CN108535783B - 一种对电阻率断面进行层位校正的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种层位校正的方法及装置，属于地质勘测领域，具体是涉及一种对电阻率断面进行层位校正的方法及装置。包括：根据钻孔电阻率测井曲线获取探测区地层电阻率与深度信息；经过统计和分析获得地层地电断面类型，确定电性标志层；逐点对比电性标志层实际深度与断面图上深度的差异，确定各测点的补偿深度；对测线上所有测点进行补偿校正，完成电阻率断面层位校正。本发明可以在获得地层起伏和钻孔电阻率测井曲线的基础上，以电性标志层和地层标志层为基础，快速准确地对层位不匹配现象进行校正，提高电阻率断面质量和精度。

Description

一种对电阻率断面进行层位校正的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种层位校正的方法及装置，属于地质勘测领域，具体是涉及一种对电阻率断面进行层位校正的方法及装置。

背景技术

电阻率法是地球物理勘探中的一种重要勘探方法，以电阻率断面图的形式表达地下介质在水平和深度方向上的变化，在找矿和解决构造、水文、工程地质问题以及环境监测中得到广泛应用。

由于地质条件的复杂性，实际工作往往面临地形起伏、地层倾斜、构造剧烈等复杂情况。受限于当前技术水平，电法勘探理论一般以一维水平层状介质为基础，没有考虑实际条件下测点之间存在高差、地层倾斜起伏、岩性横向不连续等情况，使得电阻率断面与实际地层存在偏差，甚至对使用者产生误导。因此，对电阻率断面进行层位校正存在迫切需求，相关技术得到广泛研究。

早期对地形影响造成的层位校正问题主要采用比值校正法。该方法先通过一定手段获得纯地形异常，然后用地形造成的异常倍数乘或除以实测数据达到消弱地形影响的效果。在计算能力有限的早期，获得纯地形异常的手段有水槽、土槽、导电纸等物理模拟方法，直流电法还可利用场的解析解通过保角变换获得。随着计算机和计算技术的发展，二维和三维纯地形正演模拟成为获得纯地形异常的另一种方式。但由于实际地形起伏和地层电性的复杂性，如近地表的风化、风蚀、冲蚀等作用使地表或近地表产生不均匀性，无论物理模拟还是数值模拟均不能精确地对探测区的真实情况进行模拟，故难以获得准确的纯地形影响，不能取得实际的生产意义。

公开号为CN104698502A的中国发明专利公开了一种由井出发的瞬变电磁勘探地形校正处理方法，认为能解决现有的比值法和带地形的二维或三维反演方法应用过程中，将复杂地质结构转换成均匀介质的计算误差问题。该发明对采集数据进行高频、低频分量分离，将井资料低频分量与实际观测资料低频分量进行匹配滤波，将匹配滤波后的低频分量与实际观测到的高频分量进行叠加进行地形校正。该发明借助井的资料从频率域的角度进行瞬变电磁法的地形影响校正，但在实际勘探过程中，探测深度根据目的任务由浅至深不等，而井资料的深度固定，高频低频成分并不能完全与目的任务匹配，且该专利针对瞬变电磁法发明，对其它电磁探测方法无效。因此，该发明具有一定的局限性。

公开号为CN107024722A的中国发明专利公开了一种基于异常环的低温超导磁源瞬变电磁地形校正方法。该方法利用低温超导传感器在发射线圈中心点测量两次，分别得到中心点有异常环和没有异常环时的响应，通过两者的响应差异得到校正系数，实现起伏地形下的大地真实电阻率解释成像。由于低温超导探头并没有广泛应用，且该专利针对瞬变电磁法发明，对常规探头的瞬变电磁数据或其它电磁法数据无效，故该发明也具有一定的局限性。

公开号为CN102495431A的中国发明专利公开了一种对瞬变电磁数据进行静校正的数据处理方法。首先确保数据消除了野外电磁干扰及边框效应的影响，根据晚期视电阻率公式计算晚期视电阻率，再根据视深度经验公式计算视深度，根据测点高程数据选择基准点和校正方式，通过各测点视深度与基准点视深度比值确定静校正因子，利用静校正因子与衰减值和时间的立方及平方关系校正这两个值，最后将得到的校正后的衰减值代入晚期视电阻率公式计算新的晚期视电阻率，再代入视深度经验公式就可以得到校正后的视深度，将该深度加上基准点高程完成静校正过程。该专利从测点高程差异的角度，对瞬变电磁法的视电阻率和视深度进行静校正，对地层地电断面与电性标志层等关键信息没有考虑，对其它电磁探测方法无效。

