[发明专利]利用时间域瞬变水平电场下阶跃响应提高电性层分辨能力的方法

说明书

本发明公开了一种利用时间域瞬变水平电场下阶跃响应提高电性层分辨能力的方法，其中该方法包括以下步骤：(1)、获取野外采集的大地电磁场时间域的水平电场记录资料，得到两个水平方向的电场分量；(2)、对电场分量进行叠加和滤波处理；(3)、对电场分量的上、下阶跃场值电场值进行编辑处理，剔除明显偏离的飞点；(4)、计算方向的水平电场；(5)、计算高分辨率视电阻率。本发明克服了采用上阶跃波形处理时存在的“静态位移”问题，极大地排除了与电性层无关的浅层干扰信息。在近地表的上层电性层电阻率较小的情况下，电磁波被屏蔽，本发明仍可得到高分辨能力的电性分层信息，使得时间域电磁的应用范围扩大化。

技术领域

本发明属于石油、天然气、非常规油气藏等地质勘探、地下矿藏勘探的电磁勘探领域，具体涉及到瞬变电磁测深法基于水平电场下阶跃响应提高电性层分辨能力的方法及系统。

背景技术

瞬变电磁测深法是采用人工源发射激励信号，在研究区观测时间域的电磁场，以研究地下电性结构的一种电磁勘探方法。图1是瞬变电磁测深法的野外布设方式之一的示意图。在观测点测量的物理量为两个水平方向的电场，即：e_x(t)和e_y(t)(单位均为伏特/米)，其中t为观测的延迟时间(单位为秒)。

图1中，AB为发射电偶极子，通过发射机向地下馈入方波电流，电流强度为I(安培)，发射电偶极子的偶极矩为P_E＝I·AB(安培米)，为收发距(AB中点O到接收点P的距离，单位米)，φ为发射电偶极子中心点O和测点P的连线与发射电偶极子AB间的夹角。e_x(t)和e_y(t)分别为与发射电偶极子平行和垂直方向的水平电场分量。

一般地，采用占空比为1:1的方波波形，如图2所示：T为一个周期的延迟时间(秒)，在前四分之一的时间段正向供电，紧其次断电四分之一周期，又紧其次反向供电四分之一周期(电流为-I)，最后四分之一周期断电。

瞬变电磁测深法资料处理的常规方法是由观测到的电磁场分量计算早期视电阻率和晚期视电阻率。早期视电阻率主要反映较浅地层的电阻率，晚期视电阻率则仅反映深部电阻率的情况，两者对过渡期的电阻率反映不清。

例如，根据供电期内观测的电场(此符号内，x表示电场的方向，+表示前四分之一的正向供电时间段，“上阶跃”表示从开始供电即进行资料采集)计算的早期视电阻率和晚期视电阻率表达式分别为：

为了得到信噪比高的野外观测资料，可以增加发射电流，但受到仪器性能的限制。另一种方法是，尽可能减小收发距离以增大信号强度。但在收发距小的情况下，电磁场在很早延迟时就进入近区。这里“近区”是指：瞬变时间参数：的情形，很小，高电阻率地层和长延迟时三个因素均可导致进入近区。按(1)式计算的早期和晚期视电阻率不能反映出地层的电性变化特征，对地层的分辨能力很低。

为了获得对电性层的高分辨能力，本发明从资料处理环节入手，提出基于下阶跃响应的“高分辨率视电阻率”处理方法。

发明内容

本发明针对瞬变电磁测深法的早期和晚期视电阻率的分辨能力不足以及后续进一步反演的需要，给出一种利用时间域瞬变水平电场下阶跃响应提高电性层分辨能力的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种利用时间域瞬变水平电场下阶跃响应提高电性层分辨能力的方法，该方法包括以下步骤：

(1)、获取野外采集的大地电磁场时间域的水平电场记录资料，得到两个水平方向的电场分量e_x(t)和e_y(t)；

(2)、对电场分量e_x(t)和e_y(t)进行叠加和滤波处理；