[发明专利]MTEM参数的优化

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于估计地球对于电磁脉冲的响应从而来探测含烃地层与含水地层(water-bearing)的多瞬态电磁(MTEM)测量技术。特别是，本发明涉及多瞬态电磁(MTEM)测量的参数的优化方法。

背景技术

多孔岩石浸透了液体。该液体可能是水，气，油或者三者的混合物。地球中电流的流量由这些岩石的电阻率决定，该电阻率受渗透液体影响。例如，渗透盐水的多孔岩石的电阻远小于浸透了烃类的相同多孔岩石。通过测量地质构造的电阻率，可以确定是否有烃类存在。这是很有用的，因为如果使用其他方法例如地震探测的测试显示地质构造潜在地含有烃类，可在钻孔之前利用电阻率测量来提供关于地质构造是否实际上包括烃类或者是否主要含水的指示。

一个基于电阻率技术确定烃类的实例中使用了时域电磁技术。常规的，时域电磁勘测使用发射器和一个或多个接收器。该发射器可以是电源，也就是是接地的双极，或者磁源，例如单线圈或者多线圈中的电流。接收器可以是用于测量电势差的接地双极，或者用来测量磁场和/或磁场的时间导数的单线圈、多线圈或者磁力计。所发射的信号通常由电源或磁源中电流的阶式变化形成，但是可能使用任何瞬时信号，例如，伪随机二进制序列(PRBS)。伪随机二进制序列(PRBS)是一个在伪随机时刻在两个电平间转换的序列，这些时刻是基本时间步长Δt的整数倍。伪随机二进制序列(PRBS)的转换频率为f_s＝l/Δt，伪随机二进制序列(PRBS)具有宽的频率带宽，其上限为转换频率f_s的一半。

近年来，研究出的一种基于多信道瞬态电磁信号的新的测量技术发展良好。文章“Hydrocarbon detection and monitoring with a multichannel transientelectromagnetic(MTEM)survey”，Wright，D.，Ziolkowski，A.和Hobbs，B.，(2002)，The Leading Edge，21，852-864，描述了多信道瞬态电磁方法。在该情况中，有通常为电流的电源作用在一对接地电极之间，还有接收器，通常测量线路上电极间的电势差。同样在WO03/023452中也有描述。

多瞬态电磁测量生成某方面类似于地震反射波和地震折射波数据的地球物理学数据。然而，地球中电流的扩散实质上不同于声波在相同地球中的传播，并且所产生的响应完全不同，特别是响应的偏移和过载电阻率的变化轮廓。MTEM测量技术的目的是得到地下电阻率变化的布局图。产生这种布局图的能力完全依靠所进行的测量的质量。本发明意识到这一点并且建立了用于MTEM数据质量控制的框架来获得用于后续处理和反演制作地下电阻率布局图的优质数据。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种优化电磁测量的方法，包括在电流双极源上施加电流，在一个或多个电压双极接收器上接收信号，并且记录该接收信号，其特征在于该方法涉及作为源-接收器间距的函数变化一个或多个获得参数。

本发明的实现在于MTEM测量的优化数据获得参数能够作为源-接收器间距的函数明显变化。这是先前没有意识到的。这种实现允许优化测量参数的选择，这里先前仅仅使用经验和推测因素。这一点在本领域是明显的进步。

变化的获得参数可能是在源处的转换频率f_s和记录系统中的采样频率f_r中的至少一个。转换频率f_s和采样频率f_r与源-接收器间距的平方成反比，因此，在这种情况下，改变转换频率和/或采样频率的步长可能与源-接收器间距的平方相反地变化。

源电极间的间距和接收器电极间的间距可以是变化的，优选的作为目标测量深度的函数。

根据本发明的另一个方面，提供了电磁测量系统，包括电流双极源，一个或者多个电压二元电极接收器，和记录接收到的信号的记录器，其特征在于由源和/或每一个接收器使用的一个或多个获得参数被选作源-接收器间距的函数。

获得参数可能是在源处的转换频率f_s和记录系统中的采样频率f_r中的至少一个。转换频率和/或采样频率可能被选择为与源-接收器间距的平方相反。

优选地，提供多个接收器并且源可操作的用来提供多个不同频率的电流，每一个频率被选作从源到一个接收器的间距的函数。

该源可操作地用来提供在不同带宽范围内的电流信号。作为替换，该源可能包括不同的源，每个源可操作用来以不同频率带宽提供电流。