电测深资料的解释.ppt

数据采集、处理和资料解释是电测深工作的三个不同阶段和组成部分。三者密切相关 ，互相衔接。 电测深资料解释的目的是将实测的电测深曲线反演求得相应的地电断面，并进行地质 解释。 这里，我们将把重点放在电测深资料的地球物理解释本身。 就这种“狭义”的理解，解释工作可分为三个步骤： 2.3 电测深资料的解释 电阻率参数的研究 定性解释 定量解释 2.3.1 电阻率参数研究解释工作的基础 (1)在接受地质任务时，就应根据测区的电性特征，分析和研究电测深工作完成 任务的可能性， (2) 在设计、施工的过程中，必须搜集、研究和利用电性参数，才可能使设计更 加合理，使获得的电测深曲线更为可靠； (3) 在资料处理和解释阶段，电阻率参数研究更具有重要作用，它不仅影响解释 的精度，而且决定着解释推断的可靠性。 电性参数的研究应贯穿于电测深工作的始终 如：论证探测地下金属与非金属组合管线的可行性 单一混凝土管道正反演模拟 包铁混凝土管道正反演模拟 1)收集和分析前人做过的工作，是研究电阻率参数的重要途径和方法。 例如，根据前人做过的地面电测，电测井和钻井资料, 就可以了解测区有几个电性层，各 层电阻率之间的关系、变化范围，各电性层与什么地层对应，以及哪个电性层可以做为标 准层等。 研究方法: 研究区地层物性综合统计结果表 2） 若前人资料不多或没有，则需要在踏勘设计的同时以及野外工作的过程中，做一些露头或 标本电阻率参数的测定，特别是在井旁做井旁测深,或尽可能做一些电测井工作,以便了解测区 各电性层的电阻率。 但要注意,岩石露头或岩石标本所测得的电阻率值，由于含水分的多少及温度压力的变化， 往往与埋于地下岩石之电阻率不同，在统计和使用时，必须充分考虑这些条件。 fs1井旁mt测点反演结果曲线 ( bostick法反演, 曲线对比法反演,偏移成像结果, 连续介质反演) （图中实折线为电测井统计曲线） 井旁多方法的反演 对目标层系之一的寒武系来说,井资料表明,以 白云岩为主的2-3电阻率要高于以页岩为主 的1.对井旁mt测点进行了不同方法的反演, 包括bostick法、曲线对比法、连续介质反演 和mt偏移成像,从结果可看出:主要电性层变 化规律基本符合岩石物性统计结果 mt偏移成像反射系数拟地震剖面 (a)mt偏移成像结果(d) 速度深度设计模型 (e)联合反演速度初始模型 (b)联合反演mt初始模型 经模拟退火扰动后的mt和速度反演初始模型 (g)地震剖面 (h)联合反演速度结果对应的地震时间剖面 大地电磁与地震联合反演的初始模型和反演结果 (c) 联合反演mt结果 (f) 联合反演速度反演结果 fs1井 在电测深的野外工作结束后，应对全部测深曲线进行整理、检查和验收。确定其质量合格 之后，即可以对全区域测线的电测深曲线做定性解释。 定性解释的目的: 在于初步了解测区电性层的特征及其分布规律，基底起伏，构造特征及 断层的分布情况等，以期对测区的电性特征有一概括的了解，为资料的定量解释作准备。 定性解释的任务: 就是根据测区电测深曲线的特点，绘制并分析有关的定性图件。 这些图件主要包括： 并非每个工区都必须完成上述全部图件，而应根据各测区的具体情况，选择最能表达所研 究地质构造特点的图件。但一般情况下，曲线类型和视电阻率断面图是必不可少的。 下面讨论各种图件的绘制及解释 2.3.2 电测深资料的定性解释 电测深曲线类型分布图 纵向电导s的剖面图或平面图 视电阻率断面图 等ab/2视电阻率剖面图或平面图 极大点或极小点的纵横坐标图等 (1) 绘制方法: 1.电测深曲线类型分布图 (2) 意义: 电测深曲线的类型取决于地电断面的性质。