[发明专利]一种浅海瞬变电磁海空探测及其解释方法有效

专利信息
申请号: 201510377484.6 申请日: 2015-07-01
公开(公告)号: CN105158808B 公开(公告)日: 2017-10-31
发明(设计)人: 李貅;戚志鹏;周建美 申请(专利权)人: 长安大学
主分类号: G01V3/12 分类号: G01V3/12
代理公司: 西安恒泰知识产权代理事务所61216 代理人: 李婷
地址: 710064 陕西省*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 浅海 电磁 探测 及其 解释 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及地球物理勘探领域,特别是涉及了一种浅海瞬变电磁海空探测及其解释方法。

背景技术

我国拥有37万多平方公里领海、473万多平方公里海洋国土。海底蕴藏有大量的石油和天然气,仅大陆架可采石油储量就相当于陆地储量的3倍以上。近年来,随着对陆上资源逐步枯竭的忧虑和科学技术的高速发展,海洋因其经济上的巨大潜力和战略上的重要地位越来越被人们所重视,海底的油气勘探开发越来越受到世界各国的重视开发和利用海洋油气资源对发展我国国民经济,提高国家综合实力,都具有重要而深远的意义。

海洋可控源电磁法(CSEM)具有提供海底地层电阻率空间分布的能力,在油气层识别和海底矿产探测方面发挥着重要作用,已发展成为海上勘探的一种重要方法。

目前,国际上通用的海洋可控源电磁法主要有4种装置类型:

深拖拽水平发射-固定阵列接收装置是最常见的海洋电磁法装置,其采用海底随船拖拽发射水平偶极源(位于海床上方30-100米处)、接收机固定于海床的接收系统(Constable,2010)。这种深拖拽发射-海底固定阵列接收装置有着明显的缺点:(1)采用水平电偶极源必须使用大收发距,采集的数据体积效应严重,分辨率低。(2)发射源一般位于海床上方30-100米,接收机位于海床表面,在大水深和大收发距的情况下,操作极其复杂,工作效率非常低。(3)从海面投放接收机到海底过程中其位置会发生变化,接收机位于海床表面时无法自身定位,采集的数据无法准确定位。(4)接收机回收困难,丢失严重,造成勘探成本增加。

深拖拽水平发射-水平接收装置是另一种常见的海洋电磁法装置,其采用海底拖拽发射水平电偶极源、海底拖拽布设可移动的接收装置,该装置可以采用一条船同时拖拽发射、拖拽接收的工作方式,发射、接收装置均位于海床上方30-100米处。相对前述的深拖拽水平发射-固定阵列接收装置,该装置主要早接收机灵活性上进行改进,相比海底固定接收装置效率高且成本低。然而,这也带来了其他方面的不足,就是该系统仅适合接收inline方向的数据,对broadside和azimuth方向的数据无法采集,因而较适合进行二维勘探。

海底垂直发射-垂直接收装置正是针对上述两类主要装置需要大收发距的缺点而设计的。这种装置在海水中放置垂直电偶极发射源,在海底布设阵列接收。但这种装置也不能够解决所有问题:虽然垂直源不产生空气波,但水平源存在空气波,而且水平源的水平电场要比垂直源的垂直电场在晚期大2到3个数量级,即使在垂直源倾斜0.05度的情况下,空气波增大了20%,这对源和接收之间的倾角提出了非常苛刻的要求;而且在海水中布设垂直发射、垂直接收装置本身就十分困难,这种装置形式决定了不能采用船只拖曳进行勘探,每次测量时需要重新配置发射接收设备,因此工作效率较低。

浅拖拽水平发射-水平接收装置是针对海底深拖拽发射-固定或拖拽接收装置工作效率低下的缺点而设计的。该装置主要用于浅水域勘探(设计水深范围50米-400米)。研究表明,在浅水域,相比深拖拽装置,浅拖拽装置接收的早期信号要弱,但是在晚期,也是高阻油气藏异常显示时间区域,两种拖拽装置的响应是非常相似的。因此,浅拖拽装置相比深拖拽装置有着显著的优点。然而,浅拖拽装置依然是一种拖拽发射-接收装置,依然无法规避拖拽系统的固有缺点,既:只能接收inline方向的数据,不能实现接受发射的最佳耦合;异常响应仍然分布在大收发距区域,体积效益明显;不能实现扫面式的三维探测,探测的工作效率不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷,提供一种浅海瞬变电磁海空探测装置及其与之相适用的解释方法,提高数据采集的效率以及解释精度。

本发明通过以下技术方案实现:

一种浅海瞬变电磁海空探测及其解释方法,包括以下步骤:

步骤S1,利用拖船和导线拖拽单一或多个电偶极源作为海空瞬变电磁发射源;利用有人或无人直升机搭载接收设备进行数据采集;采用伪随机编码波形作为海空瞬变电磁发射源的控制波形;

步骤S2,采用多源视电阻率定义方法进行定性解释并为后续偏移成像提供虚拟波场速度分析;利用扫时波场变换实现扩散场到虚拟波场的转换;基于克希霍夫积分实现海空瞬变虚拟波场的偏移成像;采用逆合成孔径方法对海空波场偏移数据进行相关叠加处理提高虚拟波场的分辨率。

进一步地,所述的步骤S2中,采用多源视电阻率定义方法具体为:

采用泰勒展开将磁感应强度的积分表达式展成级数形式,忽略二次项,取其线性主部,建立起迭代关系的视电阻率定义式。

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