煤田地质与勘探

作者：王新宇, 王程, 毛玉蓉, 严良俊, 周磊, 高文龙,

关键词：直流电阻率法, 井液电阻率, 钻孔孔径, 混合网格有限元法, 三棱柱, 四面体, 三维正演,

直流电阻率法因效率高、成本低等特点广泛应用于有色金属、煤田等矿产资源勘探和地质调查行业。但在井–地、地–井电阻率法勘探过程中，钻孔因素(井液电阻率和钻孔孔径)对不同探测模式下视电阻率响应的影响尚未明确，是否影响视电阻率资料的解释是值得探讨的一个问题。因此，提出采用混合网格有限元法实现直流电阻率三维正演。给出异常电位法满足的边值问题及有限元变分问题，应用三棱柱和四面体混合网格实现对计算区域的快速离散，并建立2种网格的线性插值基函数和单元系数矩阵；采用SSOR–PCG迭代算法求解异常电位满足的大型线性方程组，得到各观测点的响应。在保证计算精度的前提下，应用混合网格有效地离散钻孔地电模型，探讨钻孔因素对井–地、地–井观测方式视电阻率数据的影响特征。对于井–地观测方式：钻孔附近视电阻率受钻孔因素影响最大，严重影响视电阻率资料的合理解释，但随着测点收发距的增加，视电阻率响应逐渐趋于围岩电阻率；而且随着发射源深度的增加，钻孔对地表视电阻率响应的影响也逐渐减小。对于地–井观测方式：钻孔因素对浅部数据影响较大，对深部数据影响小，相比于井液电阻率，视电阻率响应更易受钻孔孔径的影响。直流电阻率法混合网格有限元三维正演算法的提出，对实际井–地、地–井电阻率法勘探具有理论指导意义，可结合钻孔信息进行正演模拟分析，选择合适的收发距，有效压制钻孔因素对实测资料的影响。

来源：2022年第5期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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