一种基于电磁波的定向钻探测量分析方法与流程

本发明属于电磁波钻探，具体涉及一种基于电磁波的定向钻探测量分析方法。

背景技术：

1、地质勘探是发现和开发地球资源的基础，为资源的合理开发和利用提供科学依据。在现有的地质探测方法中，电磁波定向钻探能够通过在地表或井孔中发送电磁信号，并接收反射或散射信号来获取地下目标的信息。相比传统的钻探方法，电磁波定向钻探凭借具有非侵入性，大大减少了对地质结构的干扰，同时可以实现较强的定向性，可以针对特定区域或目标进行精确探测的优势成为目前常采用的探测方式。

2、由于单个电磁波的探测范围有限，在利用电磁波进行地质探测一般都会在地面布设多个电磁传感器，特别是进行广区域地质探测时，但现有技术中电磁传感器的布设密度大多是依据地质条件进行理论布设，没有考虑到实际探测结果与预期之间的偏差性，导致缺乏电磁传感器布设密度的实测调整，容易造成部分地质特征未被有效探测到，这会限制对地下结构的全面了解，影响地质勘探的准确性和可靠性。

3、另外电磁波在进行定向钻探时容易受到外部环境的干扰，特别是电磁干扰，为了尽可能避免外部环境干扰，现有采用能够进行多频段调节的电磁传感器，当存在外部环境干扰时通过提高频段来抵抗外部环境干扰，但其忽略了地下结构的细微变化会影响电磁波的传播和反射，导致分辨率不足进而限制了探测深度，当提高频段时会使高频电磁波在地下的传播更容易发生散射，使得信号的传播路径更加复杂，能量损失更加严重，从而加重了探测深度的限制，不利于探测需求的满足。

技术实现思路

1、为此，本技术实施例的一个目的在于提供一种基于电磁波的定向钻探测量分析方法，通过对电磁传感器的布设密度进行实测调整，并在钻探过程中根据环境干扰情况和探测深度符合情况进行电磁传感器频段优化调节，有效解决了背景技术提到的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于电磁波的定向钻探测量分析方法，包括以下步骤：s1、基于目标钻探区域的预期钻探深度选取电磁传感器，其中电磁传感器能够进行多频段调节，并获取目标钻探区域所处该地区对应的土壤类型，由此选取电磁传感器布设密度，进而按照相应布设密度在目标钻探区域将选取的电磁传感器放置在钻探设备上进行布设。

3、s2、启动布设的钻探设备进行钻探生成各电磁传感器所处布设位置的地质成像并进行重叠对比，由此分析电磁传感器布设密度是否需要调整，若不需要调整，则执行s3，若分析需要调整，则依据地质成像重叠对比结果进行电磁传感器布设密度调整后再执行s3。

4、在上述方案的进一步优化中，电磁传感器布设密度是否需要调整分析如下：获取所述电磁传感器的规格型号，由此基于各电磁传感器的布设位置得到各电磁传感器的探测覆盖范围。

5、基于电磁传感器的布设位置将布设的电磁传感器形成相邻电磁传感器组，由此将各相邻电磁传感器组的探测覆盖范围进行对比，得到各相邻电磁传感器组的重叠覆盖区域。

6、在目标钻探区域构建三维坐标系，进而利用三维坐标系定位各相邻电磁传感器组对应重叠覆盖区域的端点坐标，并据此在电磁传感器所处布设位置的地质成像中划定重叠覆盖区域的地质成像。

7、将相邻电磁传感器所处布设位置的地质成像中重叠覆盖区域的地质成像进行重合对比，得到重合度。

8、将各相邻电磁传感器组对应重叠覆盖区域的地质成像重合度与预设的有效重合度进行对比，若某相邻电磁传感器组对应重叠覆盖区域的地质成像重合度小于有效重合度，则将该相邻电磁传感器组记为异常组。

9、统计异常组的占比率，并与设置的允许异常占比率进行对比，若异常组的占比率大于允许异常占比率，则分析电磁传感器布设密度需要调整，反之则分析电磁传感器布设密度不需要调整。

