CN105467460A - 电磁勘探方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电磁勘探方法和装置，其中，该方法包括：在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；对第一激发源进行激发，获取二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取平行测线上与第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；对第二激发源进行激发，获取第一测点所观测到的第三信号，和第二测点所观测到的第四信号；对第一信号和第二信号进行信号加权叠加，对第三信号和第四信号进行信号加权叠加，分别作为第一激发源和第二激发源对第一测点的单点单次观测信号。本发明解决了现有技术中的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息的技术问题。

Description

电磁勘探方法和装置

技术领域

本发明涉及地质勘探技术领域，特别涉及一种电磁勘探方法和装置。

背景技术

陆上可控源电磁法勘探是采用人工场源进行激发从而获得地下信息的一类方法的统称，该类方法由于勘探深度大、纵横向分辨率高而被广泛应用在地质普查、油气勘探、地热、金属矿床、水文、环境等方面。

进一步的，考虑到在地质条件复杂、干扰发育、信噪比低的复杂区，三维勘探成本高昂且有时无法进行有效作业，因此，传统以长导线为激发源的电磁法勘探(例如：瞬变电磁法、人工源音频大地电磁法等)多采用单边和单个场源单次激发一次覆盖的观测方式，这种单线的二维采集的方式得不到任何侧面信息，因此不利于最终的反演成像。

同时，目前陆上可控源电磁资料的采集多采用沿测线方向排列的采集站组合方式，这种方式主要压制沿测线方向传播的原生规则干扰及随机干扰，而对于垂直测线方向的、强烈次生干扰则不能起到有效的抑制作用。加之场源阴影效应(包括场源复印效应)等的存在，很容易导致观测数据错误、信息不全面、信噪比不理想等问题的产生，进而影响后期资料解释的可靠性。

针对现有的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息等问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种电磁勘探方法，以解决现有的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息等问题，该方法包括：

在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

在一个实施方式中，在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，包括：

在所述宽线观测区内二维测线的两侧，对称布设多条平行测线。

在一个实施方式中，所述宽线观测区按照以下方式确定：

获取有效收发距范围；

将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；

根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；

以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

在一个实施方式中，在对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号之后，所述方法还包括：

根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。

在一个实施方式中，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应，包括：

当所述第一信号和所述第三信号之间的差值大于预定阈值，则确定存在场源效应。

在一个实施方式中，所述第一激发源和所述第二激发源平行于所述二维测线，且所述第一激发源到所述二维测线之间的距离和所述第二激发源到所述二维测线之间的距离相等。

本发明实施例还提供了一种电磁勘探装置，以解决现有的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息等问题，该装置包括：

布设模块，用于在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

第一激发模块，用于对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

第二激发模块，用于对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

第一计算模块，用于对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

第二计算模块，用于对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

在一个实施方式中，所述布设模块具体用于在所述宽线观测区内二维测线的两侧，对称布设多条平行测线。

在一个实施方式中，上述装置还包括：宽测线观测区确定模块，该宽测线观测区确定模块包括：

获取单元，用于获取有效收发距范围；

垂直边长确定单元，用于将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；

平行边长确定单元，用于根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；

区域确定单元，用于以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

在一个实施方式中，上述装置还包括：场源确定模块，用于在对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号之后，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。

在本发明实施例中，在宽线观测区内二维测线的两侧布设了平行测线，然后交替激发第一激发源和第二激发源，将二维测线上的观测点观测到的信号和与该观测点对应的平行测线上的观测点观测到的信号的加权叠加值作为该二维测线的观测点所观测到的单点单侧观测信号，这样得到的观测信号考虑到了旁侧信息，使得数据更为准确，从而可以有效解决现有技术中的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息的技术问题，达到了提高数据准确性、提高信号的信噪比的技术效果，通过这些观测信号进行后续的叠加、滤波、反演等处理更为精确。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的电磁勘探方法的方法流程图；

图2是根据本发明实施例的电磁勘探野外装置的装置示意图；

图3是根据本发明实施例的电磁勘探装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

发明人考虑到现有的电磁勘探方法所存在的数据不准确等问题主要原因就是因为是单侧激发的，从而使得无法有效获取侧面信息，也无法减弱在垂向方向的干扰和影响等。为此，发明人想到可以在二维测线的两侧都设置激发源，并且选取一个重点观测区吗，在这个重点观测区的二维测线的两侧的布设平行的平行测线进行信号检测，从而提高数据的准确性。

在本例中，提供了一种电磁勘探方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

步骤102：对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

步骤103：对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

步骤104：对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

步骤105：对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

在上述实施例中，在宽线观测区内二维测线的两侧布设了平行测线，然后交替激发第一激发源和第二激发源，将二维测线上的观测点观测到的信号和与该观测点对应的平行测线上的观测点观测到的信号的加权叠加值作为该二维测线的观测点所观测到的单点单侧观测信号，这样得到的观测信号考虑到了旁侧信息，使得数据更为准确，从而可以有效解决现有技术中的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息的技术问题，达到了提高数据准确性、提高信号的信噪比的技术效果，通过这些观测信号进行后续的叠加、滤波、反演等处理更为精确。

