激发极化法一、激发极化法的原理原理：根据岩石、矿石的激发极化效应来寻找金属和解决水文地质、工程地质等问题的一组电法勘探方法。它又分为直流激发极化法(时间域法)和交流激发极化法(频率域法)。在充电和放电过程中,由于电化学作用引起的这种随时间缓慢变化的附加电场现象,称为激发极化效应(IP效应),激发极化法是以不同岩矿石的激电效应之差异为物质基础,通过观测和研究大地激电效应,以探查地下地质情况的一种勘探方法。常用的电极排列有中间梯度排列、联合剖面排列、对称四极测深排列等。也可以用使矿体直接或间接充电的办法来圈定矿体的延展范围和增大勘探深度。地下岩层所表现出来的电阻率及极化率特征是其本身导电属性及极化属性的客观反映。岩性不同，往往会在电性方面表现出一定的差异。油气藏本身作为一种特殊的地质体，其自身在电性方面也会表现出有别于非油区的电性特征。因此，通过获取地下深处的电性信息，就能够获取有关油气藏存在的信息。激电法探测油藏的机理是基于油气藏上方的地球物理场的变化。由于氧化-还原条件发生了变化，在油气藏上覆地层中形成分散的黄铁矿及次生硫化物，黄铁矿及次生硫化物有较强的激电效应，故可通过探测其的分布来推断油气藏的展布。图1-1 中梯装置示意图中梯装置如图所示，这种装置的特点是：供电电极AB的距离取得很大，且固定不动；测量电极在其中间1/3或者2/3地段逐点测量。记录点取在MN中点。其表达式为：其中此外，中间梯度装置还可在离开AB连线一定距离（AB/5范围内）且平行AB的旁侧线上进行观测（见图2-2）。图1-2 旁侧中梯装置示意图中间梯度法利用两个电极A和B供电，另两个电极M和N进行测量。其特点是：供电电极距AB很大，ABMN一般AB=（3050）MN；在工作中A和B是固定不动的，MN则在AB之间中间3/1范围内逐点移动进行观测。中间梯度主要用来寻找陡倾的高阻含矿岩脉（如石英脉、伟晶岩脉等）野外工作中通常测线垂直于矿体走向布置，点距等于MN之间的距离。中间梯度排列之所以应用较广，其原因主要有如下几点：1、在一段范围内不需要移动供电电极。在一系列测量中，导线AB、电源及发送机也不要移动，只移动测量电极极MN（短导线测量方式）。2、中间梯度排列中，可以一线供电，多线观测，甚至可以全域测量，因而生产效率高。3、在AB中部，激发场接近水平均匀场，因此中间梯度的异常相对简单，甚至可用电磁类比法进行半定量解释。由于中间梯度应用较广，因而它的一些缺点不易引起人们的重视，有必要说明如下：1、AB导线一般在1000米以上，铺设很费时间，在潮湿地区又容易造成漏电。2、电磁感应偶合效应随AB增加而增加。3、在AB中部，激发场接近水平，使陡倾斜良导极化体的异常很不明显。4、说中间梯度异常形态简单，那是有条件的，即在AB中部，激发场接近水平均匀场，因而异常形态与垂直磁化的垂直磁异常相当。如果极化体不在AB中部，情况就不同了。二、激电测深的装置图2-1 对称四极装置示意图对称四极装置如图2-3所示，这种装置的特点是AM=NB，记录点取在MN的中点。其表达式为：其中在激电测量中，对称排列，A、M、N、B四个电极同时沿测线移动，AB和MN共有一个中点O，且O点也作为记录点，规定MN=，AB=2L，这类装置的探测深度随L增加而增大。在激电测深时，通常固定MN，增加AM和BN，这样可在同一测点得到不同深度上的信息，据不同测点上的测深可编制电测深拟剖面图。激电测深其优缺点可评述如下：1、和偶极剖面一样，四个电极都沿测线移动，工作量大。由于极距增大时，AB电缆很长且笨重，移动困难。因此测深的工效低。2、只有当被探测的地质体是无限大的水平层时，它才能对二层、三层介质等反应为二层或三层曲线 。3、激电测量结果也可以绘制拟剖面图，以分析地质体形态和产状。4、由于MN电线总会靠近AB电缆，电磁感应耦合效应会严重影响测量结果。5、观测信号随极距增加而减小，但比偶极剖面的信号衰减慢。在相同条件下，测得的信号是三极排列的三倍，约与中梯相当。二、激发极化法工作注意事项 接收机一致性标定用标准时间域激电模拟器输出V1为10100mV，s分别为2%、5%、10%的信号对各台仪器作精度测试，各台仪器的精度应满足要求；在激化率变化较大的地段、测点数大于20、选择AB、MN和I，使V1在100mV以上，各台仪器在相同条件下往返观测。