重磁勘探课程设计

《重磁勘探》课程设计报告专业：勘查技术与工程班级：物探1003班姓名：李涛学号：201011020309指导教师：张春灌二〇一三年元月六日1《重磁勘探》课程设计任务书题目用Matlab语言编程计算多个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常学生姓名李涛学号201011020309专业班级物探1003:设计内容与要求包括：原始数据，技术参数，设计要求，说明书、图纸、实物样品的要求等内容：1、设计多个不同空间位置的球形矿体，并用Surfer等绘图软件绘制其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)；2、推导多个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式；3、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算；4、利用Surfer软件绘制计算结果的平面等值线图、阴影图等图件。要求：1、所设计的地质体必须2个以上，并且不能重叠；2、地质体的半径、埋深以及剩余密度不必统一，可在合理的情况下任意设置；3、本次课程设计内容应用Surfer软件设计，Matlab语言编程实现；4、根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件等，对所得结果做分析研究；5、提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。起止时间2012年12月29日至2013年1月6日指导教师签名年月日系（教研室）主任签名年月日学生签名年月日2目录第一章引言………………………………………………3第二章模型设计…………………………………………4第三章程序实现…………………………………………8第四章结果分析…………………………………………13第五章总结………………………………………………17参考文献…………………………………………………173第一章引言1.1课程设计目的和意义本次课程设计是《重磁勘探》学习的延续(独立设课），目的是巩固所学的重力和磁法勘探的理论知识，加深对基本原理的理解，会用所学程序设计语言（如Matlab，Surfer）等软件完成课程设计题目的程序编写、数据计算，利用现有绘图软件完成数据成图,对所得结果做分析研究，并且交一份报告。1.2课程设计内容两个不同空间位置的球形矿体在地面引起的重力异常。⑴、设计多个不同空间位置的球形矿体，并用Surfer等绘图软件绘制其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)；⑵、推导多个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式；⑶、利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现重力异常的计算。1.3课程设计要求设计两个不同空间位置的球形矿体，并画出其平面和主剖面空间位置示意图(假设地面水平)。推导两个不同空间位置的球形矿体在地面引起重力异常的计算公式，利用推导出的公式，用Matlab语言编程实现计算重力异常。根据所提供的课程设计报告格式编写报告，报告中应附上课程设计任务书，报告内容应包括所推导的公式、所编写的程序、结果图件以及对所得结果做的分析研究等。提交课程设计报告打印件一份和电子件一份。4第二章模型设计主要包括计算公式、模型参数、模型图件等。2.1主要公式及参数两个球形地质体产生异常的公式：232222222322321212113123222222222321212111)(34)(34)()(hYXhRGhYXhRGhYXhGMhYXhGMg球三个球形地质体产生异常的公式：232323233332322222223223212121131232323233323222222222321212111)(34)(34)(34)()()(hYXhRGhYXhRGhYXhRGhYXhGMhYXhGMhYXhGMg球若常数G取6.67*10-3，剩余密度σ的单位取g/cm3，半径R的单位取m，中心埋深h的单位取m，则重力异常Δg的单位为mGal。2.2模型图件及相对数值⑴.设计一①.两个球形地质体的参数：球1：半径：R1=50埋藏深度：H1=100球心坐标：（x,y)=(-150,-150)建立坐标x,y范围：x:-250250y:-250250球体密度：σ=0.5g/cm3球2：半径:R2=100埋藏深度:H2=150球心坐标：(x,y)=(100,100)建立坐标x,y范围：x:-250250y:-250250球体密度：σ=0.5g/cm3②.模型图件5图2——16图2——2⑵.设计二①.三个球形地质体的参数：球1：半径：R1=75埋藏深度：H1=75球心坐标：（x,y)=(-300,0)建立坐标x,y范围：x:-400400y:-400400球体密度：σ=0.5g/cm3球2：半径:R2=100埋藏深度:H2=100球心坐标：(x,y)=(0,200)建立坐标x,y范围：x:-400400y:-400400球体密度：σ=0.6g/cm3球3:半径：R3=150埋藏深度：H3=150球心坐标：（x,y）=(250,50)建立坐标x,y范围：x:-400400y:-400400球体密度：σ=0.8g/cm3②.