專利名稱：基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地球物理勘探方法，具體為一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電 位數(shù)據(jù)采集處理方法，是一種能夠提高地面自然電位勘探精度及質(zhì)量的數(shù)據(jù)釆集處理方法。
背景技術(shù)：
在自然條件下，無需向地下供電，地面兩點間通常能觀測到一定大小的電位差，這表明 地下存在著天然電流場，簡稱自然電場。利用巖、礦石由于電化學(xué)作用在周圍產(chǎn)生的自然電 位進行找礦、填圖、水文地質(zhì)和油氣勘探問題的一種被動源電法勘探方法一自然電位勘探。 由于該方法無需供電，使用的儀器、設(shè)備輕便，因此生產(chǎn)效率較高。該方法首先在野外利用 專用的儀器按照一定的方法進行資料的采集，在室內(nèi)對野外采集的資料進行處理并對處理結(jié) 果進行成圖，最后利用有關(guān)圖件及地質(zhì)、物探資料進行分析、解釋并提交可供下一步勘探或 鉆探的最終成果。
地面所觀測的自然電場為疊加場,它主要由三部分組成 一是不隨時間變化的'穩(wěn)定場'， 它包括(l)與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造背景有關(guān)的區(qū)域背景電場；(2油于地形起伏引起的山地電場；(3)
由于油氣微滲漏形成的局部電場(油氣藏的檢測標志)；二是隨時間變化的'動態(tài)場'，主要 是工業(yè)電網(wǎng)、變電站等設(shè)備所引起的游散電流；三是隨機干擾噪聲。
自然電位的油氣勘探，不論是野外采集還是室內(nèi)處理解釋應(yīng)采取合適的方法技術(shù),壓制、 消除與油氣微滲漏無關(guān)的自然電場的影響，提取、突出與油氣有關(guān)的穩(wěn)定的局部自然電場。
野外采集儀器利用高精度數(shù)字多道直流電法儀，儀器主要技術(shù)指標為觀測精度高 (O.lmV)、多道(道數(shù)最大可達16道)、高密度采樣(采樣間隔最小ls)。電極極差小于土2mV 的專用不極化電極。
在記錄時間內(nèi)，每個測點可獲得一個時間序列的數(shù)據(jù)，如觀測時間10分鐘，2s采樣，則每 個測點可獲得個300數(shù)據(jù)點，對該數(shù)據(jù)序列進行分析，剔除隨機干擾后對數(shù)據(jù)進行疊加，最后 可得到該點的一個觀測數(shù)據(jù)，顯然利用這種數(shù)字儀器明顯提高了采集資料的精度、可靠性和 抗干擾能力，也為本發(fā)明觀測方法的實施奠定了基礎(chǔ)。
自然電位法的觀測方法有三種(D電位觀測法(2)電位梯度觀測法(3)追索等電位法。 一般 做法是采用兩極觀測法進行電位法或電位梯度法數(shù)據(jù)采集，對于面積性的勘探，通過布設(shè)一條基線來控制測區(qū)電位的一致性(傅良魁，《應(yīng)用地球物理教程一電法放射性地熱》，地質(zhì) 出版社，1991;《自然電場法技術(shù)規(guī)程》，DZ/T0081 — 1993，中華人民共和國地質(zhì)礦產(chǎn)部)。 中國專利申請ZA200410009749.9，授權(quán)了一種地面磁法勘探觀測方法，在普通測線觀測 前，增加實施高質(zhì)量的切割控制線的觀測，能夠提高地面磁法勘探精度及質(zhì)量，這種觀測方 法適合地面磁法勘探的現(xiàn)有儀器。但是，對于自然電位勘探來說，儀器及野外勘探的影響因 素要多于磁法勘探，因此，必須采用更為苛刻的野外采集方法以保障數(shù)據(jù)采集質(zhì)量。中國專 利申請CN201035158Y公開了一種自然電位測量裝置。這是一種井下測量自然電位的一種儀 器。中國專利申請CN1794013A公開了高分辨率靜自然電位測井儀及其測量方法，這是一種井 下測量自然電位的一種儀器及其測量方法，上述兩個專利均是利用電纜將電極放到井下進行 觀測，每個深度點獲得一個自然電位值，這樣在深度方向上獲得一系列自然電位值；井下與 地面上進行自然電位的觀測方法有質(zhì)上的區(qū)別。中國專利申請CN101000379A公開了一種用金 屬電極進行高密度探測極化率的方法及裝置，利用人工源測量極化率，通過一對電極向下供 電，另外一對電極進行接收，與本專利不僅場源不同，觀測對象也不同。中國專利申請 CN1532560A公開了自然電位多極環(huán)路梯度觀測方法，沿測線方向布置一個多級電極坑排列， 共8個電極，實際上觀測時只利用4個電極，另外4個電極用于檢測電極。只沿測線方向進 行觀測，沒有考慮基點問題以及觀測的快速閉合以抑制隨時間變化的自然電場及電極極差的 變化，另外，每一對電極之間只隨機測量一個數(shù)值，容易受隨機干擾的影響。
