[发明专利]三维小面元大地电磁连续阵列数据采集方法

说明书

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术，是一种通过电场闭合方式有效地压制和消除噪音，在时间系列实施平面空间滤波消除静态位移的三维小面元大地电磁连续阵列数据采集方法。

背景技术

目前，在油气、矿产及地下水资源勘探中，大地电磁法已经应用很广。但己一直沿用单点测深(一维)或剖面测深(二维)的工作方式。一维工作方法，即在一个测点布设正交电磁场四分量接收装置(Ex、Ey、Hx、Hy)或五分量接收装置(Ex、Ey、Hx、Hy、Hz)，连续采集时间域电磁场，在室内对时间数据进行傅氏变换求出每个场分量的功率谱，用功率谱进行阻抗张量估算，最后计算出视电阻率和相位差。二维工作方法，即在沿测线测点布设多个正交电磁场二分量(或四分量五分量接收装置)连续记录时间域电磁场，同样在室内经富里叶变换获得电磁场频谱，并计算出视电阻率和相位差。

这种方法在地下构造比较简单的情况下，比如一维和二维地质条件下的应用，可以取得较好的效果，但是，面对复杂地表和地下构造，比如三维情况，上述方法在解决地质问题的能力和精度等方面与实际要求存在差距，一是静态位移影响严重，难以有效压制和消除，影响了勘探效果，甚至会产生虚假构造，二是噪声干扰影响难以有效压制，影响了资料质量；另外，由于在一个比较长的排列上布设一个磁站，磁站与各测点远近差别很大，在磁场变化大的地区是不合理的，这些问题上述方法难以解决。

发明内容

本发明目的在于提供一种通过电场闭合方式有效地压制和消除噪音，在时间系列实施平面空间滤波消除静态位移，从而提高资料采集质量的三维小面元大地电磁连续阵列数据采集方法。

本发明具体实现步骤是：

1)在工区施工布极采用小面元网格采集方式，在小面元中心布设二份量电场采集站(Ex、Ey)，小面元网格采集方式电场份量的布极为角点采用常规方法中的L型布极方式，边点采用常规方法中的T型布设方式，中间点采用常规方法中的型布极方式；在最小小面元中心点布设二份量正交水平磁场(Hx、Hy)或三份量正交磁场(Hx、Hy、Hz)，Hx、Hy方向与电场份量的方向平行；

步骤1)所述的小面元网格采集方式是每个小面元以2x2或3x3或4x4或5x5为单元。

步骤1)所述的2x2单元面元称为最小小面元。

步骤1)所述的3x3单元面元分解成四个最小小面元。

步骤1)所述的4x4单元面元分解成九个最小小面元。

步骤1)所述的小面元角点和边点以及每两个相邻测点连线中点是接收电极(M、N)的接地点，也是相邻测点的公共电极，中心点不设置电极，

步骤1)所述的小面元内的相邻测点都由一个公共电极两两相连，整个小面元内部电位差闭合，任意时刻采集站记录的电位差累加应等于零。

步骤1)所述的最小小面元各测点到磁站的距离为0.5L和0.707L，L为最小小面元边长。

2)采集数据记录时各个采集站以相同的采集参数同时开始采集记录天然电磁场时间系列数据，采样率可以根据频率设置；

步骤2)所述的采样率高频段采用高采样率，采集时间较短，中频段采用中等采样率，低频段采用低采样率采集时间较长。

3)对记录的数据首先进行去干扰处理，获得无干扰观测数据；

步骤3)所述的去干扰处理是对任意时刻的数据进行空间闭合平差处理，将每一个闭合圈内的数据误差分配到各个测点，平差时首先在每个最小小面元内部的小回路平差，识别干扰数据，并用位场闭合回路原理计算出无干扰观测数据。

步骤3)所述的去干扰处理，如果某一时刻整个闭合回路都存在干扰，闭合差大于指定的最小容许值，则删除该时刻的数据，然后进行小面元最外层回路的平差，平差处理后获得无干扰观测数据。

步骤3)所谓无干扰数据是指任意回路的闭合差小于指定的最小容许值。

4)对边点和中心点以记录点为中心对所有观测点的时间域电场数据分别进行相邻两点至全部点的同一分量进行相加求平均值；对于角点则向面元方向计算相邻两点至全部测点的同一电场分量的平均值；用求得的最大空间的电场分量分别当作新的观测场值；

步骤4)所述的相邻两点至全部点，是指包括二点至直测线两侧所有电场记录点。

步骤4)所述的角点则向面元方向计算两点至全部点，是指包括二点至直测线一侧所有电场记录点。

5)对观测场值进行上述步骤处理后，获得压制噪音和静态位移效应的新的时间系列数据，再采用常规方法进行处理即可获得各点视电阻率和相位曲线。