：

5.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，探测深度可由趋肤深度公式计算，表示为：

6.根据权利要求1或2所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，所述偏移距至少为探测地层总厚度的crifar-mid倍。

7.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，轴向装置中，场区临界值crifar-mid和crimid-near分别选为5和1。

8.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，赤道向装置中，场区临界值crifar-mid和crimid-near分别选为4和1。

9.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，根据地质结构、装置、源或者观测分量调整所述场区的临界值crifar-mid和crimid-near。

10.根据权利要求1所述的一种csamt全区视电阻率-深度剖面的生成方法，其特征在于，野外观测记录中除测点位置、源的尺度外，还应记录场源的位置以便确定偏移距。

技术总结
本发明公开了一种CSAMT全区视电阻率‑深度剖面的生成方法。以记录点的水平位置和垂直位置作为视电阻率的赋值点：在远区，记录点位于测点正下方的探测深度处；在中区，设波前的半径随感应数的减小线性地减小，记录点位于波前与探测深度至源点直线的交点上且随感应数的减小从测点向源点趋近；在近区，随着感应数的继续减小，记录点的水平位置从源点附近向偏移距中点趋近，垂直位置从源点下方附近向与偏移距成比例的某定值趋近，本发明中该定值等于偏移距除以远区和中区的临界值。本发明为分离平面与非平面波，消除和利用场源复印与阴影效应提供了一种新的简便快速的方法，提高了视电阻率‑深度剖面的解释效果。

技术研发人员：曹清华,闫述
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16