[发明专利]用于烃储集层绘制的方法以及执行该方法时所用的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于绘制海底烃储集层的方法和装置，更明确地，通过基本 上垂直方向浸没的反射器产生具有清晰终端的间歇电流脉冲，通过使用横磁 模式(TM模式)的电磁场源来记录由浸没于水中的一或多个接收器测量出 的TM响应来绘制，且其中在切换电磁场中的电流时的时间间隔中，由浸没 的且基本上垂直定向的接收器来测量这些脉冲产生的电磁场。电磁场源的天 线与接收器天线之间的距离比目标物体的深度小。

背景技术

地震学是在绘制可能含油地区以用于石油勘探时通常使用的技术。地震 数据提供关于位于地下沉淀物中的烃结构的存在、位置和形状的信息。然而， 地震勘查通过记录响应地下岩石的力学性质的弹性波的速度来提供关于结 构的信息，但是地震数据未揭示太多在该结构中存在的孔隙溶液的性质。

关于参考，请参看本发明的说明书后面的完整的参考书目录。

钻出海上勘探井来确定是否存在石油或气体形式的烃，但是与此相关的 成本非常高并且并不能保证在钻出的结构中找到烃。在这种情况下，可以通 过电磁(EM)方法获得关于储集层处的内容的基本额外信息。

可以将含有烃储集层的近海沉淀结构的典型和最简单的电模型表示为 具有1-2Om的典型电阻率的导电半空间，其中含有10-100m厚度的层的密 封的薄的电阻性石油或气体具有20-100Om的电阻率。电阻性层的典型深度 为约500-5000m。沉积物被具有0.25-0.3Om的电阻率的更导电的海水以及 不导电的空气所覆盖。在勘探烃的所有电磁方法中使用较大电阻率的烃承载 容器作为石油和气体的存在的主要指示器。

大地电磁(MT)勘查是岸上EM应用中广泛使用的熟知方法。有时将 MT方法用于海上应用。MT方法使用通过太阳风与主要地磁场之间的相互 作用激发的自然地磁变化。

通过MT场的性质来解释相对于电阻性烃层而言低敏感度的MT方法。 大地电磁场是从大气降下并通过地球垂直传播作为TE场(TE＝横向电)的 平坦波。熟知的是，TE场对密封于较导电结构中的薄的水平电阻性层不敏 感。此在以下说明。因此，MT方法在勘探烃的海洋EM中用途有限。

与MT方法不同，基于CSEM的方法(受控源电磁方法)使用两个TE 场(有时称为感应模式)和TM(横向磁)场(有时称为电流模式)。CSEM 方法最经常用于海洋EM勘探中，因为他们对薄的密封电阻性层比较敏感。 根据反射器和接收器的类型，使用不同模式(配置)的CSEM方法。以下， 术语反射器和接收器指定电磁场的源和探测器。以下说明一些现存配置。

所使用的最常用CSEM系统由接收大电流水平电缆(反射器)(该电 缆可以被放置在海床上或靠近海床)和安装在海床上或靠近海床的距离反射 器不同距离的水平电接收器组成。在一个测量周期，可以将这些系统永久地 安装在海床上，或者可以将其拖到船后面。在一些配置中，这些系统伴有 EM场的磁分量的测量。这些系统由在海底电缆中产生强交流电的反射器和 一组以频域或时域执行电磁场的测量的接收器组成。

这些系统的最重要特征在于在反射器与接收器之间需要较大的偏差，目 标深度的5-10倍，即，5-10公里。仅仅在这些条件下可以抑制海水的屏 蔽效应和测量出合适的信号。

另外，如以下将说明，实际上，使用上述CSEM配置的所有现存配置 既不能提供揭开和检查在大于3000米的深度密封的烃承载目标区域所需要 的解决方法，而且不能提供在烃层的厚度和电阻率不充分的情况下所需要的 解决方法。此限制是基于CSEM配置的所有现存发明的主要缺点。

本发明的目标在于补救或减少先前技术的缺点中的至少一个。

通过以下说明书和随后的权利要求中所陈述的特征来实现该目标。

发明内容

本发明描述由用于为了定位储集层、检查其几何形状和确定在该储集层 中是否存在烃或者水的目的而电磁探测的方法和系统组成的新颖系统。如果 从地震或其他数据知道该区域和其几何形状，那么也可以使用该方法。

所提出的发明的目的在于同样在超过3000米的深度记录储集层，增加 由勘探烃承载目标的电磁方法所产生的结果的解决方法以及增加勘查的效 率。为了增加成功性，建议仅使用电流模式(TM模式)的电磁场，此相对 于密封于较导电地层中的电阻性目标而言具有最大的敏感度。以下实例说明 所提出的发明的优点。