上述觀測方法往往觀測重復(fù)性差，極差的漂移難以控制，未記錄隨時間變化的影響，只 觀測了沿測線方向的梯度，資料采集時無法實時監(jiān)控，資料的質(zhì)量無法保證。最終影響了室 內(nèi)的處理解釋，造成了自然電位異常的真假難辨。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上面背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的 地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法。該基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集 處理方法主要宗旨是將同步基點、小循環(huán)、平面多極有機結(jié)合起來，并且對得到的采集數(shù)據(jù) 進行校正，從而減少了游散電流、減少了電極極差的干擾，并且可以有效降低或部分消除地 表各種噪聲干擾而引起自然電場。
依據(jù)本發(fā)明，提供一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法，
該方法包括以下步驟
(l)布設(shè)同步基點在工區(qū)內(nèi)或附近地形平坦并且遠離工業(yè)電網(wǎng)、變電站設(shè)備的地方(不 受外界電磁干擾的地方)選擇布設(shè)基點O;采用深層電極b2、淺層電極bl縱向排列的方法布設(shè)基點電極；
(2) 形成小循環(huán)根據(jù)工區(qū)情況將相鄰兩測線分為2 30段，在任一段中形成幾個小循 環(huán)，也就是將相鄰兩測線的測點形成2 10個閉合回路；分段及分小循環(huán)的所依據(jù)的原則是 為了在一個或幾個小時內(nèi)使觀測盡快達到閉合；
(3) 每個普通測點在平面上共布設(shè)5個電極，包含四個電極A、 B、 C、 D與中心點(觀 測點)電極O,其中四個電極與中心點電極O水平距離相距l(xiāng)m;
(4) 在數(shù)據(jù)采集期間每天與普通測點同步地由電位測量儀器自動記錄基點深層、淺層兩 個電極的自然電位時間序列Ub2 (ti)、 Ubl (ti)，其中IL (ti)為基點深層電極的自然電位時 間序列，Ubl (ti)為基點淺層電極的自然電位時間序列，i = l、……、n， n為自然數(shù)；計算 相應(yīng)基點自然電位間的差值A(chǔ)Ub (ti) =Ubl (ti) — Ub2 (ti)，其中AUb (ti)為基點電極的電 位差時間序列；
(5) 利用數(shù)字多道觀測儀器同步觀測普通測點中5個電極的自然電位，獲得5個自然電 位時間序列值U?！?(ti), (i=mi， m2); UA°(ti)， m2); UB° (ti)， (i=mi， m2); Uc° (")，
(i二iih， m2); UD。 (ti)， (i二m" m2)，其中U?！?(t!)、 UA° (t》、UB。(匸)、Uc。 (ti)、 UD° (t》 分別為O、 A、 B、 C、 D的自然電位時間序列，r^.m2為自然數(shù)，1《nh〈n， l<m2《n， m,〈m2;
(6) 利用基點自然電位間的差值A(chǔ)Ub (ti)， (i = l， n)，對每個普通測點的5個電極0、 A、 B、 C、 D的自然電位時間序列值進行校正，結(jié)果分別如下<formula>formula see original document page 7</formula>其中U。1 (ti)、 U/ (ti)、 lV (ti)、 Uc1 (ti)、 IV CO分別為0、 A、 B、 C、 D的自然電位 時間序列校正值。
(7)根據(jù)步驟(6)中校正后的自然電位時間序列值，得到普通測點的自然電場。
另外，在上面步驟(2)中進一步包括
(21) 對相鄰兩測線(第f條測線與第f+l條測線)的第e段進行小循環(huán)的觀測，直至 小循環(huán)觀測完畢，其中l(wèi)《e《E， E為分段的個數(shù)；
(22) 對第e+1段進行類似于步驟(21)的觀測，直至所有段觀測完畢；