上述的第一激发源和第二激发源可以是电性长导线源，可以平行设置在二维测线的两侧，为了使得观测信号更具参考性，可以保证第一激发源到二维测线之间的距离和第二激发源到二维测线之间的距离相等。

在具体实现的时候，平行测线可以是对称布设在二维测线两侧的，可以在二维测线的两侧中的每侧布设一条平行测线，也可以在每侧布设多条平行测线，具体布设的平行测线的数量可以按照实际需求选取，本申请对此不作限定。

上例中的宽线观测区的范围可以按照以下步骤确定：

S1：获取有效收发距范围；

S2：将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；

S3：根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；

S4：以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

在获取了二维测线上测点基于第一激发源和第二激发源的观测信号后，可以对二维测线观测点前后记录的信号进行对比分析，以便初步判断场源效应是否存在，且可以进一步确定场源与观测点之间异常体的性质，例如，确定该异常体是低阻体还是高阻体。即，可以在对第二激发源进行激发，获取第一测点所观测到的第三信号之后，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。也就是说，可以根据二维测线上的测点观测到的两个激发源激发后的观测信号，确定是否存在场源效应，是否存在异常体。

举例而言，如果在靠近第一发射源的一侧有异常体，那么测线检测到的第一发射源的信号与测线检测到的第二发射源的信号之间将存在差值，如果测线检测到的第一发射源的信号大于测线检测到的第二发射源的信号，则可以说明异常体为高阻体，如果测线检测到的第一发射源的信号小于测线检测到的第二发射源的信号，则可以说明异常体为低阻体。

本发明还提供了一个具体的实施例对上述电磁勘探方法进行说明，然而值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本发明，并不构成对本发明的不当限定。

主要是考虑到对于单线二维采集方式，由于垂直测线方向获得信息较少、干扰得不到抑制，加之场源效应(包括场源复印效应)等不利因素的存在，造成观测数据不准确、信息不全，现有的传统野外观测方式不能有效满足提高覆盖次数，增强压制随机噪音的能力要求，且陆上可控源电磁法三维采集效率较低，后期处理技术不成熟。在本例中，提出了一种陆上可控源电磁法勘探的观测采集方法，是采用双侧电性长导线源进行激发、重点目标区设置宽线区域进行观测，从而获得高精度电磁资料的电磁勘探方法，本例通过双边激发、目标区设置宽线观测区的介于二维与三维之间的采集方式，有效提高覆盖次数、扩大电磁响应信息量、改善叠加信噪比。

如图2所示，为实现本例所提供的电磁勘探方法布设的勘探装置示意图，基于该勘探装置进行电磁勘探可以包括以下步骤：

S1：收集目标工区的地质、地球物理、钻井、物性等资料，构建地球物理(地电)模型进行正演模拟，确定合理的收发距范围。

具体地，可以趋肤深度公式大致确定有效激发频率段，一以进行收发距三维正演模拟，确定出合理的收发距范围。

S2：设定宽线观测区垂直于二维测线方向的边长(l_v)等于合理收发距的最大值与最小值之差，平行于二维测线方向的边长(l_h)由目标区的地质构造与地质任务决定。

例如，确定的合理收发距范围为：8km到12km，那么l_v＝4km。

进一步的，宽线观测区内的平行测线可以以二维测线轴对称分布，且随着远离二维测线线距加大，线距应大于点距。

S3：宽线观测区的平行测线与二维测线平行，并以二维测线轴对称。在布设的时候，如果布设多条平行测线，则平行测线之间的线距最好大于点距，且随着远离二维测线线距变大，宽线观测区的观测点一次布置完毕；在二维测线两侧布置电性长导线激发源，二维测线观测点及宽线观测区内观测点宜一次布置完毕。

S4：二维测线两侧布置的长导线激发源(发射源1和发射源2)交替激发，每个观测点观测记录两次激发响应信号，每次激发二维测线上的观测点及宽线观测区内的测点同时记录。

S5：把二维测线观测点前后记录的信号进行对比分析(即，对比分析二维测线上观测点两次采集的信号)，初步判断场源效应是否存在，并确定场源与观测点之间异常体的性质，即确定异常体是低阻体还是高阻体。

如果在场源和观测点之间有异常体存在，那么就会存在场源效应，如果在场源和观测点之间没有异常体存在，一般就不会产生场源效应。在确定异常体的性质之前，需要先确定在二维测线的哪侧含有异常体，这个确定过程可以是采用假设模拟的方式确定，即，假设在一侧有异常体，那么模拟有异常体的情况下检测信号应该表现的状态，如果与观测点观测到的信号一致或者基本吻合，则可以表明假设正确。

在二维测线上的观测点两次激发获得信号在形态上相似，数值有差异，如果相邻多个观测点记录的信号在数值上差异较大，则应考虑激发源与观测点之间存在电性异常体。

S6：对二维测线上的观测点与宽线观测区内对应平行测线上的观测点观测到的信号进行加权叠加，从而形成单点单次观测的信号，即，通过宽线观测区内与二维测线垂向对应的观测点记录的信号加权叠加后得到的数值替换二维测线上的观测点记录。

