[发明专利]一种张量人工源电磁信号数据采集处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种张量人工源电磁信号数据采集处理方法及装置，所述方法包括：步骤S1，确定测区内的电场极化方向，根据测区内的电场极化方向布设测区内各测点的电磁场传感器；步骤S2，分别采集人工源电磁场信号以及天然场源的电磁场信号；步骤S3，分别将采集的电磁场信号进行傅里叶变换，得到人工源对应的电磁场信号以及n组天然场源对应的电磁场信号；步骤S4，基于最小二乘法根据得到的人工源对应的电磁场值以及n组天然源对应的电磁场信号计算得到地下张量阻抗；步骤S5，将所有测点的地下张量阻抗旋转至统一方向，完成整个测区的三维分析与反演，通过本发明，可实现仅采用单方向的单条天线发射就获得张量地下阻抗信息的目的。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探技术领域，特别是涉及一种张量人工源电磁信号数据采集处理方法及装置。

背景技术

在地球物理勘探方法中，频率域电磁勘探方法具有工作效率高、分辨能力好等优点，被广泛应用于地球内部结构以及油气、矿产、地热等地下资源的探测之中。按照场源的不同，频率域电磁方法可以分为两大类，一类是利用天然场源进行探测的方法，例如大地电磁测深法(MT)；另一类是利用人工可控源发射电磁信号进行勘探的方法，例如可控源音频大地电磁法(CSAMT，Controlled Source Audio Magneto Telluric method)。

在这些方法中，MT法由于采用天然场源，信号强度比较弱，容易受到各种干扰的影响；采用人工场源的CSAMT方法信号强度虽然较大，但在实际野外工作中源的布设比较麻烦，当工区地形复杂时，有时很难找到合适的发射源位置。于是结合了MT与CSAMT两者方法的优点，一种称为“WEM”(Wireless Electro-Magnetic Method，极低频探地)的大功率固定源极低频电磁勘探方法得到了发展，该方法的基本思路是在高电阻区域建设一个固定的大功率电磁信号发射源，发射天线的长度可达上百公里，能产生覆盖全国范围的高信噪比电磁场信号，该方法可以应用于多种勘探领域，可服务于地震预报、资源探测、电性结构普查等。

目前，WEM法采用的发射机功率为500kW，可采用十字形天线发射，单条发射天线的长度达100km，发射产生的信号能够覆盖国土范围。考虑到发射成本与野外施工效率，WEM法一般采用单天线发射，采用与标量CSAMT法的野外工作类似的方式进行数据采集，即接收机测量平行于发射源的电场Ex及垂直于发射源的磁场Hy分量，得到沿测线方向的单一方向视电阻率(apparent resistivity，用来反映岩石和矿石导电性变化的参数，在地下岩石电性分布不均匀或地表起伏不平的情况下，若仍按测定均匀水平大地电阻率的方法和计算公式求得的电阻率称之为视电阻率，以符号ρs表示，单位和电阻率相同，为Ω·m)及相位，无法得到地下的张量阻抗信息，无法进行地层各项异性分析，无法满足越来越多的三维地质勘探需求。

总的来说，实际上，现有所有的人工源电磁勘探方法与技术(如可控源音频大地电磁CSAMT法，WEM法等)均需要布设不同方向的两个或者多个发射源分别进行发射来获得地下电性阻抗的张量信息，不仅工作效率低而且成本大。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种张量人工源电磁信号数据采集处理方法及装置，实现了仅采用单方向的单条天线发射就获得张量地下阻抗信息的目的，大幅简化了现有张量WEM方法、张量可控源音频大地电磁法等人工源电磁探测方法的野外施工，在节省成本的同时提高工作效率。

为达上述及其它目的，本发明提出一种张量人工源电磁信号数据采集处理方法，包括如下步骤：

步骤S1，确定测区内的电场的极化方向，根据测区内的电场的极化方向布设测区内各测点的电磁场传感器；

步骤S2，分别采集人工源电磁场信号以及天然场源的电磁场信号；