(23) 進行下兩條線的觀測，直至所有測線(共計F條測線)觀測完畢。優(yōu)選地，每個普通測點的5個自然電位值可形成3個方向的自然電位梯度，并獲得10個 自然電位梯度值，為了進一步抵消隨時間變化的自然電場及隨機干擾，先計算10個自然電位 梯度的時間序列，然后再計算自然電位梯度的平均值-
①沿測線方向的梯度，梯度時間序列分別為Ua。1 (ti)、 Uoc1 (ti)、 lW (ti); Ua。1 (ti) =U/ (ti) — Uo' (ti)， (i;， m2); Uoc1 (ti) =lV (ti) — Uc1 (ti)， (i=mi， m2); Uac1 (ti) =11/ (ti) — Uc1 (ti)， (i二m" m2);
② 垂直測線方向的梯度，梯度時間序列分別為Ub。1 (ti)、 U 1 (ti)、 U叨1 (ti);
IW (ti) 二Ub1 (ti) — U。1 (ti), (i=nu， m2);
IV (ti)《(ti) 一 IV (ti)， (i,， m2);
U助1 (ti) 二Ub1 (ti) — lV (ti)， (i二nh， m2);
③ 北東方向的梯度，梯度時間序列分別為Uab1 (ti)、 Uoc1 (ti);
IW (ti) =U/ (ti) — Ub1 (ti)， (i=mi， m2);
Udc1 (ti) =lV (ti) — Uc1 (ti)， (1=11^， m2);
④ 北西方向的梯度，梯度時間序列分別為U仙1 (ti)、 IW (ti)。
IW (ti) 二Ua1 (ti) — IV (ti)， (i:mu m2); IV1 (ti) 二Ub1 (ti) — Uc1 (ti)， (i=mi， m2);
其中Ua。1 (ti)、 Uoc1 (ti)、 Uac1 (ti)、 IW (ti)、 IW (ti)、 IW (ti)、 Uab1 (U、 lW (t》、
iC (ti)、 (ti)為不同方向兩點間的梯度時間序列，然后計算io個自然電位梯度時間序
列的平均值分別為
Ua。1 (ti) /(m2—nii + l);
1=2
(ti) /(m2—nu + 1);
(ti) /(nb—nh + l);
(ti) /(m廣rih+l);
(ti) /(m廣nh + l);(ti) /(m2 —liu + l); (ti) /(m2—IIh+l);
(ti) /(m2—m! + l); (ti) /(m2—nu + l); (ti) /(m2—mi + l)。
UAC、 UB。、 U。D、 UBD、 UAB、 UDC、 UAD、 UBc為不同方向兩點間的梯度平均值。 使用所述基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法，有利于對野 外干擾的識別、抑制和去除，以便在室內(nèi)對普通測點進行校正。并且，這種方法具有以下明 顯優(yōu)點； 一是帶有自檢功能，二是可以有效消除隨時間變化的"動態(tài)場"及隨機干擾，三是 增加了資料的信息量(是以前的三倍以上)，減少了對異常的誤判。
附圖簡要說明


圖1是依據(jù)本發(fā)明的基點布設(shè)示意圖2是依據(jù)本發(fā)明的小循環(huán)平面多極同步基點觀測示意圖； 圖3是依據(jù)本發(fā)明的小循環(huán)分段觀測的示意圖； 圖4是依據(jù)本發(fā)明的平面多極電極布設(shè)示意圖。
具體實施例方式
依據(jù)本發(fā)明的基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法，該基于 小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法具有以下三個方面優(yōu)點
一、同步基點在工區(qū)內(nèi)或附近選擇布設(shè)一個基點，基點的選擇有以下原則(D遠離工 業(yè)電網(wǎng)、變電站等設(shè)備，減少這些干擾引起的游散電流；(2)選擇地形平坦的地區(qū)，減少地形 起伏引起的地形異常。
基點電極布設(shè)方法采用深層、淺層兩個電極縱向排列，見說明書附圖1。深層電極&埋
深130cm左右，當電極深埋后，可以有效降低或部分消除地表各種噪聲干擾而引起自然電場，
因此，可以把深層電極b2認為是基點自然電位IL的"基點標準值"。淺層電極bt埋深30cm
9
Ubd= Ubd
Udc= Udc 附2
Ubc二 Ubc