具体地，加权叠加时候所采用的加权系数可以采用预先模拟计算的方式得到，即采用模拟的方式确定二维测线和每条平行测线的加权系数。

S7：对上述处理后的信号进行常规定性和定量处理。

其中，所谓常规性处理可以包括：叠加、滤波、去噪等处理，定量处理可以包括：反演处理等。

在上例中，采用在二维测线两侧激发，从而可以从两个方向对地质体进行照明，同时增加了观测点覆盖次数，扩大了电磁响应的信息量，提高了数据信号的信噪比，对比分析两次激发观测的信号，为研究消除场源效应提供了依据。在重点目标区设置宽线观测区，在其内布置平行测线，对观测结果进行加权叠加，从而对垂直测线方向的、强烈次生干扰则起到有效的抑制作用，提高了信噪比，改善了采集数据品质，为后期处理解释提供可靠、全面的数据资料。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种电磁勘探装置，如下面的实施例所述。由于电磁勘探装置解决问题的原理与电磁勘探方法相似，因此电磁勘探装置的实施可以参见电磁勘探方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图3是本发明实施例的电磁勘探装置的一种结构框图，如图3所示可以包括：布设模块301、第一激发模块302、第二激发模块303、第一计算模块304和第二计算模块305，下面对该结构进行说明。

布设模块301，用于在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

第一激发模块302，用于对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

第二激发模块303，用于对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

第一计算模块304，用于对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

第二计算模块305，用于对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

在一个实施方式中，布设模块301具体可以用于在所述宽线观测区内二维测线的两侧，对称布设多条平行测线。

在一个实施方式中，上述电磁勘探装置还可以包括：宽测线观测区确定模块，该宽测线观测区确定模块可以包括：获取单元，用于获取有效收发距范围；垂直边长确定单元，用于将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；平行边长确定单元，用于根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；区域确定单元，用于以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

在一个实施方式中，上述电磁勘探装置还可以包括：场源确定模块，用于在对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号之后，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。

从以上的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：在宽线观测区内二维测线的两侧布设了平行测线，然后交替激发第一激发源和第二激发源，将二维测线上的观测点观测到的信号和与该观测点对应的平行测线上的观测点观测到的信号的加权叠加值作为该二维测线的观测点所观测到的单点单侧观测信号，这样得到的观测信号考虑到了旁侧信息，使得数据更为准确，从而可以有效解决现有技术中的电磁勘探方法所存在的观测数据准确性不高，不能有效监测旁侧信息的技术问题，达到了提高数据准确性、提高信号的信噪比的技术效果，通过这些观测信号进行后续的叠加、滤波、反演等处理更为精确。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电磁勘探方法，其特征在于，包括：

在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，包括：

在所述宽线观测区内二维测线的两侧，对称布设多条平行测线。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述宽线观测区按照以下方式确定：

获取有效收发距范围；

将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；

根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；

以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号之后，所述方法还包括：

根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应，包括：

当所述第一信号和所述第三信号之间的差值大于预定阈值，则确定存在场源效应。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一激发源和所述第二激发源平行于所述二维测线，且所述第一激发源到所述二维测线之间的距离和所述第二激发源到所述二维测线之间的距离相等。

7.一种电磁勘探装置，其特征在于，包括：

布设模块，用于在宽线观测区内二维测线的两侧，布设平行测线，其中，所述平行测线位于第一激发源和第二激发源之间；

第一激发模块，用于对所述第一激发源进行激发，获取所述二维测线上的第一测点所观测到的第一信号，获取所述平行测线上与所述第一测点对应的第二测点所观测到的第二信号；

第二激发模块，用于对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号，和所述第二测点所观测到的第四信号；

第一计算模块，用于对所述第一信号和所述第二信号进行信号加权叠加，作为所述第一激发源对所述第一测点的单点单次观测信号；

第二计算模块，用于对所述第三信号和所述第四信号进行信号加权叠加，作为所述第二激发源对所述第一测点的单点单次观测信号。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述布设模块具体用于在所述宽线观测区内二维测线的两侧，对称布设多条平行测线。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，还包括：宽测线观测区确定模块，该宽测线观测区确定模块包括：

获取单元，用于获取有效收发距范围；

垂直边长确定单元，用于将所述有效收发距范围中的收发距最大值和收发距最小值之间的差值，作为所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长；

平行边长确定单元，用于根据地质构造和地质任务确定所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长；

区域确定单元，用于以确定的所述宽线观测区垂直于所述二维测线方向的边长、和所述宽线观测区平行于所述二维测线方向的边长所限定的区间作为所述宽线观测区所限定的区域。

10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，还包括：

场源确定模块，用于在对所述第二激发源进行激发，获取所述第一测点所观测到的第三信号之后，根据所述第一信号和所述第三信号确定是否存在场源效应。