地-井瞬变电磁三维交错网格有限差分正演及响应特性

发布时间：2018-07-17 17:37

【摘要】：为了研究地-井瞬变电磁响应特征,获得不同井位低阻薄板异常体的响应规律:首先采用交错网格有限差分技术离散二次场满足的频率域赫姆霍兹方程;然后结合虚框叠加等效和虚拟界面法将发射源和接收位置扩展到任意层位,解决了全空间背景格林函数的计算问题;之后利用MUMPS求解器求解频率域二次场,再经过余弦变换,获得井中任意位置的瞬变电磁响应;最后采用三维模型对本文算法的正确性进行验证,设计了均匀半空间和嵌入低阻薄板的三维模型,获得垂直磁场的三维分布,分析均匀导电半空间中低阻薄板对地-井瞬变电磁三维响应的影响特点。结果表明:本文三维地-井瞬变电磁计算方案的计算精度与前人基本相同;水平导电薄板的存在主要影响板体附近及穿过薄板的井中瞬变响应,最大的特点是在异常体位置附近的中期时间道响应出现变号现象。本文的研究为定性解释地-井瞬变电磁法异常提供一个技术手段,也为地-井瞬变电磁三维反演奠定基础。
[Abstract]:In order to study the transient electromagnetic response characteristics of ground well, the response law of thin plate anomaly at different well locations is obtained. Firstly, the frequency domain Hem Holtz equation is discretized by staggered grid finite difference technique. Then, combining the virtual frame superposition equivalent and virtual interface method, the transmitting source and receiving position are extended to any horizon to solve the problem of computing the Green's function in the whole space background, and then the frequency domain quadratic field is solved by using the MUMPS solver, and then the cosine transform is used to solve the problem. The transient electromagnetic response at any position in the well is obtained. Finally, the correctness of the algorithm is verified by using three-dimensional model, and the three-dimensional model of uniform half-space and embedded thin plate is designed, and the three-dimensional distribution of vertical magnetic field is obtained. The influence of low resistance thin plate on the transient electromagnetic response of ground well in a uniform conductive half-space is analyzed. The results show that the accuracy of the 3D ground well transient electromagnetic calculation scheme is basically the same as that of the predecessors, and the existence of horizontal conductive thin plate mainly affects the transient response near the plate body and in the well passing through the thin plate. The biggest feature is that the mid-term time channel response in the vicinity of the abnormal body position appears sign-changing phenomenon. The research in this paper provides a technical means for qualitative interpretation of ground-well transient electromagnetic anomaly, and also lays a foundation for three-dimensional inversion of ground-well transient electromagnetic.
【作者单位】： 吉林大学地球探测科学与技术学院;
【基金】：国家重大科技仪器专项(2011YQ05006010)~~
【分类号】：P631.325

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本文编号：2130428