本發(fā)明涉及一種跨孔瞬變電磁法直接定位異常體的方法,屬于地球物理勘探領(lǐng)域,該方法可用于定位孔間相對圍巖具有相對相對電性差異的地質(zhì)體,如盲礦體、斷層、裂隙帶、溶洞、采空區(qū)、地下水等地質(zhì)異常體。
背景技術(shù):瞬變電磁法是地球物理勘探方法中一種很重要的方法,利用不接地回線或接地線源向地下發(fā)送一次脈沖電磁場,在一次脈沖電磁場的間歇期間,利用線圈或接地電極觀測二次渦流場,根據(jù)該二次場的信息獲得目標區(qū)域介質(zhì)的電性參數(shù)分布的方法。常規(guī)的瞬變電磁測量方法有地面瞬變電磁法、地-井瞬變電磁法、井中瞬變電磁法。目前,瞬變電磁跨孔定位是難題,國內(nèi)外一般采用反演技術(shù)進行定位,由于反演建立于正演基礎(chǔ)之上,瞬變電磁多維正演技術(shù)尚不完善,反演技術(shù)發(fā)展緩慢;且反演結(jié)果的可靠性對模型初選值具有依賴性;又由于在測量過程中觀測數(shù)據(jù)數(shù)目有限、存在誤差,導(dǎo)致反演結(jié)果不唯一、具有多解性。因此反演雖然能在一定程度上對異常體進行定位,但由于結(jié)果不具唯一性、不穩(wěn)定,且計算量大,導(dǎo)致定位結(jié)果不可靠、計算速度慢。
技術(shù)實現(xiàn)要素:針對現(xiàn)有定位技術(shù)存在的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種直接、快捷、實時、有效的跨孔瞬變電磁法直接定位異常體的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種跨孔瞬變電磁法直接定位異常體的方法,將發(fā)射裝置和接收裝置分別置于并排的兩個鉆井中,以定位位于兩個鉆井之間的異常體,包括以下步驟:1)在兩個鉆井中開展發(fā)射、接收位置等高的瞬變電磁平測,獲得隨孔深變化的不同衰減時間的瞬變二次場感應(yīng)電壓剖面響應(yīng),并分析確定其極值點;2)在兩個鉆井中開展瞬變電磁斜測,獲得隨孔深變化的不同衰減時間的瞬變二次場感應(yīng)電壓剖面響應(yīng),并分析確定其極值點;3)根據(jù)平測和斜測確定的極值點點位所對應(yīng)的收發(fā)連線的相交點,得到異常體的中心位置。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的跨孔瞬變電磁法直接定位異常體的方法,其特征在于:步驟2)斜測的點距S及收發(fā)相對高差H由最高平測點和最低平測點的垂直距離D、平測極值點和最高平測點的垂直距離Y、平測異常的可分辨幅寬W決定,具體為:當(dāng)Y≤D/2時,斜測點距S<W/4,發(fā)射TX高于接收RX,高差H滿足W/4<H≤W;或當(dāng)Y≥D/2時,斜測點距S<W/4,發(fā)射TX低于接收RX,高差H滿足W/4<H≤W。在一個具體實施方式中,兩個鉆井為直井。所述異常體相對圍巖具有相對電性差異的地質(zhì)體。在一個具體實施方式中,兩個鉆井中以D/n為間距由最高平測點向井底分別設(shè)置n+1個點;平測即將發(fā)射裝置與接收裝置分別置于同一水平位置的兩個對應(yīng)點上,進行n+1個點的平測得到平測響應(yīng)曲線;再取斜測點距S和收發(fā)相對高差H對(D-H)/S+1個點進行斜測得到斜測響應(yīng)曲線。相關(guān)術(shù)語解釋:平測:發(fā)射和接收所在位置標高相等;斜測:發(fā)射和接收所在位置標高不等;最高平測點:距離井口最近的平測點;最低平測點:距離井口最遠的平測點;極值點:曲線上一點,該點數(shù)值比其旁邊的點的值都大或都??;異常幅寬:曲線上異常段跨越點位寬度。本發(fā)明方法可以通過單點瞬變電磁測深曲線來定性分析層狀介質(zhì)地電結(jié)構(gòu)的方法,能夠就單個瞬變電磁測深點進行垂向電性結(jié)構(gòu)的定性分析,同時能夠?qū)崟r對比測點相對背景參考點下方的垂向電性結(jié)構(gòu)變化。本發(fā)明方法可用于定位孔間盲礦體、斷層、裂隙帶、溶洞、采空區(qū)、地下水等地質(zhì)異常體。通過在對測的兩個鉆孔中先后實施平測和斜測,通過平測和斜測極值點的收發(fā)連線交點即確定異常體的中心位置。相比較傳統(tǒng)的瞬變電磁測井反演定位的方法,本方法可避免大量反演數(shù)值計算,且避免反演的多解性,達到實時、快速、準確定位異常體的目的。