感應電磁勘探法，簡稱電磁法，是指以介質的電磁性差異為物質基礎，通過觀測和研究人工或天然的交變電磁場隨 空間分布規律或隨時間的變化規律，達到某些勘查目的的一類電法勘探方法。
基本介紹
- 中文名：感應電磁勘探法
- 外文名：inductive method
- 學科：地球物理勘探
- 簡稱：電磁法
- 目的：勘探油氣藏、盆地等
- 原理：岩石和礦石間的電學性質的改變
原理,分類,數據採集特點,套用,
原理
電磁勘探的找礦原理是基於不同岩石和礦石間的電學性質的改變，而引起電磁場(人工的和天然的)空間分布狀態發生相應的變化。由此，人們便可利用不同性能的儀器，通過對場的空間和時間分布狀態的觀測與研究，來勘查礦產資源或查明地質目標在地殼中的存在狀態，從而實現電法勘探的地質目標。
分類
感應電磁勘探法通常分為兩類：
一類為直接尋找油氣的電磁法，目前主要有激發極化法、磁電法、電場差分法等。
另一類是尋找含油氣構造的方法，目前主要有大地電磁法(MT)、電磁陣列剖面法(EMAP)，建場測深法等。
激發極化法找油是 20世紀 60年代由柯馬羅夫提出。磁電法是 Pinson於 20世紀 70年代提出。二者的找油機理基本類似，都是基於碳氫化合物向上覆地層中運移聚集而形成柱狀浸染帶有關，以“烴垂向微滲漏激發的地球物理、地球化學及礦物學參量變異特徵的假說(煙筒效應)”為基礎。由於“煙筒效應”存在的可能性及其分布形式仍處於推測與假說階段，而在地表淺層又很難通過有效的方法獲取“煙筒效應”的直接證據，故激電與磁電直接找油目前仍是處於試驗研究階段。電場差分法是由前蘇聯的 H.雷赫林斯基於 20世紀 80年代後期提出，其實質仍是時間譜激電的一個變種，利用激電二次場的衰減特性，測定電場差分參數，達到圈定油藏邊界的目的。
數據採集特點
一、電法勘探方法數據採集的多樣性
電法勘查數據採集與其他物探方法的數據採集的不同點在於電法勘查數據採集的多樣性，這是與電法勘查方法的多樣性分不開的。它的多樣性表現在下列幾個方面。
1、採集形式的多樣性
電法勘查方法多，工作方式各不相同，裝置不同，場的特點不同，感測器不同，使得採集形式多樣。它既有天然場源的方法，也有人工場源的方法。既可以採用接地電極測量電場，也可以採用不接地的線圈測量磁場；既可以測量相對量，也可以測量絕對量；既可以測量標量，也可以測量矢量；既可以測量振幅和相位，也可以測量實虛分量；既可以測量總場，也可以測量純異常場。
2．採集參數的多樣性
電法勘查方法多，不同的電法勘查方法則量不同的參數，使得採集參數多樣。自然電場法測量電位U或電位差ΔU；電阻率法測量電位差ΔU和電流I來換算視電阻率ρs；激發極化法測量一次場電位差ΔU1和二次場電位差ΔU2來計算視極化率ηs；頻率測深法測量交變電場E和交變磁場H的各分量來換算視電阻率ρs等。
3．採集序列的多樣性
電法勘查方法可以在不同的採樣空間進行採樣，可以是空間採樣序列，如電剖面法，通過固定裝置，改變空間測點位置，來測量地下電場沿空間水平方向上的變化；又如電測深法，固定測點，通過改變供電極距，來測量電場沿空間垂直方向上的變化，研究場的空間變化特性；也可以是頻率採樣序列．如大地電磁加深法和頻譜激電法等，在相同測點上．通過改變測量(和供電)頻率，測量電磁場隨頻率的變化，研究場的頻率特性；還可以是時間採樣序列，如瞬變電磁法等，在相同測點上，測量電磁場隨時間的變化，研究電磁場的時間特性。
4．採集場所的多樣性
由於電法勘查方法可以在空中、地面、並中等不同場所工作，因此，電法勘查的數據採集也可以是在空中(航空電法)、地面(地面電法)、井中(井中電法)進行。由於測量場所不同，研究的電磁場的側重點有所不同，因而所使用的儀器的特性和研究方法也會有所不同
二、電法勘查方法數據採集的複雜性
電法勘查方法由於其測量的場的多樣性，造成了其數據採集的複雜性。
1、成分複雜
由於測量採用的裝置及感測器的多樣性，以及電場或電磁場的特點，使得測量儀器所獲得的信號成分比較複雜。如在地面直流電法勘查中，測量視電阻率時，測到的信號包括大地中電場的信號(地質信號和干擾信號)、電極極化信號(由於電極極化差產生)和儀器本身的噪聲信號(由於儀器電路和器件的不穩定和電磁竄擾產生)。在進行激發極化法工作時，不同的儀器參數(供電時間、測量時刻等)都會影響測量結果。
2．關係複雜