模型图件7图2——3图2——48第三章程序实现主要包括Matlab程序语句，结果图件等。3.1运行程序语句及结果图件⑴.两个球形地质体产生异常的运行程序a=250;b=250;clf;GA=6.67e-003;DPI=3.1415926;P=0.5;R1=50.0;R2=100.0;H1=50.0;H2=150.0;M1=(4.0/3.0)*DPI*(R1^3)*P;M2=(4.0/3.0)*DPI*(R2^3)*P;x=-a:10:a;y=-b:10:b;fori=1:length(y)forj=1:length(x)z(i,j)=(GA*M1*H1)/(((x(j)+150)^2+(y(i)+150)^2+H1^2)^1.5)+(GA*M2*H2)/(((x(j)-100)^2+(y(i)-100)^2+H2^2)^1.5);endendaxis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]);colormap(flipud(winter));surf(x,y,z);saveqiu1.datz-ascii;saveqiu1z;⑵.两个球形地质体产生异常的结果图件9图3——1图3——210图3——33.2运行程序语句及结果图件⑴.三个球形地质体产生异常的运行程序a=400;b=400;clf;GA=6.67e-003;DPI=3.1415926;P1=0.5;P2=0.6;P3=0.8;R1=75.0;R2=100.0;R3=150.0;H1=75.0;H2=100.0;H3=150.0M1=(4.0/3.0)*DPI*(R1^3)*P1;11M2=(4.0/3.0)*DPI*(R2^3)*P2;M3=(4.0/3.0)*DPI*(R3^3)*P3;x=-a:10:a;y=-b:10:b;fori=1:length(y)forj=1:length(x)z(i,j)=(GA*M1*H1)/(((x(j)+300)^2+(y(i)-0)^2+H1^2)^1.5)+(GA*M2*H2)/(((x(j)-0)^2+(y(i)+200)^2+H2^2)^1.5)+(GA*M3*H3)/(((x(j)-250)^2+(y(i)-50)^2+H3^2)^1.5);endendaxis([-a,a,-b,b,min(min(z)),max(max(z))]);colormap(flipud(winter));surf(x,y,z);saveqiu1.datz-ascii;saveqiu1z;⑵.三个球形地质体产生异常的结果图件：图3——412图3——5图3——613第四章结果分析主要包括制图流程、各种图件，并做简要分析。4.1制图流程⑴.先在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球体的坐标，以及球体的半径，如图（2——1）和图（2——3）；⑵.在Surfer软件上设计地下地质球体，绘制一幅图，给出球形地质体的埋藏深度，如图（2——2）和图（2——4）；⑶.在Matlab软件上输入程序的语言，然后运行程序语言，得出球形地质体在地面产生异常的立体图，如图（3——1），图（3——2），图（3——4），图（3——5）；⑷.在Surfer软件上显示地质异常的渐变等值线图，如图（3——3），图（3——6）。4.2结果图件图4——114图4——2图4——315图4——4图4——54.3结果分析⑴.以上图（4——1）到图（4——5），不同地下球形地质体在地面产生地质异常的情况，观察图（4——1）到图（4——4），可以看出不同的地下球形地质体在地面产生的异常不同；16⑵.观察图（4——1）和图（4——3）对比两个球体或者三个球体产生的异常，可以发现，埋藏深度越浅的球形地质体，其在地面产生的异常越明显，而且半径越大的地质体其在地表产生的异常形状越大；⑶.观察图（4——2）和图（4——4）可知，其半径越大的地下球形地质体产生异常的范围越大；⑷.图（4——5）为地质体产生异常的等值线图，可以看出其产生异常曲线是围绕着球形地质体的半径不等的同心圆。17第五章总结本次的《重磁勘探》课程设计给我们提供了一个很好的实践平台，让我们学到许多课本上没有的知识，而且让我们在学习使用软件操作的同时也对课本知识加以巩固。本次的课程设计使我对Matlab软件和Surfer软件有了进一步的了解，了解了它的使用方法，以及它的功能，我们可以用Surfer软件绘制图样，以显示地质体的埋藏深度和它的地质坐标。而且可以用它来显示最后得出重力异常的渐变等值线图。我们学会了怎么使用Matlab软件来运行程序以及显示最后的成果图件，即重力异常立体图件。总之，这次课程设计使我们在学习到一些课外知识的同时巩固了课本知识。本次实验同学之间以及同学与老师之间也进行了大量的沟通，使我们出现的问题能够及时的解决，也加深了我们与老师和其他同学的感情，对以后的学习有很大的帮助。总之，本次课程设计我是受益匪浅，我希望学校和院系以后能够为我们提供更多的像这样的实践平台，来提升我们的基础知识和实践能力。参考文献[1]黄仲良.石油重、磁、电法勘探[M].北京：中国石油大学出版社,2008年.