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第三部分 电法勘探第一节 电法勘探简介 一、什么叫电法勘探电法勘探就是以岩石的电性差异为依据，并通过观测和研究天然的或人工的电场（或电磁场）来解决各种地质问题的地球物理勘探方法的总称。
二、油气勘探常用哪些电法勘探方法目前用于油气田勘探的主要有直流电阻率法和大地电磁测探法。
三、电法勘探在油气勘探中的主要目的A 、解决区域地质问题B 、解决局部构造问题C 、直接找油 第二节 直流电阻率法的一些基本知识 一、有关术语的理解电阻率、视电阻率、地电断面、电性标准层、电流密度、电场强度、电位 1、岩石的电阻率(ρ) （1）定义：P282电流平行柱轴通过横截面为一平方米，长度为一米的岩柱时所呈现的电阻。
即（如右图）：（2）实用单位电阻率是描述物体导电性能的一个物理量，其实用单位是欧姆•米（Ω• m) 2、岩石的视电阻率(ρs) （1）定义：P294由上式计算出的电阻率值称为岩石的视电阻率。
式中：K 电极装置系数；ΔVMN 为测量电极之间的电位差； I 为供电电极之间的电流（2）实用单位：欧姆•米（Ω• m) （3）实质：ρs 是在电流场作用范围内，各种岩石电阻率的 综合反映。
3、地电断面（P287） （1）概念：根据岩层的电学（或电磁学）性质来划分的地质界面。
（2）注意：A 、 地质界面与地电断面不一定存在一一对应关系。
(P287图3.1.5所示)B 、地电断面能客观地反映工区地质构造的基本特征，可以利用电测井资料来建立地电断面。
C 、在绝大多数情况下，常以电阻率划分地电断面。
4、电性标准层 P288 （1）概念：是指地电断面中那些在电性上和围岩差别大，本身电性稳定，分布范围广，而且厚度较大的能在整个测区对比追踪的具有代表性的电性层。
（2）注意： 1）、 电性标准层可与地震标准层作一对比来理解； 2）、 在一个地区进行电法勘探之前，应根据该地区的地质断面及其他物探资料，选择可能存在的电性标准层。
5、电流密度（ j ) P288（1）定义：垂直穿过导体横截面上单位面积的电流强度。
大地电磁法及其应用狭义电磁法：前身：磁法、大地电流法（Telluric)（目标：探测地球构造）。
主体：大地电磁法（MT)及有关技术（MT，Magneto-telluric）。
广义电磁法：磁法、电法、电磁法。
大地电磁测深法是以天然电磁场为场源来研究地球内部电性结构的一种重要的地球物理手段。
测深方法：重磁电震。
非地震方法：重磁电（重力+广义的电磁类）。
大地电磁是重要的非地震测深方法研究对象：地球内部的电性结构（电导率结构）。
物理原理：宏观电磁理论（有耗媒质中的低频电磁波理论）。
大地电磁测深的优缺点优点不受高阻层屏蔽、对高导层分辨能力强；横向分辨能力较强；资料处理与解释技术成熟；勘探深度大、勘探费用低、施工方便；缺点体积效应，反演的非唯一性较强（跟地震方法相比）纵向分辨能力随着深度的增加而迅速减弱大地电磁法（MT）是以天然电磁场为场源来研究地球内部电性结构的一种重要的地球物理手段。
基本原理：依据不同频率的电磁波在导体中具有不同趋肤深度的原理，在地表测量由高频至低频的地球电磁响应序列，经过相关的数据处理和分析来获得大地由浅至深的电性结构。
大地电磁法原理示意图大地电磁法野外观测装置2、理论背景理论基础：麦克斯韦方程3大地电磁的理论基础：正演问题需要一个信号激发源需要地表响应的观测数据还需要掌握模型在源作用下地表响应产生的物理过程：这就是正演正演指的是对于一个给定的模型，在一定激发源的作用下，根据一定的物理原理求其响应的过程。
大地电磁正演过程两大假设：1）激励场源：垂直入射到地表的均匀平面电磁波2）地球模型：水平层状导电介质视电阻率和阻抗相位的定义横电波横磁波：场的极化模式横电波（TE ） ：垂直于传播方向的场分量只有电场；横磁波（TM ） ：垂直于传播方向的场分量只有磁场；大地电磁测深中只研究场源为横电磁波的情况大地电磁测深中常说的极化模式是以场源的极化方式来区分的，并且这种区分一般只在二维情况下才有意义。
ATM物探仪（音频大地电磁测深）原理一、电磁波:地球物理勘探，简称物探。
分为电法、磁法和电磁法三种。
本质上都是电法，因为磁场也是电场感应而来。
物探电磁法分为两种：一）连续电磁波电磁波不间断（频率域即有很多不同频率的电磁波可作为工作频率进行选择，比如我们可以选择长波（音频范围的电磁波），另外还有微波、红外线等短波等）连续电磁波按产生方式还分为:1、人工场源电磁波又叫可控源音频大地电磁CSAMT,需人工产生发射电磁场。
优点：信号强，精度高，测量时间短。
缺点：近场效应，近处不准，设备大，转场不便，施工电极敷设需要挖较大的坑深埋，设备造价高。
2、天然音频大地电磁波ATM，天然音频大地的英文简称，是此次介绍的重点内容，它主要利用天然产生的电磁波(简称天电)进行地下介质电阻率异常的测量，省掉人工发射电磁波环节。
优点：测量简单，施工效率高。
无需发电设备，转场方便，适合矿区扫面，靶区筛查。
随着数据分析的发展，现在ATM在中国有较好的应用发展趋势。
