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井地—高密度电法联合探测与研究

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摘要

1 绪论

1.1 引言

1.2 井地-高密度电法发展概况

1.3 井地-高密度电法数值模拟概况

1.4 研究目的和意义

1.5 主要研究内容

2 井地-高密度探测基本原理与方法

2.1 井地电法基本原理

2.2 井地-高密度测量方式

2.3 视电阻率的基本概念

2.4 本章小结

3 井地-高密度正演理论及其有限元求解

3.1 稳定电流场及其边值问题

3.2 井地-高密度电法的有限元求解

3.2.1 变分问题

3.2.2 网格剖分

3.2.3 线性插值

3.2.3 单元分析

3.2.4 总体合成

3.2.5 线性方程组的求解

3.3 傅里叶反变换

3.4 关于贝塞尔函数的求解

3.5 本章小结

4 井地-高密度有限元正演算例

4.1 正演程序的验证

4.1.1 层状模型算例

4.1.2 均匀地下半空间算例

4.2 单个异常体分析

4.2.1 单个对称高阻体

4.2.2 单个对称低阻体

4.2.3 不对称高阻体

4.2.4 不对称低阻体

4.3 边缘隐伏体探测能力

4.3.1 边缘隐伏体为高阻体

4.3.2 边缘隐伏体为低阻体

4.4 组合异常体分析

4.4.1 垂直分布的高阻体和低阻体

4.4.2 垂直分布的低阻体和高阻体

4.5 本章小结

5 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

附录

攻读学位期间的主要研究成果目录

致谢

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摘要

井地电法是通过在井中供入大功率的电流作为激发源,在地表布置一定数量的电极进行接收的勘探方式,该方法是研究高含水期油田剩余油分布和危机矿山深边部隐伏矿勘探的一种有效的技术手段,此外井地电法在水文地质、煤田边界等方面具有一定的生产指导意义;高密度电法主要应用于地下水寻找、采空区调查、地基勘察、断层识别等,其主要应用范围是浅层的目标体。将高密度电法和井地电法联合起来对地下目标体进行探测,能够使我们得到更多的地下场的信息,有助于实际问题的解决,具有很好的生产实践意义。本文主要研究的是井地电法和高密度电法的2.5维有限元正演模拟,可为井地-高密度电法联合反演成像奠定基础。
  本文从井地-高密度电法满足的边值问题出发,利用有限元推导了井地-高密度电法2.5维的详细公式,并且编制了相应的程序,通过层状模型和地下均匀模型分别对高密度电法和井地电法进行了验证,验证了算法的正确性。
  通过对以井为中心的不同的地电模型进行正演模拟,分别得到井地电法和高密度电法的二维视电阻率断面图,研究得出不同目标地质体的异常响应规律,结合两者可以更好地确定目标体的范围;研究了井地电法在纵向上的探测能力,得到组合异常体的规律响应。本文为井地电法和高密度电法联合正反演工作奠定了基础,也为野外生产实践提供了的理论指导。

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