其中Ua。、 Ucx左右，與普通測點埋深相同；深層、淺層兩個電極埋深相差lm;可以把淺層電極bt認為是基 點自然電位l的"基點普通值"。
每天施工期間由一臺儀器自動記錄基點深層、淺層兩個電極的自然電位時間序列(與普 通測點同步)Ub2 (ti)， (i二l， n); Ubl (ti), (i = l， n)。計算"基點普通值"與"基點標 準值"的差值A(chǔ)Ub (ti) =Ubl (ti) — Ub2 (ti)， (i = l, n);, AUb (ti)記錄了基點隨時間穩(wěn) 定變化的自然電位以及干擾變化情況，有利于對野外干擾的識別、抑制和去除，以便在室內(nèi) 對普通測點進行校正。
二、 小循環(huán)可視工區(qū)情況，如測線的長短，將相鄰兩測線分為幾段(假設(shè)為E段)，在 某一段形成幾個小循環(huán)(假設(shè)為J個小循環(huán))，也即將相鄰兩測線的測點形成幾個閉合回路。 分段及分小循環(huán)的原則是使觀測在一個或幾個小時內(nèi)盡快達到閉合，這樣(l)有利于"動態(tài) 場"的校正和消除；(2)可抑制和去處部分電極極差的累積以及極差漂移帶來的誤差。
假設(shè)測點標號記為SB,j.k, e為某相鄰兩測線(第f條測線與第f+1條測線)第e段的 編號(Fl,2，…，E)， j為小循環(huán)的編號(j^，2，， J)， k為第k個測點的編號0^1, 2，…， K， 1)，也就是最后一個測點為第一個測點(該點為重復(fù)點，即檢查點)。具體方法為首先，
對相鄰兩測線(第f條測線與第f+l條測線)的第e段進行小循環(huán)的觀測，直至小循環(huán)觀測
完畢。然后，對第e+l段進行類似觀測，直至所有段觀測完畢。最后進行下兩條線的觀測， 直至所有測線觀測完畢，見說明書附圖2、附圖3。
在圖3中，J = 3，即3個小循環(huán)，其中X表示第1個小循環(huán)測點位置，A表示第2個 小循環(huán)測點位置，0表示第3個小循環(huán)測點位置。
三、 平面多極油氣產(chǎn)生的異常為三維的，而傳統(tǒng)的兩極觀測法以及現(xiàn)代的多極觀測法， 電極沿測線方向布設(shè)，未考慮其它方向自然電位的變化。平面多極考慮平面上的因素，每個 普通測點在平面上共布設(shè)5個電極，其中，四個電極與中心點的電極水平距離相距l(xiāng)m;利用 數(shù)字多道觀測儀器同步觀測5個電極。電極編號分別為中心點即測點編號為O，其它四個點 分別為A，B，C,D,見說明書附圖4。
5個電極可獲得5個自然電位時間序列值:U。。(ti)， (i=mi， m2); UA。 (ti), (i,， m2); UB° (ti)， (i=nu， m2); Uc0 (t丄 (i:m!， m2); UD0 (ti)， (i:m!， m2)。
利用基點的差值A(chǔ)Ub (ti)， (i = l， n)，對每個普通測點的5個時間序列值進行校正 Uo1 (ti) =U?！?(ti) — AUh (ti)' (i=m,， m2); IV (ti) =U/ (ti) — AUb (ti)， (i=mi， m2); Ub1 (ti) =UB° (ti) — AUb (ti), (1=11^， m2);<formula>formula see original document page 11</formula>另夕卜，5個電極可形成多達9個閉合環(huán)，①AA0B②AA0D③AC0B④AC0D⑤AABD⑥ACBD ⑦AABC⑧AADC⑨口ABCD。閉合回路的電位差應(yīng)滿足一定的條件，當電極間的電位差測量結(jié) 果不滿足條件時，通過多個閉合回路可立即找出有問題的電極并更換，以此實現(xiàn)對資料質(zhì)量 的實時監(jiān)控，獲得高質(zhì)量的野外觀測數(shù)據(jù)。
每個普通測點的5個自然電位值可形成3個方向的梯度，并獲得10個梯度值，為了進一 步抵消隨時間變化的自然電場及隨機干擾，先計算IO個梯度的時間序列，然后再計算梯度的 平均值；利用作圖法或濾波法對10個時間序列剔除奇異點等隨機干擾后，計算10個時間序 列梯度值的平均值
①沿測線方向的梯度，梯度時間序列分別為U; (ti)、 Uoc1 (ti)、 lW (ti);
<formula>formula see original document page 11</formula>
計算梯度的平均值
