[发明专利]CDP电磁海洋数据获取和处理

说明书

描述了用于海洋CSEM数据的获取、处理和转换的方法和装置。根据本发明，该系统提供由布置在发射器周围的不同距离处的近区和部分布置在中间区中的多个接收器所同时测量到的响应的数据获取和处理。

CSEM(控制源电磁)勘探的一般方法是通过在海底上沿着直线定位多个电磁记录器来完成。强有力的电流源(发射器)被定位在船上，而且将电流脉冲推入浸在海水中的线缆中会产生电磁场，该电磁场诱发了海底结构中的电磁场。记录所生成的电磁场，以用于以后的分析。CSEM在例如US 2003/0052685A(埃林瑟等，2003)、US 6628119B1(艾德斯姆等，2003)、WO 02/14906A1(埃林瑟等，2002)、WO 03/034096A1(辛哈等，2003)、WO 03/048812A1(麦格雷戈等，2003)和WO 2007/053025(巴尔苏科夫等，2007)中被描述。

CSEM勘探的公知问题是将在海底结构中感应的期望电磁信号与源自地磁震动、潮汐、水流、风和浪涌的电磁信号以及由仪器(ADC(模数转换器)、电极漂移等)和移动发射器和接收器线缆而产生的其它内部信号相区分。所有这些信号都被记录并且通常被称作“噪声”。用于抑制噪声的公知技术通常称作“堆垛(stacking)”。

这种堆垛技术包括使用长而重复的测量，这降低了CSEM勘测的生产率。同时，该技术仅在噪声是时间的随机函数的情况才够能最小化噪声。很多时候，噪声源自不依赖于时间的源，例如，源自海底地形的局部异常、记录线的倾斜、水流等。在这些情况下，在时间上的堆垛是没有用的。

然而，在这些情况下，可以采用抑制噪声的另一种方式，即在空间域中的堆垛。这种方法被称为共深度点(CDP)或者在一些情况中被称为共中心点(CMP)，并被广泛用于地震学中。CDP方法的基本构思是从位于源和接收器的不同位置处的普通片层中堆垛(累积和平均)波的反射。此外，其假设层的边界轻微地倾斜(小于3度)。沙弗(US 4430643)于1984年提出将这种方法用于雷达数据的处理。贝洛夫等人证实了将CDP处理应用于探地雷达(GPR)的高频电磁(EM)数据的成功示例。

然而，地震学一方面与高频EM测深、另一方面与CSEM测深有着原则性的不同。雷达以非常高的频率范围进行工作(从10MHz到5MHz)，并且EM场对应于与地震场相同的波公式。在这种情况下，CDP地震技术能够被直接用在EM数据上。但是在这样高的频率范围内，EM场在导电的海水中和地下结构中非常快速地衰减，因此不能用于碳氢化合物的勘探。

斯特拉克(US 0071709A1，2008)已经提出了一种将被称为“共中心点”(CMP)的EM数据与随后的“常规时差校正(normal moveout correction)”进行累加的方法作为地震学方法。根据该方法，所有的EM测量均被重新计算成视电阻率并然后被取平均值。对于视电阻率的计算，使用后期的渐进和长距离(偏移)，实际上是通过大偏移的直流方式，并且不利用瞬态。因此，就考虑碳氢化合物而言，这种测探具有低的空间分辨率。

汤姆森等人(US 7502690B2，2009年)提出了主要作为地震数据的t-CSEM数据的处理(t-CSEM技术)。他提到，原则上，在t-CSEM技术中使用的EM场与地震场不同，但是仍然建议分析EM场的残留(其并不存在于扩散EM场中)，然后将数据与一些经验权重相堆垛。通过采用这样的限制，接收到的结果和它们的分辨率不能被检测。

本发明目的在于纠正或减小现有技术的至少一个缺陷。

该目的通过在下面的说明书和所附权利要求书中指定的特征来实现。

本发明的目的是提供用于获得关于海底碳氢化合物结构的更大数目的高质量数据的新的和改进的CSEM数据获取方法。

本发明的另一目的是提供新的和改进的CSEM处理方法，以便能够抑制由截面的局部地磁多相性、由仪器、水流等导致的噪声。

本发明的又一目的是提供抑制新的和改进的CSEM方法，该方法具有控制数据获取的过程与数据的处理同时进行的可能性。

本发明涉及用于电磁(EM)数据获取、处理和转换的新方法和设备，用于提供包含地下结构(地层)的信息和电特性(电阻率)的EM响应的有效累积(堆垛)。该信息能够与地震、测井和其它地质和地球物理数据一起来确定在油藏中是否有碳氢化合物或水。