發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 21:15

  本文關(guān)鍵詞：地—井瞬變電磁時(shí)域有限差分三維數(shù)值模擬

  更多相關(guān)文章： 地-井瞬變電磁法 時(shí)域有限差分法 三維數(shù)值模擬 特征分析 影響因素

【摘要】：地-井瞬變電磁法(Down-hole TEM)是地球物理勘探和地質(zhì)找礦的重要方法之一。它是利用地表發(fā)射、井中接收瞬變場響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)查找深部礦產(chǎn)資源的一種方法。該方法受導(dǎo)電覆蓋層和電磁干擾小,縱向分辨率高,在鉆孔周圍一定范圍內(nèi)具有較好的分辨率。因此,在地球深部結(jié)構(gòu)調(diào)查和尋找隱伏礦體中具有廣泛應(yīng)用。但是地-井瞬變電磁法的正演理論研究發(fā)展較緩,使得地-井瞬變電磁法正演研究成為急需解決的問題。因此,本文通過數(shù)值模擬的方法對均勻半空間中低阻覆蓋層影響和典型地質(zhì)-地球物理模型的地-井瞬變電磁響應(yīng)進(jìn)行了探討研究。本文從地-井瞬變電磁法所滿足的基礎(chǔ)理論Maxwell方程組出發(fā),以時(shí)間域有限差分算法為基礎(chǔ),采用穩(wěn)定收斂的Dufort-Frankel法對總場擴(kuò)散方程和二次場擴(kuò)散方程進(jìn)行差分離散,在計(jì)算區(qū)域網(wǎng)格剖分上采用非均勻網(wǎng)格剖分技術(shù)。對邊界條件進(jìn)行分析研究。以完全匹配層吸收邊界條件為基礎(chǔ),對復(fù)頻率偏移完全匹配層吸收邊界條件應(yīng)用條件進(jìn)行修改,以滿足低頻電磁場傳播規(guī)律。對比第一類Dirichlet邊界條件與修正后的復(fù)頻率偏移完全匹配層吸收邊界條件應(yīng)用效果,得出了修正的復(fù)頻率偏移完全匹配層吸收邊界條件對低頻電磁波具有更好的吸收效果。論文通過從地-井瞬變電磁總場和二次場兩個(gè)方面出發(fā),建立典型地質(zhì)-地球物理模型,全面深入分析地-井瞬變電磁場異常響應(yīng)特征,分析總結(jié)影響地-井瞬變電磁響應(yīng)影響因素。結(jié)果表明:均勻半空間響應(yīng)呈現(xiàn)先增大后逐漸減小趨勢;傾斜板狀體異常體響應(yīng)與激發(fā)場源位置和觀測時(shí)間有關(guān);地-井瞬變電磁二次場能反映異常體空間幾何位置,判斷異常體與鉆孔之間幾何位置關(guān)系。在不同鉆孔中接收的異常響應(yīng)隨觀測時(shí)間延遲而減弱;在不同方位布置場源觀測得到的異常響應(yīng)差異明顯。斷層異常響應(yīng)主要與場源和目標(biāo)體耦合關(guān)系、目標(biāo)體埋深深度和目標(biāo)體電阻率差異有關(guān)。在斷層斷面處,地-井瞬變電磁響應(yīng)最大。引入EA參數(shù),分析低阻覆蓋層對典型地質(zhì)體地-井瞬變電磁響應(yīng)影響。最后分析總結(jié)影響地-井瞬變電磁響應(yīng)的影響因素,研究工作為定性分析地-井TEM響應(yīng)特征和資料解釋時(shí)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：地-井瞬變電磁法 時(shí)域有限差分法 三維數(shù)值模擬 特征分析 影響因素
【學(xué)位授予單位】：東華理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.325
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 地-井瞬變電磁法研究背景9-10
• 1.2 地-井瞬變電磁法研究現(xiàn)狀綜述10-12
• 1.3 論文研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)12-15
• 1.3.1 研究內(nèi)容12-13
• 1.3.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)13-15
• 2 地-井瞬變電磁法理論基礎(chǔ)15-31
• 2.1 回線源頻率域響應(yīng)17-21
• 2.1.1 回線源在地表形成的頻率域電磁場17-19
• 2.1.2 回線源在地下形成的頻率域電磁場19-21
• 2.2 回線源時(shí)間域響應(yīng)21-30
• 2.2.1 回線源在地表形成的時(shí)間域電磁場21-22
• 2.2.2 回線源在地下形成的時(shí)間域電磁場22-30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 3 地-井瞬變電磁場三維時(shí)域有限差分算法31-55
• 3.1 時(shí)間域擴(kuò)散方程與差分方程31-39
• 3.1.1 時(shí)間域擴(kuò)散方程31-34
• 3.1.2 時(shí)間域差分方程34-38
• 3.1.3 初始條件和網(wǎng)格剖分技術(shù)38-39
• 3.2 邊界條件39-54
• 3.2.1 地表-空氣邊界條件39-40
• 3.2.2 時(shí)域有限差分方法中完全匹配層40-54
• 3.2.2.1 PML介質(zhì)中的Maxwell方程組形式40-41
• 3.2.2.2 PML介質(zhì)中電磁波傳播特性41-44
• 3.2.2.3 PML介質(zhì)分界面電磁波傳播特性44-47
• 3.2.2.4 PML介質(zhì)層參數(shù)設(shè)置47-48
• 3.2.2.5 修正的復(fù)頻率偏移完全匹配層48-54
• 3.3 本章小結(jié)54-55
• 4 地-井瞬變電磁響應(yīng)三維正演模擬研究55-79
• 4.1 算法驗(yàn)證55-56
• 4.2 地-井瞬變電磁總場響應(yīng)特征研究56-60
• 4.2.1 均勻半空間響應(yīng)特征56-57
• 4.2.2 傾斜板狀體響應(yīng)特征57-60
• 4.3 地-井瞬變電磁二次場響應(yīng)特征研究60-66
• 4.3.1 單異常體二次場響應(yīng)特征60-62
• 4.3.2 多異常體二次場響應(yīng)特征62-63
• 4.3.3 定源異井觀測方式下二次場響應(yīng)特征63-64
• 4.3.4 動(dòng)源定井觀測方式下二次場響應(yīng)特征64-66
• 4.4 斷層影響下響應(yīng)特征研究66-71
• 4.4.1 激發(fā)場源位置不同響應(yīng)特征67-69
• 4.4.2 斷層位置不同響應(yīng)特征69
• 4.4.3 電阻率不同響應(yīng)特征69-71
• 4.5 覆蓋層影響下響應(yīng)特征研究71-77
• 4.6 本章小結(jié)77-79
• 5 結(jié)論與建議79-81
• 5.1 主要研究成果79-80
• 5.2 建議80-81
• 致謝81-83
• 參考文獻(xiàn)83-86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李實(shí),李創(chuàng)社,張彥鵬,張鵬飛,宋建平;工程勘探瞬變電磁儀關(guān)鍵技術(shù)研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;2001年01期