<formula>formula see original document page 11</formula>②垂直測線方向的梯度，梯度時間序列分別為<formula>formula see original document page 11</formula>計算梯度的平均值
<formula>formula see original document page 11</formula>UBD= f] Ub。1 (ti) /"-nh+l);
③ 北東方向的梯度，梯度時間序列分別為Uab1 (ti)、 Ud (ti);
Uab1 (ti) =11/ (ti) — IV (ti)， (i=mi， m2); Ik1 (ti) =UD' (ti) _ Uc1 (ti)， (i=mi， m2);
計算梯度的平均值
UAB=f] lW (ti) /"li + l);
"加i 附2
UDC= J] Ik1 (ti) /(m「nu + l); "附i
④ 北西方向的梯度，梯度時間序列分別為Uad1 (ti)、 Ubc1 (ti)。
I1 (ti) 二lV (ti) — IV (ti)， (i=mi， m2); Ubc1 (ti) =lV (ti) — Uc1 (ti)， (i=nu， m2);
計算梯度的平均值-
UAD= 2 lW (ti) /(m2—iih + l);
UBC= I] Ubc1 (ti) /Gll2 — r^ + l);
這種電極的布設(shè)具有明顯的特點 一是帶有自檢功能，二是可以有效消除隨時間變化的 "動態(tài)場"及隨機干擾，三是增加了資料的信息量(是以前的三倍以上)，減少對異常的誤判。
實施例l:以下為地面自然電位小循環(huán)平面多極同步基點數(shù)據(jù)采集方法。實施步驟如下
(1) 在工區(qū)內(nèi)地形平坦并且遠離工業(yè)電網(wǎng)、變電站等設(shè)備的地方選擇布設(shè)一個基點?；c
電極布設(shè)方法采用深層電極b2、淺層電極bl兩個電極縱向排列，深層電極埋深130cm，淺層 電極埋深30cm。每天施工期間由一臺儀器自動記錄基點深層、淺層兩個電極的自然電位時間 序列(與普通測點同步)Ub2 (ti)， (i = l， n); Ubl (ti)， (i = l， n)。計算差值A(chǔ)Ub (O = Ubl (O — Ub2 (ti)， (i = l， n)。
(2) 將相鄰兩測線分為2段，每一段形成3個小循環(huán)，使每個小循環(huán)觀測在二個小時內(nèi)達 到閉合。
(3) 每個普通測點在平面上共布設(shè)5個電極，每個電極埋深30cm，四個電極與中心點的電 極水平距離相距l(xiāng)m;利用數(shù)字多道觀測儀器同步觀測5個電極的自然電位。5個電極可獲得5個自然電位時間序列值:U?！?(ti)， (i = mi， m2); UA° (ti)， (i=m" m2); UB。 (U， (ii， m2); Uc° (ti)， (i=mi， m2); UD° (L)， (i二m,， m2)。
(4) 對相鄰兩測線(第f條測線與第f+1條測線)的第1段進行小循環(huán)的觀測，直至3個 小循環(huán)觀測完畢。然后，對第2段進行類似觀測。最后進行下兩條線的觀測，直至所有測線 觀測完畢。
(5) 利用基點的差值A(chǔ)Ub (ti)， (i = l， n)，對每個普通測點的5個時間序列值進行校正 Uu1 (ti) =U。° (ti) 一 AUb (ti)， (i=mi， m2);
(ti) =UA° (tj — AUb (ti)， (i=mi， m2); Ub1 (ti) =UB° (ti) — AUb (tj, (i二m,， m2); Uc1 (ti) =UC° (ti) — AUb (ti)， (1 = 1^， ra2); lV (ti) =UD° (ti) — AUb (ti)， (i=mi， m2); 其中l(wèi)《mi<n， l<m2《n， mi<m2
(6) 每個普通測點的5個自然電位值可形成3個方向的自然電位梯度，并獲得10個自然電 位梯度值的時間序列
①沿測線方向的梯度，梯度時間序列分別為(ti)、 (ti)、 lW (ti);
IL1 (ti) =lV (ti) — U。1 (ti)， (i二n^， m2); U。c' (ti)《(ti) — Ucl (ti)， (i = m,， m2); UACL (ti) 二Ua1 (ti) — Uc1 (ti)， (i,， m2);
② 垂直測線方向的梯度，梯度時間序列分別為Ub。1 (ti)、 U。。1 (ti)、 IV (ti); IL1 (ti) 二Ub1 (ti) — Uo1 (ti)， (i二nu， m2);
