井间2.5D直流电阻率正演数值模拟

摘要

电阻率成像技术作为重要的地球物理勘探手段，在考古、矿产资源、油气资源、水文和环境等领域的浅部到深部探测具有广泛的应用。与地表电阻率成像技术相比，井间电阻率成像由于将装置的供电电极置于井下，当目标体埋藏在一定深度时，其分辨率远远大于地表装置的分辨率。这尤其适用于当今资源勘探的大深度及高分辨率的要求。
　　由于将供电电极放入井下，跨井装置形式对于有一定深度的目标体其分辩能力虽远优于地面装置形式，但跨井工作方式的视电阻率响应与异常体的埋深和性质、装置形式及异常体与钻孔的相对位置均有关系，将引起复杂的视电阻率响应，从而给资料的正确解释与处理造成一定的困难，本文通过对高、低阻水平板状体理论模型的跨孔方式有限元正演数值模拟，对其响应视电阻率特征进行了详细研究，并给出重要结论。
　　装置类型的选择对观测结果有较大影响。这里通过傅里叶变换将三维问题变换为二维问题，应用二维双线性插值有限单元正演模拟的方法，计算并分析了几种装置类型对不同地质体空间形态模型的观测效果。从正演结果来看，当具有两个以上钻孔时，单极接收能得到更高的电位值，而双极接收由于测量值为电位差，虽然值较小但具有更多的异常体位置信息，而偶极供电相较于单极供电，对于异常体电阻率变化的分辨能力更好。理论上二极(polo-polo)装置具有最小的观测数据，却能获得最大限度的观测信息。同时应用井间视电阻率等值线图的方法处理二极装置的正演模拟数据，由此的到的视电阻率等值线形态能够判断异常体的空间形态和位置，但该方法只拥有较高的纵向分辨率，能确定准确的深度信息，但无法辨别异常体的横向位置。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 论文研究的背景及意义

1．2 井间电阻率法的发展与现状

1．2．1 国外的研究发展与现状

1．2．1 国内的研究发展与现状

1．3 存在的问题和主要研究内容

1．2．1 存在的问题

1．2．1 本文的主要研究内容

第二章 井间2．5D直流电法正演模拟

2．1 2．5D直流电阻率边值问题

2．2 2．5D直流电阻率变分问题

2．3 有限元法模拟

2．4 傅氏反变换

2．4．1 波数及权系数

2．4．2 最优化方法求取波数

2．5 有限元方程组的储存及求解策略

2．5．1 有限元常用矩阵储存策略

2．5．2 大型线性方程组的解法

2．5．3 有限单元法程序流程图

2．6 正演算法验证

第三章 不同装置类型的井间直流电法正演模拟

3．1 均匀半空间赋存单个异常体模型

3．2 均匀半空间赋存多个异常体模型

3．3 各装置对异常体电性变化的灵敏程度

第四章 跨井二极装置的视电阻率响应特征

4．1 视电阻率等值线图的绘制原理

4．2 视电阻率等值线图的结果分析

第五章 结论

致谢

参考文献