因此，曲线类型的变化反映地电断面的特 征，如地层的超覆与尖灭、构造类型等。 正确识别电测深曲线的类型是十分重要的, 必须结合地质资料和测区的电性参数逐点认真进行。 图1-22(c)是曲线类型分 布图的简单表示法，在 测点位置上仅用英文字 母标明相应点的电测深 曲线的类型（常用）。 在可能的条件下，应绘 出不同类型曲线和地电 断面对比图，以说明曲 线类型变化的原因 曲线类型分布图的作法 是将缩小的电测深曲线 绘在标明有各测点位置 的相应比例尺的图纸上, 并在曲线首部注明起始 点之视电阻率, 如图(a)所 示。 从图中可看到，由东到西共 有三种不同类型曲线。图中 西部为hk型曲线，中部为k 型曲线，而东部则为简单的 二层曲线。图1-22(b)说明， 在hk型曲线分布区，表层为 砂岩，在k型曲线分布区，表 层是粘土,而最东部二层曲线 分布区,表层则为石灰岩。 直观的曲线类型表示: te极化模式视电阻率与相位曲线拟合情况及反演结果 （实线-观测曲线，虚线-计算曲线） 073测线二维模拟退火约束反演 对比研究区的mt测点的资料， 把研究区mt曲线进行类型划分 电性区块划分 江苏涟阜地区mt曲线类型 2.视电阻率断面图 (1) 绘制方法: 以测点为横坐标，以ab/2为纵坐标 ，把每个测点各极距上观测的a 标在相 应测点对应极距位置上，然后绘a 等值 线。 这种图纵坐标既可选用算术坐标也可选 用对数坐标，如图1-23(a)和(b)所示。 (2) 意义: 从视电阻率断面图上，可以反映电 阻率沿水平方向和垂向方向上的变化情 况，从而得到沿测线基岩起伏，断层分 布、电性层的划分和构造变化等许多重 要信息。 图1-24是七个测深点的视电阻率断面图， 图的下方是相应的地质剖面。在n4点处， 视电阻率由浅到深逐渐增加，反映二层曲 线的性质， 2 1；在其他各点处为三层 h型曲线的性质，而且越向两端，中间低 阻层的厚度越大；在n3和n5处，低阻层逐 渐变薄以至消失。该图清楚地反映了该区 的地质特征。 该地区地质断面自上而下是黄土和粘土 ( 1)；砂页岩夹粘土( 2)；砾石层( 3)；砂页岩夹石 英岩薄层( 4)；石灰岩( 5)。 由图不难看出，测点l4是akh型五层断面，而58变成a型曲线，中间缺失了高阻层和 低阻层。十分清楚，在4和5之间存在一断层。这与钻探结果完全相符。 华北某地的电测深视电阻率断面图 (a)设计的理论电阻率模型(图中数字为电阻率值,单位m) 理论mt模型的断面图 (k)te与tm合成的理论视电阻率断面; (l)te与tm合成的理论相位断面; 曲线类型图 正演 (1) 绘制方法: 利用截距法(渐近线)求出s(或利用每一层的si 得到 )作为纵坐标, 测点作为 横坐标得到s的剖面图, 利用测点平面坐标(x,y)和s值勾绘等值线得到平面图. (单位:西门子) (2) 意义: 可以反映高阻基底的起伏变化 如前所述，纵向电导 ，它相当于基底电阻率为无限大时，尾支45渐进线与横坐标a =1的交点(截距)。 若令 是基底的埋深, 用 表示基底以上岩层之平均纵向电阻率, 则 在t 比较稳定的地区，s与h成正比。在沉积盆地， t 一般变化不大，因此，s 图可以用来表 征基底的起伏。 3纵向电导s剖面图和平面图 若 lga(r)=0 即 a(r)=1, 则截距 江苏涟阜地区平面电性特征分布与总纵向电导图的特征 总纵向电导平面图 连续介质反演地下电性结构3.0km,10.0km深度切片图 (1) 绘制方法: 按比例尺绘出测点的剖面或平面 分布图，然后在各测点位置上标明该点测深曲 线上已选定的ab/2对应的视电阻率的值，最 后绘成剖面图或平面等值线图,如图1-27所示。 (2) 意义: 这种图主要反映某一视深度上岩石电 阻率沿水平方向的变化情况。 这一深度可由事先选定的ab/2大小而定，一般这 种电极距应选择在视电阻率曲线尾支45渐近线上， 电极距越大反映的深度越深。 必须指出,若没有测区地层及其电性资料,等ab/2 电阻率平面图和剖面图的解释并不单一. 如图1-28所示，一条等ab/2视电阻率剖面图既可 相应于 2 1的一背斜构造，也可相应于 2 1的背斜而言，aab 曲线在aab曲线之上；相反对 2 1的向斜而言却 正好相反，短极距的剖面曲线则位于长极距曲线之 上,如图1-29所示. 4等ab/2视电阻率剖面图和平面图 (简) ab/2 ab/2 ab/2 (1) 绘制方法: 按测点标注其相应出现极值点 处的横坐标(ab/2)和纵坐标(a max),勾绘成线. (2) 意义: 当测区内的电测深曲线存在着极值 点(极大或极小)时，如k型或h型曲线，极值 点纵横坐标可以反映地电断面的特征。 以三层地电断面为例，当 1 , h 1或 3 不变时， 主要反映h 2和 2的变化。以k型曲线为例，h 2或 2 增大，都会导致极大点的纵横坐标增加。 因此，如将极值点纵横坐标图与共他图件绘在 一起(如图1-30)配合解释可以得出更合理的结论。 5视电阻率曲线极值点纵横坐标图 (简) 电测深曲线的定量解释或反演,是解释中最重要的一环，目的是在定性解释对测区电性特征有一 概略了解之后，求出每条电测深曲线所相应的地电断面参数，从而得出全区的地电模型。 2.3.3 电测深曲线的定量解释反演 (简) 定量解释方法: 早期的量板法: 由实测a曲线和理论量板进行人工对比 渐近线法: 截距=s,利用 可求基底埋深h 一维反演方法: 水平层状介质模型基础上, 方法成熟 二维和三维反演: 应用愈加广泛 二维电维电 阻率反演软软件 2.3.4 电测深定量反演结果揭示的电性结构（地质目标） 定量反演的电性结构与地质目标的关系（现象与本质的关系）？ 影响物性的因素？ 已知（先验)信息的综合？ 反演的多解性与如何认知？ 解决问题的能力与局限性？ 具体应用： 电（磁）测深解决的问题 应用的空间 新的领域与新的目标 需要思考的问题： s地面 s 钻孔 (跨孔) s 水底 s 水面连续测 量 s 地形起伏 海洋学院仪器的电阻率采集（校内试验）： 三种装置的视电阻率观测和反演断面 探测地下金属与非金属组合管线 施工现场布置图 w26点探测中心点位置示意图 某金矿脉探测 点距：5m 采矿坑道 金矿脉 侵入岩体 找镁矿镁矿 - 盐盐碱地下面镁矿镁矿 呈高阻 cave 1 是个已知溶洞，通过电阻率探测又发现 了 cave 2 。 在石灰岩地区探测测溶洞 地表浸水区 浸润区 浸润区 浸润区 测线2剖面图 水库坝体状况探测： 严重渗水区 渗水区 严重渗水区 测线3剖面图 灰岩地区研究大坝坝漏水 三种电极排列对比 偶极-偶极分辨率最好 温纳排列最差 施伦贝谢 尔中等 漏水点 找水 - 沉积积岩中找低阻含水层层 探测深度达 375 米 基岩中找裂隙水 井间层析成象系统监测盐水注入情况 水上拖缆多点测量在湖上测到的水下电阻率剖面，该处湖底为石灰岩，电阻率剖面反映湖底灰岩中有溶洞和沟槽。 红色虚线是从湖底深度图上推测的湖底深度，湖水中的电阻率变化区域可能是由于水温变化新造成。 data courtesy of jason greenwood and peter swarzenski at the us geological survey in st. petersburg, florida. 2d continuous resistivity profiling (crp) 水