[发明专利]用于利用电磁源检测岩层中的断裂的系统和方法

权利要求书

1.一种用于检测岩层中的断裂或断裂区块的表面电磁(EM)勘探系统，所述系统包括：

电磁源，其被配置成在岩层的附近或其表面处生成电磁场，其中所述电磁源包括设置在所述表面附近或者设置在所述表面处的一个或多个电偶极源，以生成基本上垂直的电场；

与电磁源相关联的电磁接收器，所述电磁接收器被配置成测量岩层表面处的电磁场的分量；以及

处理器，其被配置成把在电磁接收器处测量的电磁场的所测分量转换成电磁源的每单位磁矩的电磁场响应，其中所述电磁场响应提供关于所述断裂或断裂区块的特性参数的信息。

2.根据权利要求1的系统，其中，所述一个或多个电偶极源被垂直地布置在岩层内的距离表面的浅深度处。

3.根据权利要求1的系统，其中，所述电磁源包括水平地布置并且围绕中心点径向地指向的多个电偶极源，从而在所述中心点下方产生基本上垂直的电场。

4.根据权利要求1的系统，其中，所述断裂或断裂区块的特性参数包括所述断裂或断裂区块的指向、所述断裂或断裂区块的位置、所述断裂或断裂区块的大小、或者所述断裂或断裂区块的范围、或者其任意组合。

5.根据权利要求1的系统，其中，所述电磁接收器包括被配置成在时域内或者在频域内进行测量的一个或多个电场或磁场接收器。

6.根据权利要求1的系统，其中，所述电磁接收器被配置成在使得岩层断裂之前测量所述电磁场的分量以获得第一电磁响应，并且在使得岩层断裂之后测量所述电磁场的分量以获得第二电磁响应，其中使得岩层断裂包括将导电流体注入到岩层中，以通过取代自然存在于岩层内的导电性较低的流体来提高岩层的电导率。

7.根据权利要求6的系统，其中，所述电磁源和电磁接收器被布置在一条线内，所述电磁源和电磁接收器被沿着这条线移动，其中由电磁接收器接收的电磁场的分量沿着这条线。

8.根据权利要求6的系统，其中，所述电磁源和电磁接收器被布置在与沿其移动所述电磁源和电磁接收器的线基本上垂直的一条线中。

9.根据权利要求1的系统，其中，所述电磁场响应提供关于断裂区块几何结构的信息，包括指向、范围或密度或者其任意组合。

10.一种用于利用表面电磁(EM)勘探系统检测岩层中的断裂或断裂区块的方法，所述方法包括：

利用电磁源在岩层的附近或其表面处生成电磁场，所述电磁源包括设置在所述表面附近或者设置在所述表面处的一个或多个电偶极源，以生成基本上垂直的电场；

利用与电磁源相关联的电磁接收器测量岩层表面处的电磁场的分量；以及

利用处理器把在电磁接收器处测量的电磁场的所测分量转换成电磁源的每单位磁矩的电磁场响应，其中所述电磁场响应提供关于所述断裂的特性参数的信息，其中所述断裂或断裂区块的特性参数包括所述断裂或断裂区块的指向、所述断裂或断裂区块的位置、所述断裂或断裂区块的大小、或者所述断裂或断裂区块的范围或者其任意组合。

11.根据权利要求10的方法，其中，利用电磁源生成电磁场包括利用被垂直地布置在岩层内的距离表面的浅深度处的一个或多个电偶极源生成基本上垂直的电场。

12.根据权利要求10的方法，其中，利用电磁源生成电磁场包括利用水平地布置并且围绕中心点径向地指向的多个电偶极源生成基本上垂直的电场，从而在所述中心点下方产生基本上垂直的电场。

13.根据权利要求10的方法，其中，所述测量包括通过电磁接收器在使得岩层断裂之前测量所述电磁场的分量以获得第一电磁响应，并且在使得岩层断裂之后测量所述电磁场的分量以获得第二电磁响应，其中使得岩层断裂包括将导电流体注入到岩层中，以通过取代自然存在于岩层内的孔隙、裂缝和断裂中的导电性较低的流体来提高岩层的电导率。

14.根据权利要求13的方法，还包括将电磁源和电磁接收器布置在沿其移动所述电磁源和电磁接收器的一条线内，由电磁接收器接收的电磁场的分量沿着这条线。

15.根据权利要求13的方法，还包括将电磁源和电磁接收器布置在与沿其移动所述电磁源和电磁接收器的线基本上垂直的一条线中。