一维可视化视极化率正演报告_061122_20121003602董智开

1、2015电法作业报告- 一维可视化视极化率正演程序 姓 名：董智开 学 号：20121003602 专 业：地球物理学 班 学 号：061122-27 院（系）：地空学院 指导教师：师学明 目录一、一维可视化视极化率正演的基本原理.1二、GUI可视化正演程序设计.2 2.1 界面介绍及展示.2 2.1 模块化编程及流程图.2 2.3 程序代码及调试.3三、模型试验.6 3.1两层三层模型试验.6 3.1.1两层.7 3.1.2三层.9 3.2 四层五层及推广.11四、心得体会与建议.1212中国地质大学（武汉）一维可视化视极化率正演董智开1、 一维可视化视极化率正演的基本原理激发极化法(ind

2、uced polarization method)是根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。它又分为直流激发极化法(时间域法)和交流激发极化法(频率域法)。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、固定点电源排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接允电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。 在计算激发极化场时我们使用的是等效电阻率法。在电法勘探中，我们将发生体极化效应时，极化体对极化总场的 电阻率称为“等效电阻率”。一般说来，等效电阻率随频率或充电时间而变。在T0或 f的极限情况下，总场电位U(T)|T0或U(f)|趋于无激电效应

3、的一次场电位U，等效电阻率(T)|T0或（)就等于介质真电阻率。对于电阻率为的均匀介质，当不存在激电效应时，在地面上采用任何装置进行观测，按照下列公式计算电阻率：=K×U1/I若介质存在激电效应，此时按上式计算的电阻率为：1=K×U/I公式中U为总场电位差。由于U1>U，故1>。可见介质的激发极化效应等效于介质电阻率的增大，故称1为等效电阻率。在长时间供电情况下，极化二次场达到饱和时，有：=U2/U=（U-U1）/U所以有等效电阻率和真电阻率关系：1=/（1-） 在地下不平，地下电性不均匀的情况下，仍按均匀水平大地的的测量方法和计算公式（1-2）计算的激发极化参

4、数称为视极化率。在这种情况下s=U2/U= 在地形不平，电阻率不均匀时，不会形成视极化率的假异常，即视极化率等于大地的真极化率。此外，在测量标本的极化率参数时，只要标本视极化率是均匀的，不论标本和装置的形状如何时，都能测量到标本的真视极化率。但是在实际工作中，我们所进行测量工作测区有关地层的极化率不尽相同，这也使得我们野外测量的是视极化率。 基本编程步骤如下：（1） 导入数据，包括电极距和测量的视极化率数据。（2） 输入层参数，包含层数，每层厚度，每层电阻率，每层的极化率。（3）计算等效电阻率，用公式 1=/（1-）。（4）计算无激发极化时的视电阻率s ,计算方法使用一维电测深的正演子程序。（

5、5）计算有激发极化时的视电阻率s，计算方法同上，注意此时输入的电阻率应为每层的等效电阻率。 （6）计算视极化率，利用公式s= （s- s）/s二、GUI可视化正演程序设计 2.1 界面介绍及展示 该程序由本人独立完成，程序由界面由一个axis画图组件和若干个push button 和 edit text控件组成，包含从导入文件，绘制原始数据图形，输入模型参数，正演拟合数据和显示精度的功能，每一个push button对应一个回调函数，核心组件为正演计算按钮。如果需要查看计算的中间数据，可以在matlab 的commond window看到。 2.1 模块化编程及流程图 由于GUI的编程模式，程

6、序模块化的编程也成为现实，根据原理中给出的编程思想结合前几次的编程经验，基本流程如下：导入数据 绘制原始电极距-视极化率曲线读取用户输入的层参数计算等效电阻率计算无激发极化时的视电阻率计算有激发极化时的视电阻率计算视极化率绘制并显示正演极距-视极化率曲线，显示拟合精度 2.3 程序代码及调试“导入文件”按钮：FileName PathName=uigetfile('*.xls'),'请选择文件');str=PathName FileName;set(handles.filename,'string',str);a=xlsread(str);rr=

7、a(:,1);etaobserve=a(:,2);handles.rr=rr;handles.etaobserve=etaobserve;guidata(hObject,handles);“绘制图形”按钮： axes(handles.axes1);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobserve;semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)legend('测量数据');grid on“正演计算”按钮：nlayer=str2double(get(handles.nlay

8、er,'string');res(1)=str2double(get(handles.res1,'string');res(2)=str2double(get(handles.res2,'string');res(3)=str2double(get(handles.res3,'string');res(4)=str2double(get(handles.res4,'string');res(5)=str2double(get(handles.res5,'string');thick(1)=str2d