2 譚國貞;付志紅;周雒維;羅強(qiáng);;瞬變電磁發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電測與儀表;2006年03期

3 張根良;;瞬變電磁技術(shù)在煤礦井下的應(yīng)用[J];河北煤炭;2007年04期

4 李亞南;張小路;;瞬變電磁信號的分形特征及其應(yīng)用[J];桂林工學(xué)院學(xué)報(bào);2007年04期

5 孫吉益;;瞬變電磁技術(shù)在邢臺(tái)礦井下應(yīng)用效果[J];河北煤炭;2008年02期

6 高級;崔若飛;劉伍;;礦井瞬變電磁數(shù)據(jù)處理解釋及顯示技術(shù)研究[J];煤炭科學(xué)技術(shù);2008年07期

7 王學(xué)振;;降低鐵路對瞬變電磁探測干擾的試驗(yàn)[J];中州煤炭;2009年08期

8 趙立松;;瞬變電磁技術(shù)在含水地質(zhì)體探測中的應(yīng)用[J];河北煤炭;2011年04期

9 姚小帥;申青春;楊培;郝會(huì)安;伊?xí)宰?;瞬變電磁技術(shù)在井下水文孔選址中的應(yīng)用[J];中州煤炭;2012年06期

10 顧義東;;礦用瞬變電磁儀[J];工礦自動(dòng)化;2013年09期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戚志鵬;李貅;;瞬變電磁脈沖壓縮技術(shù)研究[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

2 李貅;戚志鵬;劉銀愛;汝亮;吳瓊;馬炳鎮(zhèn);;航空瞬變電磁合成孔徑快速成像方法研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

3 郭文波;李貅;薛國強(qiáng);劉銀愛;;瞬變電磁相關(guān)合成技術(shù)研究[A];中國地球物理2010——中國地球物理學(xué)會(huì)第二十六屆年會(huì)、中國地震學(xué)會(huì)第十三次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

4 史淵;肖恒訓(xùn);;瞬變電磁探測技術(shù)在煤礦水患探測中的應(yīng)用[A];創(chuàng)新推動(dòng)新型煤炭工業(yè)體系建設(shè)和安全健康發(fā)展——2010年湘贛皖閩蘇等多�。ㄊ校┟禾繉W(xué)會(huì)學(xué)術(shù)交流暨湖南省煤炭科技論壇論文集[C];2010年