取均方相对误差最小的一台仪器为“标准”，分别计算各台仪器与“标准”仪器的均方相对误差。这个精度应小于设计精度的三分之二，即4.6%。导线和电极供电导线电阻一般不超过10/Km；导线的绝缘电阻应大于2M/500V；供电电极采用钢或铁制钎状电极，其规格和数量根据测区接地条件及供电电流强度而定。野外工作方法旁测线距主测线的距离不超过 AB/5。观测技术对不稳定的发电机，以正反向电流取平均值，半小时读一次数，并记录时间；及时通知接收机操作员。在干扰较小的地区，V2一般应大于0.3mV，在有明显干扰的地区，要求V2值是干扰信号的3倍。视激化率的重复观测及取数应满足以下要求a参与平均的一组数中，最大值与最小值之差与其平均值之比不得超过 ，在需要用均方误差衡量观测质量的地段，最大值与最小值之差与其平均值之比不得超过 ，（M、分别为设计观测均方相对误差与均方误差，n为参与平均的观测次数）。b误差过大的观测数据可不参与计算平均值，但舍去的次数应少于总观测次数的三分之一。c重复观测数据应作为原始观测数据对待，并应对一组重复观测的有效数据进行算术平均值计算，以作为该点最终的基本观测数据。观测结果的记录和整理a专用记录本除用作与观测有关的记录外，不得兼作其它杂项记录，不得空页、撕页和贴其它纸张。b对不同测区、不同比例尺、不同装置形式、不同工作目的，或者属同一测区但性质不同的观测（基本观测和检查观测）结果，尽可能地分别记录在不同的记录本中。 c记录本中各栏应认真填写，各项原始记录应在观测当时记录清楚，不得追记，操作者和记录者必须签名。d记录应使用中等硬度的铅笔。字迹应工整清晰，原始记录不得擦改或涂改，记错时可划去重记，但须注明原因。e不得用转抄结果代替原始记录。在干扰大或视激化率跳动地区应在备注栏中加必要的描述。 漏电检查a在一天的工作中，至少应在开始和结束观测时、转移测线前后、装置改变排列以及装置改变极距时，进行供电和测量导线的绝缘检查。b导线的漏电检查应满足每公里大雨2M/500mV的要求。c在观测时，发现有漏电存在时，应立即排除，并根据漏电点的位置等因素分析漏电点对已有观测的结果影响。应在漏电排除后逐点返回重新观测，直至有连续三个点的结果符合要求时为止。困难条件下的观测观测困难或者无法工作时，应先检查仪器，当确定仪器工作正常，而是与外部因素有关时，可根据其特点进行分析、处理。野外观测质量的检查由于此次异常检查为剖面性工作，当只有一台仪器投入生时，质量检查采用“两同两不同”的方式进行，即同仪器、同点位、不同日期、不同操作员。当有多台仪器投入生产时，质量检查采用“一同三不同”的方式进行。质检率应大于10%。背景场区视激化率均方误差0.21%，异常区视激化率均方相对误差7%；视电阻率均方相对误差7%。观测结果的整理原始记录的日常检查验收对原始记录必须当天进行检查验收，以便发现问题和处理。检查记录本各栏数据的填写填写的是否完整、清晰，是否作了必要的标记。野外出现的畸变点、突变点、异常点等是否进行了必要的检查观测，发现的异常是否完整。检查发现的问题应按下述原则处理：凡违反设计规定致使数据无法利用或质量严重降低者应予返工，有个别点报废但不妨碍整体的可靠性者除外。观测结果整理在对原始记录检查的基础上，室内人员应对计算所用的常数进行100%的复核，对全部的计算进行100%的复算。野外观测结果复算后，应及时编绘各种成果图件，以便指导下一步野外工作和进行资料的综合研究。草图的内容应逐步完善和加深其综合程度，作为编绘正式图件的手稿。对仪器性能标定、质量检查、电性参数测定、测地、地质、试验等资料，应随工作的进展及时整理并编绘相应图件表格作为资料研究的质量指标。野外工作期间应按阶段进行原始资料编录，以及加工绘制各种表格、图件。作为上交的原始资料，均应统一整饰、装订和编录。三、激电法数据采集1、工作方法选用近场源激电工作方式。2、采用温纳装置，供电极距AB根据野外试验确定（一般取50100米），测量极距MN=（1/21/3）AB。3、供电采用电池组进行供电，最大供电电流为1A，最小供电电流不小于200mA。四、 激电法资料处理1、资料预处理：包括视电阻率的计算、数据格式转换及滤波等。2、绘制视极化率、视电阻率剖面图、断面等值线图及平面等值线图。3、对电阻率测深资料进行一维、二维的反演计算。4、对比分析视极化率、视电阻率异常与油气的关系。