在各物探方法中，電場和電磁場相對於重力場、磁力場和振動波場來說，更複雜一些。所測量的信號特性，除與地下地質體的特性和分布有關外，還與場源的性質、位置、方向、頻率等有關。在電磁場中，電場和磁場是相互關聯的，它們都是場源性質(電性源、磁性源)、空間、時間的函式。在進行數據採集和處理之前，必須明確知道這些關係，才能選擇正確的數據採集方法和數據處理方法。
三、電法勘查方法數據採集的艱難性
電法勘查方法的數據採集是在艱苦的野外環境下進行的再加上測量場的複雜及儀器製造技木所阻，使得數據採集非常艱難。
1．干擾大
由於野外條件惡劣，冉加上測量在野外測量時，面臨著各種干擾。包括非目標體的地質噪聲、天然電磁噪聲及人文干擾。非目標體的地質噪聲主要指地形不平、近地表電性不均勻等；天然電磁噪聲主要指非測量對象的天然電磁場；人文干擾包括各種人文電磁干擾(如工用、民用電造成的游散電流等)及各種人工埋沒物的干擾等。在採用接地電極進行測量時還會有電極極化產生的干擾。
需指出的是，噪聲或干擾是相對於我們測量的場而言的。例如，天然電磁場對於人工源的電磁測深來說是一種干擾，而對於大地電磁法來說它就是我們的場源了。
2．信號弱
對於採用人工場源的電法勘查方法來說，因為受到場源功率大小的限制，測量信號是有限的，而且在野外工作中，整個工作裝置的輕便化對於提高工作效率是非常重要的，在滿足一定的信噪比要求條件下，希望儘量減輕電源部分的重量。一般情況下，傳導類電法測量的信號在mV級，感應類電法測量的信號在μV級，在一些方法中，測量信號是nV級(如勘探地下水的核磁共振方法)。因為測量信導比較弱，在遇到較強幹擾的情況下，需採取措施提高調量的信噪比，一是加大場源功率(在進行大面積的激發極化法工作時常常採用大功率發電機進行供電)，這樣會增加設備的重量；二是採用多次測量進行信號疊加的辦法提高信噪比，這樣要增加測量時間，影響工作效率。達都是電法工作不利的方面。
對於採用天然場源(或被動場源)工作的電法方法來說，因為無法控制場源，只有採取多次測量進行信號疊加的辦法來提高信噪比。因此，在採用天然場源工作的電法方法中(如大地電磁法)，為獲得一個高質量的測量結果，常常要花費較長的工作時間。
3、變化快
在電法勘查方法中，時間域的激發極化法和瞬變電磁法等方法是測量斷電後的隨時間變化的純異常場，它們隨時間的變化很快，需在毫秒(ms)甚至微秒(μS)的時間段內進行測量，不是自動化的儀器是無法準確測量的。
4、動態範圍大
由於在測量中隨著測量點位的變化或者測量裝置的變化，測點離測量對象的距離變化很大，收發距或極距變化很大，使得測量信號的變化很大。
套用
大地電磁的一維正反演已有一些比較成熟的方法。如：最優梯度法、馬奎特法、廣義逆反演法、Bostick法、擬地震解釋法、連續介質反演法、OCAM法、垂直時距曲線法等。各種方法的出發點和原理不盡相同，綜合運用各種反演方法，才能得到較為理想的結果。反演方法研究主要集中在以下幾個方面。首先是向多維方向發展。因為地下構造並非均勻，實際上具有複雜多變性，因而電磁法的二、三維正反演仍是熱點。其次是聯合反演方面，利用不同電磁法的數據進行聯合反演，或者利用基於不同物性的地球物理數據進行聯合反演。前者有 MT和 TEM(瞬變電磁法)、後者有重力和 MT、地震和 MT等。同一地質體的不同物性參數產生的異常顯然會有內在聯繫，利用多種地球物理信息進行聯合反演是地球物大地電磁除了在油氣盆地研究中套用外，主要集中在深部構造和岩石圈的結構及其動力學的過程研究。如中國西藏的 INDEPTH-MT項目、東北太平洋的 EMSLAB計畫、北美的 LITHO-PROB計畫及 JudadeFuca洋脊的 EMRIDGE計畫等。這些研究加深了對岩石圈結構及其動力學過程的理解，如高原的隆升機制、大陸岩石圈的演化，大陸地殼、海洋岩石圈的形成、海陸間的被動邊緣生長等。
這些研究表明中下地殼中廣泛存在高電導率現象。對這種現象主要有三種可能的解釋：含水流體、岩漿的部分熔融和導電礦物質。其中含水流體為重要的影響因素，它涉及到水的來源和貯存兩方面的機制。近年來，人們非常重視了解流體在大陸地殼構造中的作用及其對含油氣性盆地的影響。隨著流體研究的深入開展，中下地殼中的低阻現象以及對盆地所含油氣性影響研究將會取得重要進展。
大地電磁法的主要解釋圖件有：曲線分布類型圖、視電阻率斷面圖、相位斷面圖、總縱向電導剖面圖或平面圖、各向異性斷面圖、綜合地質解釋圖等。根據這些圖件可以從不同側面分析盆地測區內地電斷面沿水平和垂直方向的地層、構造變化情況。