附圖說明圖1是本發(fā)明的試驗布置方案示意圖;圖2是實施例1的平測試驗布置方案示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及平測定位示意圖;圖3是實施例1的斜測試驗布置方案示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及斜測定位示意圖;圖4是實施例1的定位示意圖;圖5是實施例2的平測試驗布置方案示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及平測定位示意圖;圖6是實施例2的斜測試驗布置方案示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及斜測定位示意圖;圖7是實施例2的定位示意圖;圖8是實施例3的平測模型示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及平測定位示意圖;圖9是實施例3的斜測試驗布置方案示意圖、測量得到的感應(yīng)電壓值隨孔深變化的關(guān)系曲線以及斜測定位示意圖;圖10是實施例3的定位示意圖。具體實施方式實施例1本實施例采用瞬變電磁數(shù)值模擬軟件(MAXWELL)進行數(shù)值計算。設(shè)計兩直井且井深相同,間距為50m,井深D=100m,井的大小忽略不計,在兩跨井中心距離地面50m處垂直置入一塊30m*30m薄鋁板(以薄板中心為計算點),厚度忽略不計。在兩鉆井中以5m為間距由井口向井底分別設(shè)置21個點并編號,編號分別為A1,A2,……,A21;B1,B2,……,B21。圖2-1為平測模型示意圖。A、在鉆井1中放入發(fā)射線圈(TX)、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置(RX)、置于B1位置,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的平測。B、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動5m移至移到A2、B2位置,重復(fù)步驟a進行第二個點的平測。C、以此類推,完成共21個點的平測。平測響應(yīng)曲線見圖2-2,確定其極值點位在B11處,即Y=50m,異常幅寬W=40m,斜測點距S<W/4(即S<10m),發(fā)射可高于接收也可低于接收,高差H滿足W/4<H≤W(即10m<H≤40m)。D、據(jù)平測極值點位和異常幅寬,取斜測點距S=5m,發(fā)射高于接收H=20m,在鉆井1中放入發(fā)射線圈、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置、置于B5位置,保持20m高度差,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的第一次斜測。E、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動5m移至移到A2、B6位置,保持20m高度差,重復(fù)步驟D進行第二個點的第一次斜測。F、以此類推,完成共17個點的斜測,得到斜測響應(yīng)曲線見圖3-2。G、根據(jù)平測的響應(yīng)曲線的極值點位置對應(yīng)的發(fā)射接收位置的連線(圖2-3),和斜測得到的響應(yīng)曲線極值點所對應(yīng)發(fā)射接收位置的連線(圖3-3)的相交點即為異常體的中心位置(圖4),實現(xiàn)了對井中異常體中心的定位。實施例2本實施例采用瞬變電磁數(shù)值模擬軟件(MAXWELL)進行數(shù)值計算。設(shè)計兩平行且井深相同的鉆,間距為50m,井深為100m,井的大小忽略不計,在離鉆井2水平距離10m、離地面垂直距離25m垂直置入一塊20m*20m薄鋁板(以薄板中心為計算點),厚度忽略不計。在兩鉆井中以5m為間距由井口向井底分別設(shè)置21個點并編號,編號分別為A1,A2,……,A21;B1,B2,……,B21。圖5為平測模型示意圖。A、在鉆井1中放入發(fā)射線圈、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置、置于B1位置,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的平測。