2011中铁物探年会报告-徐义贤-大地电磁组合观测.ppt

大地电磁组合观测技术 徐义贤蒋礼汪利民吴嵩中国地质大学地球物理与空间信息学院地质过程与矿产资源国家重点实验室 内容 前言多站叠加的理论基础观测实验结果讨论与结论 VOH1 90mVOH2 490m BrasseandJunge 1984 电磁场噪声举例一 腐蚀裸露管道产生的磁场信号 电磁场噪声举例二 雷达信号兼容 Brasse 1993 电磁场噪声举例三 隐藏的电道噪声 Theissing 1988 前言 如何提高大地电磁阻抗估计精度 长时间观测远参考技术Robust处理对于大地电磁测量 前两项技术很不经济 前言 前人的工作 Gambleetal Geophysics 19794 8km goodqualityJonesetal JGR 1989135km goodqualityTarakuraetal Butsui Tansa 1994147km goodquality20km badqualityLarsenetal GJI 1996 Egbert GJI 1997100km黄哲 地震地质 2001在高频段远参考点相距10 20km为好 中频段50 100km比较合适 低频段应大于100km 前言 前人的工作 陈清礼等 石油地球物理勘探 2002在中频段和低频段 近参考 2km 和远参考 1000km 的处理结果基本一致 在高频段有差异 参考点可在1000km的范围内选择 且可以设置在与测点不同的纬度上 杨生等 物探与化探 2002100 400 2000km改善低频资料的关键是增加数据量 即观测时间要足够长参考道的布极方位可以是任意的 方位角 不影响参考处理结果Shalivahanetal JGR 200280 115 215km goodquality215kmisthebestforthedeadband 前言 前人工作的主要结论 远参考技术是有效的远参考点距离的选择是重要的与频带有关与场地的电磁环境有关 也就是与记录的信噪比有关最远距离需满足均匀场假设单站记录的长度应足够长理论上 记录长度需超过6 5倍最长分析周期 程潜生 1979 经验上 记录长度需达到20倍最长分析周期 Unsworth 2008 前言 干净电磁环境下噪声的来源磁道 E A NicholsandH F Morrison JGR 1988 方位误差 场值的1 10 低频段误差增大地震动 地震动与磁道噪声有很好的相关性 低于1Hz时 磁道噪声大约按f 3变化 0 2 5Hz之间存在一个局部峰值 可能是大地电磁 死带 产生的原因之一信号线摆动 可以避免 前言 干净电磁环境下噪声的来源电道 PetiauandDupis GP 1980 地震动 动电效应 电极方位误差 较小极差及其长时间稳定性 接触条件 高差 地下水流动 微生物活动性等 温度效应 Honkuraetal JGR 2009 动电效应 前言 一般而言 电道噪声大于磁道噪声 前言 问题如何有效提高观测记录的信噪比而不显著地延长记录时间呢 思路以空间 时间互换性 费马原理的启示 借鉴地震以检波组合或震源组合提高信噪比多站叠加技术 以仪器的台套数换取时间 基本原理 r12 两站相同电磁场分量记录中随机噪声的相关系数 两站相同电磁场分量记录的信噪比之比M 台站数 对于简单的随机噪声模型 有 JiangandXu 2011 不同信噪比两站叠加所获增益与噪声相关系数的关系 同信噪比多站叠加所获增益与噪声相关系数的关系 观测实验与结果分析 A SP 98 46mB SP 95 35mC SP 102 13m A B C 04 28 201111 50 00到05 05 201111 49 59SP 05 07 201119 52 00到05 17 201116 25 51 水平磁棒布设 垂直磁棒布设 电极布设 中午较为平静 午夜较为活跃 A点信噪比稍差 但总体上三站信噪比相当高频段一致性较好 低频段 大于1000s 误差棒增大 一致性明显降低 单站Robust处理结果 互为参考站Robust处理结果 叠加Robust处理结果 时域叠加 频域叠加 电道频域叠加 叠加结果与中心站结果对比 讨论 多站叠加对于随机噪声的压制已有坚实基础 与地震勘探中的检波或场源组合类似多站叠加对静位移应有一定压制作用 空间滤波 Tripaldietal Geophysics 2010 面电荷密度 是电势 r为表面单元ds至观测点处的距离 r0表示r的单位矢量 理论上和模拟结果均可以证明 在三站定义的圆内任意一点存在的电性不均匀体 三站叠加后的结果对静位移均有压制作用 讨论 多站叠加对于随机噪声的压制已有坚实基础 与地震勘探中的检波或场源组合类似多站叠加对静位移应有一定压制作用 空间滤波 多站叠加对于横向传播的电磁场有压制作用各站之间存在相位差 平面波相位差 对横向传播的高频电磁波有一定压制作用 讨论 多站叠加对于随机噪声的压制已有坚实基础 与地震勘探中的检波或场源组合类似多站叠加对静