大地电磁测深应用范围面临问题及解决方法-北京欧华联科技有限.pdf

消除大地电磁数据噪声，提高大地电磁法分辨率的一种方法 1．大地电磁测深应用范围、面临问题及解决方法 大地电磁测深 （MT ）已成功的应用于油气田勘探、矿产资源勘查、地热资源调查、工 程勘察、地壳和上地幔深部地质构造的研究中，取得了明显的地质效果，已成为这些领域的 主要应用手段之一。但由于天然电磁场某些频段振幅弱 （图1）、某些地区工频信号及谐波 干扰又很强 （图2 ），导致信噪比低，使某些频点的视电阻率和相位值失真。另一方面，在 传统的 MT 方法中都是在频带的每个量级中取 8-12 个目标频率计算视电阻率和相位值，然 后将其连成曲线。由于频点稀可能使某些薄层被圆滑掉了，降低了MT 法的分辨能力。德国 Metronix 公司研发的GMS-07e 综合大地电磁仪所携带的Mapros 数据处理软件成功的解决了 上述的两个难题，显著提高了MT 法的应用效果。 振幅较弱，数据易受干扰 图1 测点频谱叠加图 ` 工频谐波干扰 50Hz 工频信号 图2 测点频谱叠加图 北京欧华联科技有限责任公司 1 消除大地电磁数据噪声，提高大地电磁法分辨率的一种方法 2．抑制工频信号及谐波干扰 德国metronix 公司研发的综合大地电磁仪GMS-07e 是目前最先进的频率域电磁法勘探 仪器，它采集的是天然电磁场时间域信号，而反映地下电性结构的视电阻率和相位值是在频 率域中求得的，因此需通过傅里叶变换将时间域信号转换成频率域信号。若数据采集时存在 工频干扰，它也会记录到采集的数据中。由于工频信号不满足平面电磁波垂直入射的条件， 导致视电阻率和相位值失真。为了抑制工频干扰，在 Mapros 预处理软件中可调节目标频率 的窗口宽度，避开工频信号及其谐波对数据的干扰，可极大程度的提高数据信噪比，从而提 高观测精度。 Mapros 不仅可以通过筛选时间序列、改变目标频率窗口宽度避开噪声频率，而且也可 以自定义输出频点个数提高大地电磁法的分辨率。现举例如下： 为了比较目标频率窗口宽度的选择对数据质量的影响，在其他处理参数相同的前提下， 对同一频谱数据采用不同窗口宽度计算视电阻率和相位值，其中窗口宽度公式为 2f C / π， t r f 为目标频率，C 为parzen 半径。 t r 例1 山西运城某地 从频谱分析结果（图3 ）可知，该测点所在区域的工频信号及其150Hz 谐波干扰比较大。 当 parzen 半径为0.25 时，目标频率153Hz 的窗口宽度为2 ×153 ×0.25/ π=24.3Hz ，这就将 50Hz 和150Hz 的干扰带入了视电阻率和相位计算的窗口宽度内（图3 ），其结果是视电阻率 和相位值在部分频点失真（图4 ）。为了抑制工频谐波干扰，我们减小目标频率的窗口宽度， 即减小parzen 半径，当parzen 半径为0.005 时，目标频率153Hz 的窗口宽度为2 ×153 ×0.005/ π=0.48Hz （图5 ），去除了50Hz 和 150Hz 的干扰，使视电阻率和相位曲线质量显著提高（图 6 ）。 窗口宽度24.3Hz 150Hz 工频谐波（蓝线） 目标频率153Hz （红线） 50Hz 工频信号 150Hz 工频谐波