公开号为CN105676300A的中国发明专利公开了一种消除瞬变电磁观测数据地形影响的方法和装置，包括获得待估区中观测点的瞬变电磁二次感应电压数据，根据所述二次感应电压数据和观测参数确定待估区中观测点对应的视电阻率数据，根据所述视电阻率数据确定所述视电阻率随时间变化的斜率曲线，根据待估区中观测点对应的视电阻率随时间变化的斜率曲线值确定获得消除地形影响后的斜率数据等值线剖面图。

有学者给出了一种电磁测深数据地形影响的快速校正方法，认为地形起伏对浅部地层电性结果影响最大，通过对地形影响基本规律、经典比值校正原理的分析，认为可以用实测标准电阻率替代数值模拟中均匀半空间电阻率，提出采用小极距直流电阻率法获得无地形影响的表层电阻率值，用实测标准电阻率替代数值模拟中均匀半空间电阻率，利用地形影响随频率降低(或早到晚期)逐渐减弱的特征，以频点间或时间道间变化速率作为校正系数，实现依赖实测数据进行地形校正的方法。该方法依赖小极距直流电阻率法取得地表电阻率值，由于探测区地表往往并不均匀，需要加密采集点使得野外工作量增加，且当地表接地条件不好时将不能得到数据，使该方法的应用存在实际困难甚至失去应用的基础。

以上所述方法公布了分别依据物理模拟、数值模拟、井资料、低温超导探头、浅地表电阻率等基础资料，对瞬变电磁勘探中的地形影响进行校正的方法，但均未涉及依据实际地层地电结构，对各类电磁探测方法得到的电阻率断面进行层位校正的技术。

发明内容

发明所要解决的技术问题

现有电磁勘探的地形校正方法中，均未涉及地电断面与电性标志层层位校正的核心问题，因而，校正后的电阻率断面容易在纵向上与实际地电断面产生偏差，横向上与地层实际起伏不符，对真实地层结构表达不足。

针对以上问题，本发明提出一种针对电阻率断面的层位校正方法及装置，该方法及装置依据电性标志层和地层标志层的真实起伏，对电阻率断面进行层位校正，实现电法结果符合实际地层分布，消除地形影响的方法。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种对电阻率断面进行层位校正的方法，包括：

距离确定步骤，获取探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层和地层标志层，并确定两标志层的实际距离；

断面图标注步骤，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层并确定二者之间的测量距离；

偏差确认步骤，逐点对比拟校正电阻率断面图上电性标志层与地层标志层之间的测量距离和实际距离的差异，确定各测点的补偿深度；

测点补偿步骤，对所有测点进行补偿校正，完成电阻率断面的层位校正。

在本发明的至少一个实施例中，一种对电阻率断面进行层位校正的方法，包括：所述距离确定步骤进一步包括：

测井曲线分析子步骤，根据钻孔电阻率测井曲线获取钻孔揭露地层电阻率和深度信息；

电性标志层确定子步骤，对钻孔数据统计分析，获得探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层；

地层标志层确定子步骤，根据地质资料确定的探测区地层稳定性和起伏情况，确定地层标志层。

在本发明的至少一个实施例中，所述测井曲线分析子步骤中：对尚未掌握地电断面规律的测区，统计至少3个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区；对已掌握地电断面规律、或与已掌握区域地质条件明确相同的测区，统计至少1个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区。

在本发明的至少一个实施例中，所述断面图标注步骤进一步包括：

电性标注子步骤，确认拟校正电阻率断面图在纵向上反映探测区地电断面，确定电性标志层的存在及其在电阻率断面图上的分布；

地层标注子步骤，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层。

在本发明的至少一个实施例中，所述偏差确认步骤中，对第i个测点，电性标志层实际深度为电性标志层在断面图上的深度为地层标志层实际深度为定义电性标志层与地层标志层的实际距离则补偿深度d_i为：

在本发明的至少一个实施例中，所述测点补偿步骤中，按以下公式对测点整体深度进行补偿校正：

D_i,1～n＝d_i,1～n+d_i

式中，D_i,1～n为校正后第i个测点第1道到第n道的深度，d_i,1～n为校正前第i个测点第1道到第n道的深度。

一种对电阻率断面进行层位校正的装置，包括：

距离确定模块，获取探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层和地层标志层，并确定两标志层的实际距离；

断面图标注模块，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层并确定二者之间的测量距离；

偏差确认模块，逐点对比拟校正电阻率断面图上电性标志层与地层标志层之间的测量距离和实际距离的差异，确定各测点的补偿深度；

测点补偿模块，对所有测点进行补偿校正，完成电阻率断面的层位校正。

在本发明的至少一个实施例中，包括：所述距离确定模块进一步包括：

测井曲线分析单元，根据钻孔电阻率测井曲线获取钻孔揭露地层电阻率和深度信息；

电性标志层确定单元，对钻孔数据统计分析，获得探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层；

地层标志层确定单元，根据地质资料确定的探测区地层稳定性和起伏情况，确定地层标志层。

在本发明的至少一个实施例中，所述测井曲线分析单元中：对尚未掌握地电断面规律的测区，统计至少3个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区；对已掌握地电断面规律、或与已掌握区域地质条件明确相同的测区，统计至少1个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区。

