地井瞬变电磁井旁板状导体响应特征分析张杰.doc

地-井瞬变电磁井旁板状导体响应特征分析?张杰,王兴春,邓晓红,吕国印,武军杰,杨毅(中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,河北廊坊 065000 ) 摘要: 地-井瞬变电磁井旁盲矿的响应受多种因素影响,曲线特征复杂,为了研究井旁板状导体位置、埋深、产状等因素对地-井 TEM 响应的影响,通过数值模拟方法计算了 4类 39个理论模型,分析了板状导体倾角、埋深变化及其与钻孔距离、相对位置变化的地-井 TEM 响应特征,并总结了响应特征与板体几何参数之间的内在联系规律,为井旁盲矿异常的定性定量解释提供了依据。关键词: 地-井瞬变电磁;井旁;板状;响应特征 0 引言地-井瞬变电磁法观测的响应值不仅与矿体的导电性和几何形态有关, 还与发射回线、导体、接收探头之间的位置关系密切相关, 且感应二次场属于矢量场, 响应曲线的形态特征非常复杂, 了解和认识典型响应曲线是地-井瞬变电磁资料解释的基础。本文利用商业化的 EMVISION 软件对井旁板状导体模型进行了数值模拟,获取了典型响应曲线,分析研究了井旁导电薄板响应曲线特征, 总结了异常规律, 为井旁盲矿异常的定性定量解释提供了依据。 1 地-井瞬变电磁法原理地-井瞬变电磁法( TEM ) 测量是将发射回线布置在井孔上方或附近地表, 用接收探头在钻孔中测量地下介质产生的感应二次场,方法原理如图 1 所示[1][2] 。在不接地回线中供以双极性脉冲电流, 产生激发电磁场, 在一次电磁场的激励下, 地下介质受感应产生涡旋电流, 当发射的脉冲电流从峰值跃变到零, 激发场立即消失, 而地下介质中的感应涡流并不立即消失, 而是有一个衰变过程, 这个过程的特征与地下电性结构分布有关。通过研究井中感应二次场在空间和时间上的变化特征, 可以达到研究钻孔周围电性分布结构的目的, 从而可以发现井旁、井底盲矿,或推断已见矿体的空间分布与延伸方向。图1 地-井 TEM 法工作原理示意图图2地-井 TEM 坐标系 Schematic diagram for Surface to borehole TEM Surface to borehole TEM coordinate system 空间中的一次、二次场都是矢量场, 分析、研究地-井 TEM 响应曲线时必须先明确坐标系。按照加拿大 CORNE 公司地-井 TEM 系统的坐标系规定如下[3] :井轴分量 A 沿指向?基金项目:中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所基本科研业务费项目( AS2007J08 )资助。作者简介:张杰( 1977 -),男,高级工程师,主要从事瞬变电磁法研究工作, E-mail:zhangjie@ 。上为正, 井经分量 U、V 按右手定则规定正方向, 当钻孔为直孔时, 即为笛卡尔右手坐标系, 如图 2 所示,并规定发射电流方向以保证发射回线中心的一次场 Z 分量向上为前准。 2 地-井瞬变电磁典型特征 静态特征静态特征指响应幅值随着接收探头位置( 深度) 的变化特征,图3 展示了发射回线位于导体正上方时的四种 Z 分量响应典型特征,其中 A 孔穿过导体中部,为正异常特征;钻孔 B 穿过导体边部,异常特征为在正异常中出现反向异常;钻孔 C 穿过导电矿体外部附近, 为强而陡的负异常特征;钻孔 D 穿过导电矿体远处,异常特征为弱而缓的