大地面波(微动)测深在地热勘查中的应用

大地面波(微动)测深在地热勘查中的应用 【摘要】简要介绍了大地面波测深法的工作原理和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 技术,通过对实际勘探成果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,阐述了该方法在勘探过程中有效性及产生误差原因,并提出了该方法应用的局限性及今后的改进方向。 关键词:微动面波地热勘查 地热资源的直接利用受地域性约束比较明显。同等条件的地热田在工业区或城镇附近具有更大的开发利用价值,既使地热条件相对较差的地热田在城镇附近也具有较高的利用率,特别是在经济比较发达的大中城市,但在上述地区进行地热勘查是非常困难的。很多城市附近的地热田属于盆地型地热田,和油田类似,地处于平原区第四系所覆盖区,基岩没有露头,地质工作无法开展,所以要物探先行。在城市附近由于人类工业活动造成了各种干扰因素,使常规的物探方法无法正常开展工作;另外密集的建筑物和有限通行条件及环保的要求也使一些重要的物探方法(比如人工地震)难以开展。一些非地震方法如重力、电磁法等采取一定措施后还勉强可以发挥一定作用,但勘探精度上要打许多折扣,所以在城市附近进行钻探的前期勘查工作非常重要又困难重重。 经过在北京等大城市多年开展物探工作的摸索,一种利用大地表面微动中面波进行被动式测深的方法应运而生,该方法具有一些其它物探方法不具备的优势,是一种比较适合城市物探勘察的方法,此方法简称为大地面波测深法(又称微动瑞雷波法)。 大地面波测深的物理前提是基于不同时代沉积地层之间存在的波速差异。地层波速与岩石密度和弹性有关,新生界、中生界、古生界到中上元古界地层的波速差异较为明显,形成了由低到高可以识别物性界面(从几百m/s至几千m/s)。这种方法利用的是地球表面无时不在的地面微小“震动”作为观测对象,这种方法既不需要笨重的人工能源,也不对人类生存环境造成危害(如噪声或高压电等)。另外它的测点布设比较灵活,既不要求笔直的街道或开阔的广场,也不受硬路面和地下管网的限制(只要远离振动源),同时城市中巨大的电磁干扰对它影响不大(相对电磁法来说)。 1 工作原理和方法技术 1.1大地面波来自微动 地球表面无时无刻不存在着一种微小的颤动。它的振幅很小(微米量级),它是由自然界中海浪、气压变化、人类工业及交通活动所产生。它的成份较为复杂,包括有面波、体波等各种成份,其中面波占主要成份 1.2微动观测中提取面波频率—空间自相关(SAC)法、频率—波数(F-K)法 空间自相关法: 野外工作方法:空间自相关法是利用特殊阵形(如圆阵、棱形阵等)接收天然场源的面波,总的原则需满足一台拾震器位于圆心,其它各拾震器布设在半径为r的圆周上,这样以便接收各个方向的来波,拾震器越多,勘探的精度越高,所以在实施过程中应尽量多布设拾震器。 数据处理方法:空间自相关法主要是在时间域进行面波提取的一种比较简便,实用方法。对于野外所接收的数据首先在时间域进行窄带滤波处理,求出不同频率的空间自相关系ρ,此空间自相关系数实际是面波频率成份f及空间坐标的函数,也就说,它不但与频率有关,还与拾震器的位置有关。从形态上看,实测空间自相关曲线应是近似于零阶贝塞尔函数曲线,通过它来求取“效正值”,再加入空间坐标参数就可以提取各个频点的相速度,据以画出相速度—频散曲线,进而进行地质分层。 频率-波数法: 野外工作方法:频率—波数法可以采取随机布阵的方式,对工作场地要求不高,基本上可以做到布阵的随意性,但它应满足各个拾震器尽量呈平面展布,以满足可以接收到各个方向的来波条件。在实际勘探过程中,也可采用规则布阵,通常以一个拾振器为中心,其它测点在周围形成若干个边长不等的正三角形,这样在处理分析资料时既可也使用频率-波数法,也可使用空间自相关法提取面波。 