在本发明的至少一个实施例中，电性标注单元，确认拟校正电阻率断面图在纵向上反映探测区地电断面，确定电性标志层的存在及其在电阻率断面图上的分布；

地层标注单元，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层。

发明效果

从上述技术方案可以看出，本发明基于电性标志层的实际深度分布，对电阻率断面进行层位校正的方法，具有以下有益效果：

1.以电性标志层为依据，考虑地电断面、地层起伏等关键信息，校正结果更符合实际地质条件，能反映更精细的地质信息。

2.校正方法适用于所有电法断面，不局限于单一的瞬变电磁探测结果，适用方法广。

3.除对因地表起伏产生的地形校正适用外，也适用于地层倾斜或起伏的影响，适用范围广。

4.无需额外的数据采集工作，利用已有钻孔和地层资料即可实现校正。

附图说明

图1是本发明针对电阻率断面进行层位校正实施例的流程图；

图2是本发明实施例中钻孔电阻率测井曲线示意图；

图3是本发明实施例中地电断面与电性标志层示意图；

图4是本发明实施例中电法测线的地质剖面示意图；

图5是本发明实施例中校正前的电阻率断面图示意图；

图6是本发明实施例中电阻率断面层位校正示意图；

图7是本发明实施例中校正后的电阻率断面图示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的地层名词，仅是举例以便清晰说明实施方式，并非用来限制本发明的保护范围。

图1是本发明所述一种针对电阻率断面的层位校正方法的实施例流程图。具体包括：

步骤A，根据钻孔电阻率测井曲线获取钻孔揭露地层电阻率和深度信息。

对尚未掌握地电断面规律的测区，统计至少3个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔未布置在富水异常区；对已掌握地电断面规律、或与已掌握区域地质条件明确相同的测区，统计至少1个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔未布置在富水异常区。

参照图2，示出了探测区内4个钻孔的电阻率测井曲线，根据曲线可得到地层电阻率在深度方向的分布。

步骤B，经过对钻孔数据的统计分析，获得探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层。

对不同地层，由于其形成年代和岩性组成的不同，电阻率存在差异。纵向上不同地层的电阻率组合形成地电断面类型。参照图3，示出了对实施例探测区内钻孔测井曲线进行统计分析后，得到的典型地电断面与电性标志层。图3示出阿合组和三工河组表现为相对低阻，含煤的塔里奇克组为相对高阻。纵向上不同地层电阻率组合形成“低-高-低”的K型地电断面，其中含煤的塔里奇克组为电性标志层。

步骤C，根据钻孔揭露、地震勘探、或其它地质资料确定的探测区地层稳定性和起伏情况，确定地层标志层，并进一步确定地层标志层与电性标志层的相对距离。

图4示出了实施例探测区内的地质剖面图。此图件可根据钻孔揭露或三维地震勘探等矿方资料绘制。探测区内下₅煤稳定分布，与塔里奇克组电性标志层密切相关，确定下₅煤为地层标志层。根据钻孔等资料进一步确定地层标志层下₅煤与电性标志层塔里奇克组上界面相距约40m，与下界面相距约90m，与高阻核心相距约20m。

步骤D，确认拟校正电阻率断面图在纵向上反映探测区地电断面，确定电性标志层的存在及其在电阻率断面图上的分布。

图5示出了实施例探测区内的电阻率断面图，图中显示纵向上为“低-高-低”的K型地电断面，确定中间的高阻为塔里奇克组电性标志层，且在拟校正电阻率断面图上分布完整。

步骤E，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层。

图5示出了实施例探测区内的电阻率断面图，图中标注了地层标志层下₅煤和电性标志层塔里奇克组的上下界面。

至此，获得了地层的真实起伏情况和电阻率断面图对地层起伏情况的表达。若电阻率断面数据无误差，则其表达的地层起伏应与实际一致，否则存在偏差。

步骤F，逐点对比拟校正电阻率断面图上电性标志层与地层标志层之间距离，与其实际距离的差异，确定各测点的补偿深度；

图6示出，依据电性标志层高阻核心部位勾画的地层起伏与实际地层起伏存在差异，认为电阻率断面深度数据存在误差，应进行深部补偿。图6示出了深度补偿的方向。对各测点，应将电性标志层的高阻核心归位到图3所示的相对位置。