9、ouble(get(handles.thick1,'string');thick(2)=str2double(get(handles.thick2,'string');thick(3)=str2double(get(handles.thick3,'string');thick(4)=str2double(get(handles.thick4,'string');thick(5)=str2double(get(handles.thick5,'string');eta(1)=str2double(get(handles

10、.eta1,'string');eta(2)=str2double(get(handles.eta2,'string');eta(3)=str2double(get(handles.eta3,'string');eta(4)=str2double(get(handles.eta4,'string');eta(5)=str2double(get(handles.eta5,'string');nab=length(handles.rr);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobser

11、ve;for i=1:5 resdx(i)=res(i)/(1-eta(i); %计算等效电阻率endfor i=1:nab; rho=sdcs1dford(rr(i),nlayer,res,thick); rhosnojf(i,1)=rho; %计算无激发极化时的视电阻率endfor i=1:nab rho=sdcs1dford(rr(i),nlayer,resdx,thick); rhosjf(i,1)=rho; %计算有激发极化的视电阻率endfor i=1:nab etas(i)=(rhosjf(i,1)-rhosnojf(i,1)/(rhosjf(i,1);end %计算视极化率de

12、ltd=etaobserve-etas'ee=deltd'*deltd;set(handles.accuracy,'string',ee);axes(handles.axes1);semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)grid on;hold on;semilogx(rr,etas,'b:+');hold offlegend('测量数据','拟合图形')“清除所有”按钮：axes(handles.axes1);cla;axes(hand

13、les.axes1);rr=handles.rr;etaobserve=handles.etaobserve;semilogx(rr,etaobserve,'r-o','linewidth',2)legend('测量数据');grid on 由于程序相对简单，所以调试过程基本顺利，只是在代码的输入方面可能存在一定的问题，但是有了前两次的经验，错误基本能很快的排除掉。3、 模型试验 模型试验试验了两层，三层，四层等推广，模拟数据来源方式为，先用我们的正正演程序正演出一组数据，储存下来后作为原始数据来正演。 解释参照课本中给出的一些极化率的数据表格：

14、 3.1两层三层模型试验 3.1.1两层两层所使用的原始数据如下(由对应层参数正演出来的视极化率结果)：xs30.1998950154.50.19964200560.1991757990.197537628120.195119154150.19229493200.187528931300.179363558450.169751575690.157467625900.1485479521200.1378200842000.1167159983000.0994463744500.0835433696000.073999199000.06375239712000.058764839层参数（给出了极化

15、率）：层数2R13150000h12000s0.20.05000计算原始数据：输入层参数并正演计算：首先厚度和电阻率控制下来：即r1=13,r2=150,h1=12;输入不同的极化率。 计算的等效电阻率为：第一层极化率为0.2，第二层为0.05,所以针对我们的这个模型，第一层可能为石墨化页岩,，第二层可能为白云岩。根据极化率的变化可以看到类似于一维电测深视电阻率的G、D型曲线。 3.1.2三层三层所使用的原始数据如下(由对应层参数正演出来的视极化率结果)：xs30.0400062344.50.0400273860.04006920490.040239134120.040560066150.04

16、1067435200.042388927300.046839252450.056502795690.072355385900.0834415491200.0953825882000.1152305783000.1276000044500.1332916016000.1324606319000.12765984712000.124518646层参数（给出了极化率）：层数3R501508000h358500s0.040.170.1200绘制原始数据：输入层参数并正演计算：首先厚度和电阻率控制下来：即r1=50,r2=150,r3=80，h1=35,h2=85;输入不同的极化率。计算得到等效电阻率：

17、 可以看到，第一层极化率为0.04，第二层为0.17,第三层为0.12，所以针对我们的这个模型，第一层可能为不含浸染状电子矿物黏土，第二层可能为浸染状硫化矿物的白云岩，第三层可能为灰岩。 3.2 四层五层及推广这里介绍四层，四层所使用的原始数据如下(由对应层参数正演出来的视极化率结果)：xs30.0400014284.50.04000636860.04001639590.040058645120.040140801150.040272554200.040617996300.041782994450.044329689690.048726737900.0522254731200.05683551

18、42000.0686457563000.0831278824500.1027824386000.1183955599000.13715225512000.144900481 层参数（给出了极化率）：层数4R50240155900h35857500s0.040.080.120.150绘制原始数据： 输入层参数并正演计算：首先厚度和电阻率控制下来：即r1=50,r2=240,r3=155，r4=90,h1=35,h2=85,h3=75;输入不同的极化率。计算得到等效电阻率:可以看到，第一层极化率为0.04，第二层为0.08,第三层为0.12，第四层为0.15，所以针对我们的这个模型，第一层可能为不含浸染状电子矿物黏土，第,二层可能为不含浸染状电子矿物的灰岩岩，第三层可能为浸染状硫化矿