基于双频磁共振的未知拉莫尔频率地下水探测方法

• 作者: 刘健楠 嵇艳鞠 田宝凤 蒋川东
• 来源期刊: 地球物理学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 磁共振测深 拉莫尔频率 偏共振 地下水
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 应用地球物理
• 页码范围: 4244-4255
• 页数: 12页
• 分类号: P631
• 语种: 中文
• DOI: 10.6038/cjg2020N0389

摘要

在利用地面磁共振方法进行地下水探测时,要求发射频率与拉莫尔(Larmor)频率相同.由于地磁场的不均匀性和噪声干扰,实际测量时无法获得准确的Larmor频率,导致发生偏共振现象.如果假设磁共振或频率偏量未知时,反演得到的含水量和弛豫时间(T2)将存在较大误差.为了解决未知Larmor频率情况下的准确探测问题,本文在频率环测量方案的基础上提出了双频磁共振探测方法,即只需知道Larmor频率的范围区间,通过区间外的两个频率进行偏共振激发,利用频率差值的一半作为频率偏量计算核函数,即可消除未知Larmor频率的影响.通过仿真实验,证明了在电阻率大于100Ωm时,双频磁共振和偏共振的核函数偏差较小.对于双层含水层模型,双频磁共振和偏共振的信号偏差小于3 nV,因此得到双频磁共振信号可以用偏共振核函数进行反演.通过对假设磁共振、假设偏共振和双频磁共振反演结果的对比,可以得到在未知频率偏量和设定频率偏量改变时,双频磁共振均能得到准确的反演结果.但是,当环境噪声增加和电阻率降低时,反演结果的准确度降低.最后,通过长春市烧锅镇采集数据的反演结果与已知钻探资料进行对比,验证了双频磁共振探测方法的有效性和准确性.