按以下公式确定补偿深度：

对第i个测点，电性标志层实际深度为电性标志层在断面图上的深度为地层标志层实际深度为定义电性标志层与地层标志层的实际距离则补偿深度d_i为：

步骤G，对所有测点进行层位校正。

依据步骤F和图6所示的深度补偿方法，对每个测点进行深度补偿，使电性标志层的核心部位与步骤C确定的实际位置一致，完成层位校正。

按以下公式对测点整体深度进行补偿校正：

D_i,1～n＝d_i,1～n+d_i

式中，D_i,1～n为校正后第i个测点第1道到第n道的深度，d_i,1～n为校正前第i个测点第1道到第n道的深度。

以上根据实施例对本发明作出了详细描述。然而，所述描述是示例性的，本发明不仅仅限于实施例中，本领域技术人员完全能够根据本发明教导而对其作出各种形式的替换或者变更。在不脱离本发明宗旨和精神的前提下，凡是对本发明作出的各种变更及修饰均视为本发明所涵盖的内容，均落入所附权利要求的范围之内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种对电阻率断面进行层位校正的方法，其特征在于，包括：

距离确定步骤，获取探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层和地层标志层，并确定两标志层的实际距离；

断面图标注步骤，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层并确定二者之间的测量距离；

偏差确认步骤，逐点对比拟校正电阻率断面图上电性标志层与地层标志层之间的测量距离和实际距离的差异，确定各测点的补偿深度；

测点补偿步骤，对所有测点进行补偿校正，完成电阻率断面的层位校正；

其中，所述偏差确认步骤中，对第i个测点，电性标志层实际深度为电性标志层在断面图上的深度为地层标志层实际深度为定义电性标志层与地层标志层的实际距离则补偿深度d_i为：

2.根据权利要求1所述的一种对电阻率断面进行层位校正的方法，其特征在于，包括：所述距离确定步骤进一步包括：

测井曲线分析子步骤，根据钻孔电阻率测井曲线获取钻孔揭露地层电阻率和深度信息；

电性标志层确定子步骤，对钻孔数据统计分析，获得探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层；

地层标志层确定子步骤，根据地质资料确定的探测区地层稳定性和起伏情况，确定地层标志层。

3.根据权利要求2所述的一种对电阻率断面进行层位校正的方法，其特征在于，所述测井曲线分析子步骤中：对尚未掌握地电断面规律的测区，统计至少3个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区；对已掌握地电断面规律、或与已掌握区域地质条件明确相同的测区，统计至少1个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区。

4.根据权利要求1所述的一种对电阻率断面进行层位校正的方法，其特征在于，所述断面图标注步骤进一步包括：

电性标注子步骤，确认拟校正电阻率断面图在纵向上反映探测区地电断面，确定电性标志层的存在及其在电阻率断面图上的分布；

地层标注子步骤，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层。

5.根据权利要求1所述的一种对电阻率断面进行层位校正的方法，其特征在于，所述测点补偿步骤中，按以下公式对测点整体深度进行补偿校正：

D_i,1～n＝d_i,1～n+d_i

式中，D_i,1～n为校正后第i个测点第1道到第n道的深度，d_i,1～n为校正前第i个测点第1道到第n道的深度。

6.一种对电阻率断面进行层位校正的装置，包括：

距离确定模块，获取探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层和地层标志层，并确定两标志层的实际距离；

断面图标注模块，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层并确定二者之间的测量距离；

偏差确认模块，逐点对比拟校正电阻率断面图上电性标志层与地层标志层之间的测量距离和实际距离的差异，确定各测点的补偿深度；

测点补偿模块，对所有测点进行补偿校正，完成电阻率断面的层位校正；

其中，所述偏差确认模块中，对第i个测点，电性标志层实际深度为电性标志层在断面图上的深度为地层标志层实际深度为定义电性标志层与地层标志层的实际距离则补偿深度d_i为：

7.根据权利要求6所述的一种对电阻率断面进行层位校正的装置，其特征在于，包括：所述距离确定模块进一步包括：

测井曲线分析单元，根据钻孔电阻率测井曲线获取钻孔揭露地层电阻率和深度信息；

电性标志层确定单元，对钻孔数据统计分析，获得探测区地层的地电断面类型，确定电性标志层；

地层标志层确定单元，根据地质资料确定的探测区地层稳定性和起伏情况，确定地层标志层。

8.根据权利要求7所述的一种对电阻率断面进行层位校正的装置，其特征在于，所述测井曲线分析单元中：对尚未掌握地电断面规律的测区，统计至少3个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区；对已掌握地电断面规律、或与已掌握区域地质条件明确相同的测区，统计至少1个钻孔的电阻率测井曲线，且钻孔应未布置在富水异常区。

9.根据权利要求6所述的一种对电阻率断面进行层位校正的装置，其特征在于，所述断面图标注模块进一步包括：

电性标注单元，确认拟校正电阻率断面图在纵向上反映探测区地电断面，确定电性标志层的存在及其在电阻率断面图上的分布；

地层标注单元，在拟校正电阻率断面图上分别标注电性标志层与地层标志层。