電法勘探-3_2(頻率域電磁測深)

1、3.3 3.3 頻率電磁測深法頻率電磁測深法3.3.1 3.3.1 頻率測深法的基本原理頻率測深法的基本原理頻率測深法的場源既可采用接地的水平電接地的水平電偶極子偶極子，也可采用不接地的磁極子不接地的磁極子（水平線圈（水平線圈構(gòu)成的垂立磁偶源）構(gòu)成的垂立磁偶源）向地下輸入不同頻率的電磁場。測量時， 既可用水平電偶極子測量電場分量 yxEE ,也可用垂直和水平線圈測量磁場yxHH ,zH頻率電磁測深裝置示意圖頻率電磁測深裝置示意圖1）電磁波傳播途徑及場區(qū)劃分電磁波傳播途徑及場區(qū)劃分 傳播途徑傳播途徑由場源發(fā)射的電磁波分為：天波、地面波、地層波電磁波的水平極化電磁波的水平極化設均勻半空間：波長 f

2、10空氣中 fC0m 20時： 公里公里14.1103150Hzf公里公里0.44700300010Hzf由反射定律：5010310sinsinfCV時10000001foo6 . 090sin01. 0sin00即使無論電磁波入射角多大，入射后總是近似垂直地面?zhèn)鞑サ钠矫娌ā?波場區(qū)的劃分波場區(qū)的劃分波區(qū)：波區(qū)：2r時，地層波S衰減殆盡，地下只有S0波入射形成的S*波存在。在波區(qū)S*相當于從高空垂直入射的平面電磁波。對地層分辨率最高，各向異性影響小。S區(qū)：區(qū)：2r時，地層波S占主導地位。其觀測值與地層關(guān)系很弱，或只與總縱向電導有關(guān)。過渡區(qū)：介于波區(qū)與S區(qū)之間的場區(qū)。目標層的最大深度）（HHr8

3、6Hznf）10001 . 0(一般 注：高頻時為波區(qū)情況，低頻時進入注：高頻時為波區(qū)情況，低頻時進入S S區(qū)區(qū)與與MTMT的不同之處的不同之處2）有效穿透深度）有效穿透深度在波區(qū)，均勻半空間：設電偶極子AB向地下供入的諧變場為 tiezxerABIE23時當2z01zxxEeE%36衰減到地面的xE 所以取： 米）有效(/503.32fh另?。?50衰減到地面的xE時米）有效(/356fh說明：說明：有效h與電阻率和 f 有關(guān)，在某測點下電阻率一定，通過改變 f,可探測地下不同深度。3）電磁場表達式）電磁場表達式fro90M點的EX 、Ey 、EZ 、及HX 、Hy 、Hz 與有關(guān)。實際工作

4、中常用時時赤道電偶極源，波區(qū)：波區(qū)：0 3ZyxEErABIE0 xH 22)1 (03rABIiHy 2340rABIiHzS S區(qū)：區(qū)：0 23ZyxEErABIE0 xH22 rABIHy 42rABIHz說明：磁場分量與地層的電性無關(guān)。說明：磁場分量與地層的電性無關(guān)。4）視電阻率的概念）視電阻率的概念由電場、磁場公式可以計算地層電阻率公式：xEEABIrx3zHHABIrz3204在非均勻介質(zhì)中，還用上式計算，即為綜合影響，稱為視電阻率IVkIVMNABrEEEEx3IVkIVnAABrHHHHz324EHkk布極常數(shù) An接收線圈匝數(shù)和面積 EVMN間的電位差 HV接收線圈所測電位差

5、 由于頻率測深中收發(fā)距由于頻率測深中收發(fā)距r是固定不變的，隨著頻率的降低和斷面參數(shù)的變化，是固定不變的，隨著頻率的降低和斷面參數(shù)的變化，測點所處的位置會從波區(qū)逐漸向測點所處的位置會從波區(qū)逐漸向S區(qū)過渡。頻率測深曲線就會呈現(xiàn)高頻為波區(qū)，區(qū)過渡。頻率測深曲線就會呈現(xiàn)高頻為波區(qū)，低頻為低頻為S區(qū)的全波曲線的特征。區(qū)的全波曲線的特征。5）理論曲線）理論曲線完全波區(qū)理論曲線：（即整條曲線都符合完全波區(qū)理論曲線：（即整條曲線都符合2r）實際曲線（即整條曲線不能都符合實際曲線（即整條曲線不能都符合2r）曲線特點曲線特點: :a) 磁場分量視電阻率曲線 2061rzHb) 電場分量視電阻率曲線).(21122