Uod1 (ti) 二U。1 (ti) 一 IV (ti)， (i二iiu， m2); U抑1 (ti) =IV (ti) — lV (t丄(i=m,， m2);
③ 北東方向的梯度，梯度時間序列分別為lW (ti)、 Udc1 (ti);
Uab1 (ti) =U/ (ti) _ Ub1 (ti)， (i=mi, m》； Ik1 (ti) 二lV (ti) — Uc1 (ti)， (i二nh， m2);
④ 北西方向的梯度，梯度時間序列分別為lW (ti)、 Ubc1 (ti)。
Uad1 (ti) =UAl (ti) — lV (ti)， (i二m', m2); lW (ti) =lV (ti) — Uc1 (ti)， (i,， m2);
(7) 利用作圖法結(jié)合濾波法對IO個自然電位梯度時間序列剔除奇異點等隨機干擾后，計算 10個自然電位梯度時間序列的平均值<formula>formula see original document page 14</formula>
(8)在室內(nèi)對野外采集的資料進行處理并對處理結(jié)果進行成圖，最后利用有關(guān)圖件及地質(zhì)、 物探資料進行分析、解釋并提交可供下一步勘探或鉆探的最終成果。
實施例2:以下為地面自然電位小循環(huán)平面多極同步基點數(shù)據(jù)采集方法。實施步驟如下
(1) 在工區(qū)附近地形平坦并且遠離工業(yè)電網(wǎng)、變電站等設(shè)備的地方選擇布設(shè)一個基點?；?br> 點電極布設(shè)方法采用深層電極b2、淺層電極bl兩個電極縱向排列，深層電極埋深130cm,淺 層電極埋深30cm。每天施工期間由一臺儀器自動記錄基點深層、淺層兩個電極的自然電位時 間序列(與普通測點同步)Ub2 (ti)， (i = l， n); Ubl (ti)， (i = l， n)。計算差值A(chǔ)Ub (U =Ubl (ti) — Ub2 (ti)， (i = l， n)。
(2) 將相鄰兩測線分為10段，每一段形成5個小循環(huán)，使觀測在一個小時內(nèi)達到閉合。
(3) 每個普通測點在平面上共布設(shè)5個電極，每個電極埋深30cm，四個電極與中心點的電極水平距離相距l(xiāng)m;利用數(shù)字多道觀測儀器同步觀測5個電極的自然電位。5個電極可獲得 5個自然電位時間序列值:U?！?(ti)， (i,， m2); UA° (ti)， (i=nu， m2); UB° (tj， (i,， m2); Uc0 (ti)， (i:nu， m2); UD° (t》，(i:iih， m2)。
(4) 對相鄰兩測線(第f條測線與第f +1條測線)的第1段進行小循環(huán)的觀測，直至5個 小循環(huán)觀測完畢。然后，對第2段進行類似觀測，直至10段觀測完畢。最后進行下兩條線的 觀測，直至所有測線觀測完畢。
(5) 利用基點的差值A(chǔ)Ub (ti)， (i = l， n)，對每個普通測點的5個時間序列值進行校正
Uo1 (ti)=U00 (ti) —△Ub (t丄(i=nu，m2)
U/ (ti)=UA0 (ti)—△Ub (ti)，(i=11^，m2)
Ub1 (ti)=UB0 (ti) _△Ub (ti),(i]um2)
Uc' (ti)=UC° (ti) —△ Ub (t!)，(i=111"m2)
iV (u=UD0 (t》_△ub (O，(i=111!，m2)
其中1《m!〈n， l<m2《n， nu〈ni2
(6) 每個普通測點的5個自然電位值可形成3個方向的自然電位梯度，并獲得10個自然電 位梯度值的時間序列
①沿測線方向的梯度，梯度時間序列分別為UJ (ti)、 Uoc1 (ti)、 Uw1 (ti);
U旭1 (ti) =U/ (ti) — U。1 (ti)， (i二m,， tn2); Uoc1 (ti) =11。' (ti) 一 Uc1 (ti)， (i=mi， m2); (ti) =UA' (ti) — Uc1 (ti)， (i二mt， m2);
② 垂直測線方向的梯度，梯度時間序列分別為lW (t》、LU1 (ti)、 IV1 (ti);
Ub。1 (ti) 二lV (ti) — U。1 (ti)， (i=m,， m2);
U0Dl (ti) 二U。1 (ti) 一 lC (ti)， (i二m" m2);
IU1 (ti)《(ti) _ lV (ti)， (i二nu， m2);
