地—井瞬变电磁异常特征分析及矢量交会解释方法研究

论文摘要

地-井瞬变电磁法（TEM）的观测位置最有可能接近目的物,导电覆盖影响及电磁干扰弱,从而可获得比地面TEM法更强的异常响应。国外广泛的研究与应用实践表明,地-井TEM是利用钻孔寻找深部隐伏矿体最有效的方法之一。由于各种原因,我国对地-井TEM的研究程度较浅、应用范围较窄,在野外数据采集及资料解释技术方面都与国外先进水平有较大差距。本论文注重从方法基本理论入手,开展地-井TEM异常特征分析及解释方法研究,对促进国内地-井TEM的应用和发展具有重要的现实意义。利用比奥—萨伐尔定律,推导出了实际工作中常用的、通有电流I的矩形回线在空间任意点处产生的一次场表达式,并用计算机编程实现了一次场计算和矢量分布图的显示。一次场矢量分布图使场源、导体、接收点之间的相互耦合关系直观明了,是地-井TEM资料定性解释的有力、甚至不可缺少的辅助工具。探讨了导体内涡流场建立与消失的物理过程。分析、研究了地-井TEM异常典型特征曲线;应用数值模拟方法,分别对钻孔位置、薄板的纵向电导及尺寸、倾角、埋深、发射回线大小等参数的改变,进行了数值模拟计算,分析、研究了各种参数变化与响应曲线变化之间的关系,从中总结出地-井TEM异常曲线的变化特征和规律,为地-井TEM资料定性、定量解释奠定基础。在“等效涡流中心”的基础上,利用现代先进的数据可视化技术总结出了地—井TEM矢量交会的方法,并全面阐述了地-井TEM矢量交会的普遍适用性和实用价值,为井旁盲矿异常的精确定位找到了有效、实用的方法。采用MATLAB语言编程技术,完成了“地-井TEM异常解释系统”的研制,并用理论模型和野外实测数据验证了地-井TEM异常解释系统的正确性、实用性。地-井TEM异常解释系统的实现,为地-井TEM寻找井旁盲矿提供有力的技术支撑。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 国内外研究现状
• 1.2 研究目标和思路
• 1.3 主要内容
• 第二章 地－井瞬变电磁法的理论基础
• 2.1 地－井瞬变电磁方法原理
• 2.2 激发场源研究
• 2.3 局部导体中涡流场建立与消失的物理过程
• 2.4 非均匀激发场中导电薄板涡流特征及其“等效中心”
• 第三章 地－井瞬变电磁法异常特征分析
• 3.1 等效电流环场的特征分析
• 3.1.1 水平电流环场特征分析
• 3.1.2 垂直电流环场特征分析
• 3.2 导体地－井TEM 异常响应的典型特征
• 3.2.1 导体异常响应的静态特征
• 3.2.2 导体异常响应的动态特征
• 3.3 导电薄板地－井TEM 异常特征分析
• 3.3.1 钻孔位置变化的影响规律
• 3.3.2 导电薄板纵向电导及大小的影响规律
• 3.3.3 导电薄板倾角变化的影响规律
• 3.3.4 导电薄板埋深及水平位置变化的影响规律
• 3.3.5 发射回线大小变化的影响规律
• 3.4 小结
• 第四章 地－井瞬变电磁矢量交会技术研究
• 4.1 矢量交会的理论基础
• 4.1.1 水平电流环的矢量交会
• 4.1.2 垂直电流环的矢量交会
• 4.1.3 地－井瞬变电磁矢量交会法适用性分析
• 4.2 地－井瞬变电磁异常场提取方法
• 4.2.1 导电围岩的影响
• 4.2.2 纯异常场提取方法
• 4.3 地－井瞬变电磁矢量交会方法技术
• 4.3.1 原始数据校正
• 4.3.2 曲线定性分析
• 4.3.3 异常识别和提取
• 4.3.4 地－井瞬变电磁矢量交会方法
• 4.4 小结
• 第五章 地－井瞬变电磁异常解释系统的实现
• 5.1 系统的实现及流程
• 5.2 系统功能介绍
• 5.2.1 原始数据菜单
• 5.2.2 定性分析菜单
• 5.2.3 矢量交会菜单
• 5.3 异常解释结果及分析
• 5.3.1 理论模型数据解释结果及分析
• 5.3.2 实测数据解释结果及分析
• 5.4 小结
• 第六章 结论与建议
• 致谢
• 参考文献