10、在进一步地优化中，电磁传感器布设密度调整参见下述过程：将异常组的占比率与允许异常占比率进行对比，通过表达式，计算布设密度调整程度，式中表示异常组的占比率，表示允许异常占比率，表示异常组的地质成像重合缺陷指数，具体计算为：将有效重合度分别与各异常组对应重叠覆盖区域的地质成像重合度与进行作差计算，得到各异常组对应重叠覆盖区域的地质成像重合差值，并进行均值计算，得到异常组的地质成像重合缺陷指数。

11、将电磁传感器的布设密度结合布设密度调整程度统计得到适配布设密度，统计表达式为，式中表示上取整。

12、按照适配布设密度进行电磁传感器布设密度调整。

13、s3、在利用钻探设备进行钻探过程中实时检测各电磁传感器所处布设位置的环境干扰水平，与此同时基于探测得到的测深曲线进行钻探深度符合分析，进而根据环境干扰检测结果和钻探深度符合结果进行电磁传感器频段调节。

14、作为上述方案的优选，电磁传感器频段调节过程如下：将各电磁传感器对应的环境干扰检测结果与其正常运行允许的环境干扰检测结果进行对比，若某电磁传感器对应的环境干扰检测结果大于正常运行允许的环境干扰检测结果，则识别该电磁传感器运行存在环境干扰。

15、基于各电磁传感器对应的环境干扰识别结果和钻探深度符合度评判是否需要进行频段调节。

16、当评判需要进行频段调节时将需要频段调节电磁传感器的环境干扰识别结果和钻探深度符合度导入调节算法，得到频段调节方式，算法中表示电磁传感器运行存在环境干扰，表示电磁传感器运行不存在环境干扰，表示电磁传感器对应的钻探深度符合度，表示达标钻探深度符合度，表示存在钻探异常指向且钻探异常指向为环境干扰，表示存在钻探异常指向且钻探异常指向为钻探深度不达标，表示不存在钻探异常指向且环境干扰集中在较低频段，表示不存在钻探异常指向且环境干扰集中在较高频段，表示且。

17、s4、在利用钻探设备进行钻探结束后汇总各电磁传感器生成的地质成像，并将同一电磁传感器生成的地质成像进行对比，识别各电磁传感器所在布设位置的地质分布状态。

18、s5、将各电磁传感器所在布设位置的地质分布状态进行综合重叠对比，获取目标钻探区域的地质分布状态。

19、结合上述的所有技术方案，本发明所具备的积极效果为：1、本发明在基于目标钻探区域的地质条件进行电磁传感器布设后通过启动电磁传感器进行钻探生成各电磁传感器所处布设位置的地质成像，并进行重叠对比，由此依据重叠对比结果进行布设密度调整，实现了电磁传感器布设之后的实测调整，使得电磁传感器布设密度更加合理，符合实际需求，进而能够更精确地捕捉地下结构，最大限度减少因理论布设与实际情况偏差而引入的探测误差，有助于提高探测的准确性和可靠性。

20、2、本发明在利用电磁传感器进行定向钻探过程中实时检测环境干扰水平，并基于探测得到的测深曲线进行钻探深度符合分析，由此结合二者进行电磁传感器频段调节，实现了电磁传感器的频段平衡调节，不仅能够最大限度减少外部干扰对探测结果的影响，提高探测精度，还尽可能保证探测深度的最大化，进而提高实时响应能力，减少人为干扰，提升勘探效率，从而更有效地完成定向钻探任务。

21、3、本发明在利用电磁传感器进行定向钻探结束后汇总各电磁传感器生成的地质成像，并将同一电磁传感器每次生成的地质成像进行对比，形成数据验证，由此识别各电磁传感器所在布设位置的地质分布状态，一方面有助于确保地质分析的可靠性和一致性，减少使用单一地质成像分析造成的探测误差，另一方面对比同一电磁传感器在不同时间点生成的地质成像可以评估传感器性能的稳定性。

22、4、本发明在识别各电磁传感器所在布设位置的地质分布状态后将其进行相邻电磁传感器的综合重叠对比，获取目标钻探区域的地质分布状态，一方面通过综合分析不同位置的地质信息，能够全覆盖地了解目标区域的地质构造、岩性分布、断层走向等关键特征，另一方面将相邻传感器的地质成像进行重叠对比，能够为重叠区域的地质结构提供验证方式，提高数据解释的准确性和可信度。