MTEM波場變換與偏移成像方法研究.pdf

1、多道瞬變電磁法（MTEM）是一種近年來備受關(guān)注的電磁勘探方法。它采用接地導(dǎo)線源、發(fā)送偽隨機(jī)編碼、與地震勘探類似的陣列式多道觀測方式，接收的脈沖響應(yīng)數(shù)據(jù)可以像地震數(shù)據(jù)一樣被處理，可實現(xiàn)地下數(shù)千米深目標(biāo)體的探查。目前，MTEM方法仍是一種正在發(fā)展的電磁勘探方法，在其系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等方面還有大量的工作可做。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴根據(jù)發(fā)射波形的頻譜特征和 MTEM響應(yīng)對其探測深度和抗噪能力進(jìn)行分析，從而給出MTEM發(fā)射波形和系統(tǒng)

2、參數(shù)的選取原則；⑵研究MTEM數(shù)據(jù)的基本處理方法。針對反褶積的不適定性給出MTEM響應(yīng)提取的穩(wěn)定方法，并在分析原有MTEM視電阻率定義缺陷的基礎(chǔ)上，研究更適合MTEM數(shù)據(jù)處理的全域視電阻率定義方法；⑶在MTEM數(shù)據(jù)處理中引入波場變換技術(shù)，研究將擴(kuò)散場數(shù)據(jù)變換到波場的穩(wěn)定算法，以通過波場解釋方法提高M(jìn)TEM解釋工作的分辨率；⑷在變換得到波場數(shù)據(jù)后，利用克西霍夫積分偏移實現(xiàn)地下電性分布的快速成像，結(jié)合MTEM發(fā)射波形的特點，研究“疊前”偏移

3、成像方法。與傳統(tǒng)的TEM方法不同的是，MTEM一般采用特定的發(fā)射波形（如偽隨機(jī)二值序列）進(jìn)行發(fā)射，并同時記錄發(fā)射信號和大地的全期響應(yīng)，通過反褶積的方法獲取大地脈沖響應(yīng)。由于無需僅僅在脈沖間歇期間觀測，無需等待前一次激發(fā)二次場消失殆盡即可進(jìn)行下一次發(fā)射，使得同樣時間間隔內(nèi)發(fā)射次數(shù)大為增加。不同的發(fā)射波形具有不同的能量分布，對噪聲的抑制能力也有所不同。文章將首先給出利用數(shù)值濾波和褶積技術(shù)計算 MTEM系統(tǒng)在層狀大地模型上響應(yīng)的方法，在此基礎(chǔ)

4、上，根據(jù)發(fā)射波形的頻譜特征對其探測深度和抗噪能力進(jìn)行分析，從而給出MTEM系統(tǒng)參數(shù)的選取原則。
　　本文介紹了MTEM數(shù)據(jù)的一些基本處理技術(shù)。傳統(tǒng)的MTEM資料處理一般是利用反褶積方法提取地層的脈沖響應(yīng)，然后利用沖激時刻進(jìn)行視電阻率定義，最后形成視電阻率-偏移距剖面作為勘探的基本成果。這種方法定義的視電阻率很難體現(xiàn)深部地層的電阻率變化，同時，也浪費了大量采集到的數(shù)據(jù)。本文將從反函數(shù)的定義出發(fā)，給出一種全域視電阻率定義方法，并以此為

5、基礎(chǔ)提出對MTEM系統(tǒng)的改進(jìn)方法。將滿足擴(kuò)散方程的 MTEM數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到波場，采用地震勘探的成熟技術(shù)進(jìn)行資料處理，能夠大大提高電磁法勘探的分辨率。然而，波場變換是一個不適定的過程，波場變換矩陣具有非常大的條件數(shù)。本文將討論利用平衡法等技術(shù)降低條件數(shù)的方法，在此基礎(chǔ)上討論波場變換的正則化方法和奇異值分解方法。然后在汲取和發(fā)展前人成果的基礎(chǔ)上，給出一種新的穩(wěn)定波場變換算法----掃時波場變換。將MTEM數(shù)據(jù)變換到波場后，即可引入偏移成像方法獲