5 蘇茂鑫;李術(shù)才;李貅;張慶松;薛翊國;邱道宏;;瞬變電磁三維成像技術(shù)在地質(zhì)預(yù)報(bào)中的應(yīng)用[A];全國地下工程超前地質(zhì)預(yù)報(bào)與災(zāi)害治理學(xué)術(shù)及技術(shù)研討會(huì)論文集（Ⅰ）[C];2009年

6 陳衛(wèi)營;薛國強(qiáng);李海;周楠楠;閆述;李梅芳;;電性源瞬變電磁近場區(qū)響應(yīng)特征[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

7 孫懷鳳;李術(shù)才;李貅;戚志鵬;蘇茂鑫;薛翊國;;隧道瞬變電磁三維探測[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十七屆年會(huì)論文集[C];2011年

8 丁世榮;;地下階躍磁偶極源激發(fā)下球形地質(zhì)體的瞬變電磁響應(yīng)[A];1996年中國地球物理學(xué)會(huì)第十二屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];1996年

9 林君;于生寶;嵇艷鞠;王忠;李慧;王艷;;瞬變電磁探測系統(tǒng)研究的新進(jìn)展[A];中國地球物理學(xué)會(huì)第二十屆年會(huì)論文集[C];2004年

10 杜木民;李玉寶;;井下瞬變電磁探水技術(shù)初探[A];河北省煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)工作會(huì)議論文集[C];2006年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 王洪濤邋牛秋福;瞬變電磁技術(shù)破解礦井透水難題[N];中國企業(yè)報(bào);2007年

2 張宏新邋李志勇;白莊礦瞬變電磁勘探填補(bǔ)國內(nèi)空白[N];經(jīng)理日報(bào);2007年

3 梁文君邋　王洪濤　牛秋福;瞬變電磁技術(shù)破解煤礦井下防探水難題[N];中華工商時(shí)報(bào);2007年

4 本報(bào)記者;總局物探院完成三個(gè)瞬變電磁勘探項(xiàng)目[N];中煤地質(zhì)報(bào);2010年

5 文物;保水采煤，魚與熊掌兼得[N];中國煤炭報(bào);2010年

6 張素琴;瞬變電磁儀助山西212隊(duì)競爭市場項(xiàng)目[N];地質(zhì)勘查導(dǎo)報(bào);2010年

7 本報(bào)記者 王冰;戮力同心 砥礪前行[N];中煤地質(zhì)報(bào);2012年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李琳琳;半航空瞬變電磁發(fā)射機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];成都理工大學(xué);2015年

2 陳曙東;直升機(jī)瞬變電磁系統(tǒng)響應(yīng)計(jì)算與地回線標(biāo)定[D];吉林大學(xué);2012年

3 梁慶華;礦井全空間小線圈瞬變電磁探測技術(shù)及應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2012年

4 周逢道;海洋瞬變電磁探測發(fā)射技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2010年

5 戚志鵬;瞬變電磁三維合成孔徑延拓成像方法研究[D];長安大學(xué);2011年

6 萬玲;地下水磁共振與瞬變電磁聯(lián)合反演方法及探測系統(tǒng)研究[D];吉林大學(xué);2013年

7 譚代明;隧道超前探水全空間瞬變電磁理論及其應(yīng)用研究[D];西南交通大學(xué);2009年

8 嵇艷鞠;淺層高分辨率全程瞬變電磁系統(tǒng)中全程二次場提取技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2004年

9 姜志海;巷道掘進(jìn)工作面瞬變電磁超前探測機(jī)理與技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2008年

10 胡雄武;巷道前方含水體的瞬變電磁響應(yīng)及探測技術(shù)研究[D];安徽理工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 董俊辰;套管完整性與套后介質(zhì)識別技術(shù)研究[D];西安石油大學(xué);2015年

2 宋磊;考慮激電效應(yīng)的瞬變電磁三維正演研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)(北京);2015年

3 劉二萌;瞬變電磁時(shí)域有限差分正演模擬[D];長安大學(xué);2015年

4 姚偉華;瞬變電磁法矢量有限元三維正演研究[D];長安大學(xué);2015年

5 韓自強(qiáng);磁源瞬變電磁擬大地電磁二維反演方法技術(shù)研究[D];長安大學(xué);2015年

6 馬玉龍;瞬變電磁合成孔徑成像方法分辨率的研究[D];長安大學(xué);2015年

7 范誠毅;瞬變電磁地質(zhì)探測儀發(fā)射系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2015年

8 儲(chǔ)韜玉;礦井孔中瞬變電磁測量方法及其應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

9 周嗣輝;煤礦典型致災(zāi)水源瞬變電磁三分量響應(yīng)特征研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

10 朱寧軍;地面巷道瞬變電磁探測一維正反演解釋方法研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

，

本文編號：787367