二维电阻率跨孔CT法测试

1仪器与设备

测量设备采用重庆顶峰地质勘探有限公司生产的EDJD-3，主要功能为： 1.地下剖面电阻率变化检测，2.近距离蓝牙无线数据传输3.远距离4G无线数据传输。

图1.1高密度电法室外测量工作图

由于现实中没有可以测量的钻孔，选取野外无干扰的工作区（图1.1），地表半空间模拟跨孔测量的结果，采用四极跑极方式进行测试，地表两根电缆距离10m，单侧电缆30道，极距1m，模拟孔深29m。

2跨孔CT电法原理以及装置类型

电阻率层析成像法（Electrical resistivity tomography method，简称ERT法）是利用供电电极所产生的直流电场对地下电阻率分布进行探测的一种方法。电极是ERT法最基本的装置，其主要有两个作用。第一个作用是作为供电电极对地下通入电流形成直流电场，第二个作用是作为测量电极测量不同测点的电势差，从而计算地下介质的视电阻率和视电阻数据。

采用跨孔ERT的测量方案相比于地面测量方案而言，该装置不需要布设地面电极，只需要将电极全部布设在井中，通过不同电极供电、测量电势差，能够对井间区域进行高精度探测成像。跨孔ERT测量装置示意图如图2.1所示。

图2.1 跨孔ERT测量方案

装置类型根据供电电极和测量电极个数的不同，二维电阻率跨孔常规的观测模式可以简单分为三种类型：四极观测模式、三极观测模式和二极观测模式。图2.2展示了不同观测模式在釆集数据时的电极阵列分布，A-B表示供电电极对，M-N表示测量电极对。其中，四极观测模式根据孔中电极阵列的差异，又可以分为四a极型（供电-测量电极对分别位于不同的孔中，见图2.2a)、四极b型(供电电极对和测量电极对分别位于不同的孔中，见图2.2b)和四极c型（供电电极位于其中一个孔中，供电电极和测量电极对位于另一孔中，见图2.2c)。

图2.2 二维电阻率跨孔几种常规观测模式的电极阵列分布

3 四极a装置跑极原理

本次测试以四极a型观测模式为例作描述。如图2.2a所示，供电电极A与测量电极M在孔一中，供电电极B与测量电极N在孔二中，首次供电时供电电极A位于一号孔1#电极位置，供电电极B位于二号孔5#电极位置(假定每个孔中布置30根电极，电极编号从上至下为1#-30#)，测量电极M位于一号孔5#电极位置，测量电极N位于二号孔1#电极位置。测量完成，AM保持不动，BN以等步长逐个电极向下移动，一直到N移动到26#二号孔电极同时B移动到30#二号孔电极为止，一轮移动下来可采集得到26个视电阻率数据；然后AM分别向下移动一个电极，BN移动方式与前述一致，也得到26个视电阻率数据；直到A移动到一号孔26#电极同时M移动到一号孔30#电极，总共可以采集得到26×26=676个数据。然后，AM与BN交换钻孔，再次重复之前的跑极，又可以采集得到676个数据。因此，对于单孔个电极的二维电阻率四极型跨孔观测模式来说，最终可以获得的视电阻率数据为个1352个（图3.1）。

图3.1 二维电阻率跨孔测量采集

4 测量结果

跨孔CT测量结果转换写成瑞典Res2dinvx64软件能读的数据格式，然后利用软件进行反演处理（图4.1）。

图4.1跨孔反演结果

把反演结果导成surfer数据格式表4.1，然后利用数据进行网格化成图见图4.2

表4.1反演结果数据表

图4.2电阻率跨孔反演surfer可视化成图

5结论

1.      采用EDJD-3高密度电法仪器使用1m极距水中电缆是可以进行有效跨孔测量的。

2.      单孔30个电极的（两个孔合计60个电极）二维电阻率四极型跨孔测量装置视电阻率数据1352个，地面高密度电法60道温纳装置全测量电阻率数据570个，井中跨孔相当于地表两倍的数据量，数据量丰富，测量全是有效数据，没有地表测量产生的两侧盲区。

3.      电法跨孔CT能够获取大量丰富的有效信息，是这种独特的属性对于压制反演的多解性起到了一定的作用，为高分率精细化的探查提供了丰富的数据信息基础。

采用地表半空间场模拟测量与井中全空间场测量是不一样的，在没有可测钻孔的条件下，只是测试一下跨孔测量的四极跑极方式，以后需要在实际钻孔中做测量，对比地表物探结果以及实际地质条件解释异常。