B、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動5m移至移到A2、B2位置,重復(fù)步驟A進行第二個點的平測。C、以此類推,完成共21個點的平測,得到平測響應(yīng)曲線見圖5-2,確定其極值點位在B11處,即Y=25m,異常幅寬W=30m,斜測點距S<W/4(即S<7.5m),發(fā)射低于接收,W/4<H≤W(即7.5m<H≤30m)。D、根據(jù)平測極值點位和異常幅寬,取斜測點距S=5m,發(fā)射低于接收H=30m,在鉆井1中放入發(fā)射線圈、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置、置于B7位置,保持30m高度差,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的斜測。E、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動5m移至移到A2、B8位置,保持30m高度差,重復(fù)步驟D進行第二個點的斜測。F、以此類推,完成共17個點的斜測,得到斜測響應(yīng)曲線見圖6-2。G、根據(jù)平測的響應(yīng)曲線的極值點位置對應(yīng)的發(fā)射接收位置的連線(圖6-3),和斜測得到的響應(yīng)曲線極值點所對應(yīng)發(fā)射接收位置的連線(圖6-3)的相交點即為異常體的中心位置(圖7),實現(xiàn)了對井中異常體中心的定位。實施例3本實施例為物理模擬試驗。試驗中采用大水槽蓄水代表圍巖,10cm邊長薄鋁塊代表相對低阻體,對測兩孔間距為50cm,孔深為45cm,井大小忽略不計,在離孔2水平距離25cm、離地面垂直距離25m垂直置入一塊10m*10m薄鋁板(以薄板中心為參考點),厚度忽略不計。在兩鉆井中以2.5cm為間距由孔口向孔底分別設(shè)置19個點并編號,編號分別為A1,A2,……,A19;B1,B2,……,B19。圖8-1為平測模型示意圖。A、在鉆井1中放入發(fā)射線圈、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置、置于B1位置,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的平測。B、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動2.5cm移至移到A2、B2位置,重復(fù)步驟A進行第二個點的平測。C、以此類推,完成共21個點的平測,得到平測響應(yīng)曲線見圖8-2,確定其極值點位在B11處,即Y=25cm,異常幅寬W=20cm,斜測點距S<W/4(即S<5cm),發(fā)射低于接收,W/4<H≤W(即5cm<H≤30m)。D、根據(jù)平測極值點位和異常幅寬,取斜測點距S=2.5cm,發(fā)射低于接收H=10cm,在鉆井1中放入發(fā)射線圈、置于A1位置,鉆井2中放入接收裝置、置于B7位置,保持10cm高度差,在發(fā)射裝置中通入脈沖電流,接收裝置接收二次磁場信息,進行第一個點的斜測。E、將發(fā)射裝置和接收裝置分別向井底方向同步移動2.5cm移至移到A2、B8位置,保持10cm高度差,重復(fù)步驟D進行第二個點的斜測。F、以此類推,完成共15個點的斜測,得到斜測響應(yīng)曲線見圖9-2。G、根據(jù)平測的響應(yīng)曲線的極值點位置對應(yīng)的發(fā)射接收位置的連線(圖8-3),和斜測得到的響應(yīng)曲線極值點所對應(yīng)發(fā)射接收位置的連線(圖9-3)的相交點即為異常體的中心位置(圖10),實現(xiàn)了對水槽中鋁塊中心的定位。上述僅為本發(fā)明的具體實施例,對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明還有其他的實施方式,凡在本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思之內(nèi),作出任何修改,或等同替換等,均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。