该法最早由法国、俄罗斯提出。
2000年中南大学何继善院士在此基础上进一步探索，提出广域电磁法，电磁测深由原来的简化的平面波模型回归现在的曲面波模型，并因此获国家科技进步一等奖。
目前大地电磁测深技术无论理论与应用，我国已经有所领先。
缺点：精度较低，单次数据采集时间长。
天然场源电磁波又分长波、中波及短波，其中音频大地电磁波属于长波，是ATM法的工作波段，下节详细介绍。
二）瞬变电磁（时间域，时间为变量）瞬变电磁的电磁波属于间断脉冲型，利用接通、间断电流产生交变电磁波，进行地下介质电阻率异常的测量，与连续电磁波比，属于另一大类，与ATM无关，不多介绍。
见图二、ATM天然音频大地电磁波的波形电场波与磁场波（简称电波与磁波）互相垂直正交，且都垂直于传播方向，其中磁场波由电场波感应产生。
这样，电磁波测量电波与磁波两组信息，与单独的电法与磁法来说，信息量是翻倍提高的。
天然场源电磁波，也叫天电，主要由太阳风、地球磁暴及地球雷电区经几千或几万公里传播而来。
大地电磁测深的野外工作方法简介大地电磁测深的野外工作，首先必须根据所要研究的地质、地球探测问题和任务进行施工设计；然后根据设计1，正确的进行观测布极，资料采集时要求观测资料要求观测资料必须包含有足够的频率成分，足够的记录长度并满足一定的质量指标。
最后对观测资料进行自评。
下面介绍野外工作中值得重视的几个环节。
一施工设计在进行MT野外施工之前，应根据地质任务的要求进行施工设计，主要包括以下内容：（1）收集工区及邻区已有的地质和地球物理资料，初步建立起工区的地层-电性关系模式。
根据地质任务的要求，结合已知的构造走向和地质露头情况，确定测线间距、测点距离、测线方位，并根据勘探目标的深度和地层电性特征，提出对观测数据最低频的要求。
（2）对工区进行现场实地踏勘，了解工区的地形、交通、地质露头情况及各种电干扰源（铁路、输电线、水电站和煤矿等）的分布情况。
提出避开电干扰、确保野外观测质量的措施。
（3）根据有关规范要求和实际情况，提出仪器一致性点和质量检查点的要求，提出对电极距的基本要求。
二、野外资料采集1、选点MT法观测质量与测点所处环境关系很大，为了获得高质量的野外观测资料，测点选择的原理是：（1）根据地质任务及施工设计书，布置测线、测点，在施工中允许根据实际情况在一定范围内调整，但必须满足规范要求。
若测区范围内发现有意义的异常，应及时申请加密测线、测点，以保证至少应有三个测点位于异常部位；（2）测点尽量不要选在狭窄的山顶或深沟底，应选开阔的平地布极，至少在两对电极的范围内地面相对高差与电极距之比小于10%；（3）布极应尽可能避开近地表局部电性不均匀体；（4）所选测点应远离电磁干扰源。
在不能调整测点位置的情况下应采取其它措施减小电磁干扰。
1、观测装置的布设每一测点上需要测量彼此正交的电磁场水平分量及垂直磁场分量，野外采集装置的布设示意如图21）布极（1）方位：如果已知测区的地质构造走向，最好取x,y分别与构造的走向和倾角平行，这样可直接测量入射场的TE极化波和TM极化波，若地质构造走向未知，则通常取正北为x轴，正东为y轴。
电法复习资料一、大地电磁测深1、什么是MT？MT的源是什么？源的特点？MT的优缺点？答：MT：大地电磁测深法。
场源是天然电磁场源（天然源电磁场指的是地球大气层及地球内部电流机制产生的电磁场）。
优点（1）仪器比较轻便（省去供电设备、成本低）。
（2）有丰富的频谱；（3）勘探深度大；（4）能穿透高阻层；（5）等值作用范围小、对低阻层分辨率高；（6）场源为平面波，理论相对简单。
不足：（1）被动场源（2）分辨率（3）观测误差（4）复杂地质条件下解释方法技术2、MT的两种模式TM和TE如何划分、判断？从理论上说，倾子的旋转方向可以唯一地确定走向和倾向，但是由于倾子观测精度的限制，由倾子确定的电性主轴也存在很大的不确定性.为了比较准确地确定TE和TM极化，我们主要是在综合实测阻抗和倾子旋转方向的基础上，利用已知的地质构造走向及其它地球物理资料逐点分析，划分出ρTE和ρTM。
3、MT阻抗张量如何求取？答：4、 MT 的处理流程？答：当对一个频率完成以上计算后，就转至下一个，如此循环以后，打印输出以下信息：1）视电阻率ρTE，ρTM曲线；2）相位φTE和φTE曲线3）电性主轴方向；4）倾子；5）相干度；6）信噪比；7）功率谱；8）水平非均匀程度；9）Bostick反演结果等。
5、什么是倾子，倾子相对阻抗张量的优缺点？可用倾子做解释答：优点：倾子可判断介质结构性质，可唯一确定地下构造走向缺点:但是由于倾子观测精度的限制，由倾子确定的电性主轴也存在很大的不确定性.6、阻抗张量的优缺点？答：缺点：不能唯一确定地下构造走向（平行，垂直，90°？）优点：？7、什么是静位移？为什么要研究静位移？静位移是如何引起的？静位移的特征？有哪些校正方法？答：静位移是地表电性不均匀造成的MT两条视电阻率曲线首支（高频端）发生移动,而相位位曲线却影响不大的现象。
为什么：（1）前人们对大地电磁静位移及其校正的研究还比较肤浅，校正也还基于区域构造为一维或二维的情况，若用二维方法对近地表局部三维体进行解释肯定存在问题。