数据处理方法:频率—波数方法是在频率域进行面波提取的一种方法,首先对野外所采集的数据,通过付氏变换对原始数据进行带通滤波,以便去除各种干扰信号,再通过最大似然法等方法求取各个频率成 份的功率谱的分布图,此功率谱只是与空间坐标的单值函数,所以可以比较方便地求出相速度—频散曲线,进行地质分层。 频率—波数法比空间自相关的野外布阵更加灵活,并可有意地避开干扰源(如锅炉房、车辆较多的主干道),从而间接地提高了抗干扰能力。缺点是频率—波数法野外所需的拾震器的数量比空间自相关法要求的多,数据处理的工作量也相应增加, 1.3观测系统: 观测系由多个垂直摆(宽频带拾震器)、多通道直流放大器和数字记录仪组成。垂直摆的固有周期大于5秒,灵敏度大于500mv/cm/s,相位一致性良好;直流放大器的增益为固定增益低噪声放大器,增益范围20-80db,内部噪声小于10uv,无明显零漂;A/D均独立工作,满足各首同步采样,转换位数12-20位,采样间隔20—200ms,记录长度无限。 1.4方法的探测能力及分辨率 利用自然界中1秒~3秒周期的微动(也称为地噪声)信号,可以大致获取100m-6000m波长的面波信号,大致探测的深度范围是50m-3000m,在北京地区可划分出4-6个速度层,如新生界、中生界、古生界、上元古、中元古等。如有的地层缺失,速度界面更加明显,分辨率主要由受目的层与上、下地层速度差及层厚的影响,同时观测质量高低也是主要的影响因素。 2实际应用中与钻探结果的对比 在北京地区利用9个地热井的完井资料,与钻井前可研报告中微动测深推断的深度进行对比,如在北京大学、丰台帝京花园、北效医院等地的地热井推测误差仅在7%左右。其中有些井物性界面误差不大,但地层判断确有误,这是定性解释的失误,不是微动测深勘探不准造成的。经统计,由反演波速判断地层时代的准确率为78%。如果地层判断错误,即推断结果与实际将产生错位(差一层),推断的层厚度少则差200-300m,多则差500-600m,但这并不是仪器观测误差或计算误差造成的,而是由于工作地区的各代地层的波速资料掌握的较少,造成人为判断失误所造成的,是性质不同的两个问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 3方法的局限性和今后改进方向 物探测量都是一种体积勘探,即在水平方向有一个影响半径(范围)。某一点的大地面波探测结果其实是代表了直径约一公里圆内范围的平均物性结果,并不是圆内某个点的局部地质信息。理论上认为在这个圆的范围内,地下各个速度界面均近似于水平(一维),反演计算公式都是在这种假设的前提下推导出来的,只有符合条件,计算结果才相对准确。而在自然界中,各时代地层由于构造(如褶皱、断裂)较为复杂,常常不能满足这个(一维)假设,人们事先又不能发现,所以物探的推断解释结果也是有出入的。目前的测深方法还不能进行二维解释,而是各测点单独进行一维计算,用所得结果组成剖面,再由多条剖面控制整个测区。很多商业地质工作不允许面积上的多点测量(经费所限),所以用很少的测点甚至用单点测深结果作为钻孔设计依据还是很危险的(不可靠的)。 大地面波(微动)测深方法在观测系统和数据处理方面还有很多的改进余地,主要目的是为了减少连线,提高效率,再者就是克服干扰,提高信噪比。现在的观测系统是用多条导线使各拾震器和记录仪相连接,这样不但布线麻烦,导线容易受损,而且又是一种干扰 在数据处理方面有一些方法可以有效地压制干扰,提高信噪比。如采用自回归模型(AR模型)和遗传算法等有效的数据处理手段进行面波的提取,能进一步剔除干扰,提取到反映地下介质界面的有用面波信息。 还有人提出试制大型伺服式人工低频振源,采用扫频方式,产生1秒至数秒周期的正弦振动,在激振能量比较大时,满足在近距离内大于天然信号的强度才有实用价值