③ 北東方向的梯度，梯度時間序列分別為(ti)、 Uoc1 (ti);
lW (ti) =U/ (ti) — IV (ti)， (i:rm， m2); Udc1 (ti) =1^ (ti) — Ucl (ti)， (i二m!， m2);
④ 北西方向的梯度，梯度時間序列分別為Ua。1 (ti)、 Ik1 (ti)。
Uad1 (ti) =UA' (ti) _ IV (ti)， (i,, m2); Ik1 (ti) -IV (ti) — Uc1 (ti)， (i二m" m2);
(7) 利用作圖法結(jié)合濾波法對IO個自然電位梯度時間序列剔除奇異點等隨機干擾后，計算 10個自然電位梯度時間序列的平均值-<formula>formula see original document page 16</formula>
(8)在室內(nèi)對野外采集的資料進行處理并對處理結(jié)果進行成圖，最后利用有關(guān)圖件及地 質(zhì)、物探資料進行分析、解釋并提交可供下一步勘探或鉆探的最終成果。
如上述，已經(jīng)清楚詳細地描述了本發(fā)明提出的一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面 自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法。盡管本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳細描述并解釋了本發(fā)明，但是本領(lǐng) 域普通的技術(shù)人員可以理解，在不背離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 可以在形式和細節(jié)中做出多種修改。
權(quán)利要求
1. 一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法，其包括以下步驟(1)布設(shè)同步基點在工區(qū)內(nèi)或附近地形平坦并且遠離工業(yè)電網(wǎng)、變電站設(shè)備的地方(不受外界電磁干擾的地方)選擇布設(shè)基點O；采用深層電極b2、淺層電極b1縱向排列的方法布設(shè)基點電極；(2)形成小循環(huán)根據(jù)工區(qū)情況將相鄰兩測線分為2～30段，在任一段中形成幾個小循環(huán)，也就是將相鄰兩測線的測點形成2～10個閉合回路；分段及分小循環(huán)所依據(jù)的原則是為了在一個或幾個小時內(nèi)使觀測盡快達到閉合；(3)每個普通測點在平面上共布設(shè)5個電極，包含四個電極A、B、C、D與中心點(觀測點)電極O，其中四個電極與中心點電極O水平距離相距1m；(4)在數(shù)據(jù)采集期間每天與普通測點同步地由電位測量儀器自動記錄基點深層、淺層兩個電極的自然電位時間序列Ub2(ti)、Ub1(ti)，其中Ub2(ti)為基點深層電極的自然電位時間序列，Ub1(ti)為基點淺層電極的自然電位時間序列，i＝1、……、n，n為自然數(shù)；計算相應(yīng)基點自然電位間的差值ΔUb(ti)＝Ub1(ti)-Ub2(ti)，其中ΔUb(ti)為基點電極的電位差時間序列；(5)利用數(shù)字多道觀測儀器同步觀測普通測點中5個電極的自然電位，獲得5個自然電位時間序列值UO0(ti)，(i＝m1，m2)；UA0(ti)，(i＝m1，m2)；UB0(ti)，(i＝m1，m2)；UC0(ti)，(i＝m1，m2)；UD0(ti)，(i＝m1，m2)，其中UO0(ti)、UA0(ti)、UB0(ti)、UC0(ti)、UD0(ti)分別為O、A、B、C、D的自然電位時間序列，m1、m2為自然數(shù)，1≤m1＜n，1＜m2≤n，m1＜m2；(6)利用基點自然電位間的差值ΔUb(ti)，(i＝1，n)，對每個普通測點的5個電極O、A、B、C、D的自然電位時間序列值進行校正，結(jié)果分別如下UO1(ti)＝UO0(ti)-ΔUb(ti)，(i＝m1，m2)；UA1(ti)＝UA0(ti)-ΔUb(ti)，(i＝m1，m2)；UB1(ti)＝UB0(ti)-ΔUb(ti)，(i＝m1，m2)；UC1(ti)＝UC0(ti)-ΔUb(ti)，(i＝m1，m2)；UD1(ti)＝UD0(ti)-ΔUb(ti)，(i＝m1，m2)；其中UO1(ti)、UA1(ti)、UB1(ti)、UC1(ti)、UD1(ti)分別為O、A、B、C、D的自然電位時間序列校正值；(7)根據(jù)步驟(6)中校正后的自然電位時間序列值，得到普通測點的自然電場。