6、11nnEhhhrxxE尾支只與總縱向電導S和r有關(guān)。為水平漸近線。c) 對稱性：AQ KH曲線特征呈相反關(guān)系，但并不完全等值。 等值原理：同等值原理：同MT S等值性：薄層低阻等值性：薄層低阻 H A H等值性：薄層高阻等值性：薄層高阻 K Q3.3.2 3.3.2 頻率測深的野外工作方法頻率測深的野外工作方法1) 1) 測線與裝置的布置測線與裝置的布置一般認為頻率測深之記錄點是場源和接收點之中點“O”。2 2）裝置參數(shù)）裝置參數(shù)盡可能波區(qū)，偶極子 目標層的最大深度）（HHr86rABrAB)5/13/1（rABrMN)10/1（rLrL)10/1（3) 3) 野外觀測方法野外觀測方法供電偶

7、極子：f由高低變化，f是離散的，某個頻率頻點nHzHznf0 . 01000:xEVzHV在測點產(chǎn)生的電位差或后，就可根據(jù)相關(guān)公式計算相應頻率之視電阻率和相位，并繪出該點的視電阻率和相位曲線。雙對數(shù)坐標：縱軸 lg 橫軸Tlg 3.3.3 3.3.3 頻率測深的資料解釋及應用頻率測深的資料解釋及應用 1 1）定性解釋）定性解釋分析對比劃分曲線類型繪制各種圖件曲線類型圖等視電阻率平面圖、斷面圖其它參數(shù)的平面圖、斷面圖2 2）定量解釋）定量解釋 量板對比 其它方法 反演解釋3 3）應用效果）應用效果優(yōu)點（相對于直流電測深）： 效率高效率高 分辨能力高（主要對低阻層）分辨能力高（主要對低阻層） 能穿

8、透高阻屏蔽層能穿透高阻屏蔽層 巖層各向異性影響小巖層各向異性影響小 勘探深度大勘探深度大 圖圖10-3-5是是H型斷面直流電測深曲線與頻率型斷面直流電測深曲線與頻率測深曲線的比較。曲線測深曲線的比較。曲線的斷面參數(shù)為；的斷面參數(shù)為； 曲線曲線的參數(shù)為的參數(shù)為: 兩兩種斷面基底埋深相差種斷面基底埋深相差 ，但，但S值卻相差不值卻相差不大大(S5，S4.8)，形成，形成S等值，所以等值，所以直流電測深曲線的幅度只差直流電測深曲線的幅度只差57，相反，相反頻率測深曲線的振幅和相位曲線的幅度相頻率測深曲線的振幅和相位曲線的幅度相差較大，前者最大達差較大，前者最大達40，后者最大達，后者最大達15。由此

9、可見，頻率測深曲線比直流電測。由此可見，頻率測深曲線比直流電測深法的分辨力高。深法的分辨力高。1,41232v51,191232v18 . 0 h分辨力高分辨力高 頻率測深的幾個特點：頻率測深的幾個特點： 直流電測深曲線與頻率測深曲線的分辨力比較（a）直流電測深 （b）（c）頻率測深穿透能力強（能穿透高阻屏蔽層）穿透能力強（能穿透高阻屏蔽層）由于直流電場和似穩(wěn)電場均不能穿過電阻由于直流電場和似穩(wěn)電場均不能穿過電阻率為無限大的屏蔽層，但磁場能穿過。率為無限大的屏蔽層，但磁場能穿過。穿透能力強穿透能力強 由于頻率測深法是在波區(qū)測量，在測點附由于頻率測深法是在波區(qū)測量，在測點附近，一次場以平面電磁波的形式垂直向下近，一次場以平面電磁波的形式垂直向下入射，從而引起的電流線是水平的，因此，入射，從而引起的電流線是水平的，因此，對場的分布起作用的是巖層的縱向電導率，對場的分布起作用的是巖層的縱向電導率，而與橫向電阻關(guān)系較小?？梢姡鄬χ绷鞫c橫向電阻關(guān)系較小?？梢姡鄬χ绷麟姕y深法來說，巖石水平方向的各向異性電測深法來說，巖石水平方向的各向異性對頻率測深曲線解釋結(jié)果影響不大。對頻率測深曲線解