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1中所述方法，其中步驟(2)進一步包括-(21) 對相鄰兩測線(第f條測線與第f+1條測線)的第e段進行小循環(huán)的觀測， 直至小循環(huán)觀測完畢，其中1《e《E， E為分段的個數(shù)；(22) 對第e+l段進行類似于步驟(21)的觀測，直至所有段觀測完畢；(23) 進行下兩條線的觀測，直至所有測線觀測完畢。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的方法，其中每個普通測點的5個自然電位值可形 成3個方向的自然電位梯度，并獲得10個自然電位梯度值，為了進一步抵消隨時間變 化的自然電場及隨機干擾，先計算10個自然電位梯度的時間序列，然后再計算自然電 位梯度的平均值①沿測線方向的梯度，梯度時間序列分別為lW (ti)、 Uoc1 (ti)、 UA (ti);Uao1 (ti) 二Ua1 (ti) — U。1 (ti)， (i二nu， m2); Uoc1 (ti) 二Uo1 (ti) — Uc1 (ti)， (i二nu， m2); Uac1 (ti) =1)/ (ti) _ Uc1 (ti)， (i=mi， m2);② 垂直測線方向的梯度，梯度時間序列分別為IL1 (ti)、 lW (ti)、 lU1 (ti);lW (ti) 二Ub1 (t》一 U。1 (ti)， (i=nu， m2); LU1 (ti) 一。1 (ti) — lV (ti)， (i二nh， m2); IV1 (ti) 二lV (ti) — IV (ti)， (i=mi， m2);③ 北東方向的梯度，梯度時間序列分別為Uab1 (ti)、 Ik1 (ti); Uab1 (ti) 二Ua' (ti) 一 IV (ti)， (i=mi， m2);Ik1 (ti) ^IV (ti) — Uc1 (ti)， (i:nh， m2);④ 北西方向的梯度，梯度時間序列分別為U肌'(ti)、 UBC' (ti)。Uad1 (ti) =UA! (ti) 一 IV (ti)， (i二nh， m2); Ik1 (ti) 二Ub1 (ti) 一 Uc1 (ti)， (i二n^， m2);其中Uao1 (ti)、 Uoc' (ti)、 Uac1 (U、 lW (tj、 U加1 (t》、U昍1 (t!)、 (U、(ti)、 lW (ti)、 Ik1 (ti)為不同方向兩點間的梯度時間序列< 然后計算IO個自然電位梯度時間序列的平均值分別為UA0= f] lW (ti) /Oik—nh + l); Uoc= f] Uoc1 (ti) /0ri2一nh + l);uAC= f; iy (ti) /(mri^+i);附2UB。= 2 Ub。1 (ti) /(nbi + l);U。D二 f] lW (ti) /(ni2i + l);UBD=藝IU1 (ti) /(m2i + l);I、UAB= f; Uab1 (ti) /(nn + l);/，附2Udc二 J] Udc1 (ti) /(ni2 — IIh+l);UBC= J] lW (ti) /(Hl2l+1);其中Ua。、 Uoc、 UAC、 Ub。、 U。d、 UBD、 UAB、 Uoc、 Ua。、 UBc為不同方向兩點間的梯度平均值c
全文摘要
一種基于小循環(huán)平面多極同步基點的地面自然電位數(shù)據(jù)采集處理方法。該方法包括在工區(qū)附近選擇地形平坦且人文干擾較小的位置布設(shè)一個基點，基點電極布設(shè)方法采用深層、淺層兩個電極縱向排列；視工區(qū)情況將相鄰兩測線分為幾段，在某一段形成幾個小循環(huán)；在平面上布設(shè)普通測點電極，每個測點共布設(shè)5個電極；利用數(shù)字多道觀測儀器同步觀測5個電極的自然電位時間序列，利用基點的自然電位時間序列對普通測點的自然電位時間序列進行校正，每個普通測點的5個自然電位值可形成3個方向的梯度，并獲得10個梯度值。從而可以有效降低或部分消除各種噪聲干擾，獲得可靠穩(wěn)定的自然電場。
文檔編號G01V3/08GK101290357SQ20081011090
公開日2008年10月22日 申請日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
發(fā)明者輝 于, 研 張, 文百紅, 輝 楊, 胡慶輝 申請人:輝 楊