[发明专利]地-井时频电磁勘探数据采集装置及方法

权利要求书

1.一种地-井时频电磁勘探数据采集装置，包括大功率脉冲发射源控制装置(1)、发射天线(2)和井中电磁信号接收采集装置(5)，所述井中电磁信号接收采集装置(5)通过测井电缆与地面上的仪器车(4)连接，所述仪器车(4)控制井中电磁信号接收采集装置(5)在井中的深度位置，其特征在于，

所述大功率脉冲发射源控制装置(1)向发射天线(2)提供大功率脉冲激励电流(3)；所述发射天线(2)通过接地长导线两端的接地电极将大功率脉冲激励电流(3)直接馈入地中，或者通过接入绕井方形大回线或绕井圆形大回线激励电磁场；所述井中电磁信号接收采集装置(5)包括数据采集和传输装置(6)、一对三分量磁场传感器(7)和垂直分量电场传感器(8)，所述一对三分量磁场传感器(7)分别设置于数据采集和传输装置(6)的上端和下端，所述电场传感器(8)为安装于数据采集和传输装置(6)上端和下端的一对不极化电极环或电极块，所述数据采集和传输装置(6)的磁场数据通道和电场数据通道分别与三分量磁场传感器(7)、电场传感器(8)相连接；

所述三分量磁场传感器(7)为三个相互正交的磁感应线圈或三分量磁通门传感器；

所述一对三分量磁场传感器(7)相距10m，所述电场传感器(8)的一对不极化电极环或电极块相距10m。

2.根据权利要求1所述的地-井时频电磁勘探数据采集装置，其特征在于，所述发射天线(2)为以井眼为中心的两条相互正交接地长导线或绕井方形大回线或绕井圆形大回线。

3.根据权利要求2所述的地-井时频电磁勘探数据采集装置，其特征在于，所述接地长导线的长度为1000m～10000m，所述大功率脉冲发射源控制装置(1)通过换向开关向两条接地长导线交替供电。

4.根据权利要求2所述的地-井时频电磁勘探数据采集装置，其特征在于，所述绕井方形大回线的边长为500m～3000m，所述绕井圆形大回线的半径为500m～1000m。

5.采用上述权利要求1～4中任一权利要求的地-井时频电磁勘探数据采集装置的数据采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、所述大功率脉冲发射源控制装置(1)持续发射大功率脉冲激励电流(3)，经所述发射天线(2)的接地电极传至地中并在地中激励感应电磁场，使得地下介质产生感应涡流，所述感应涡流逐渐向半空间地下扩散和衰减，扩散的速度和衰减的幅度与地下介质的电导率有关；

b、所述三分量磁场传感器(7)和电场传感器(8)在待测井段按一定的点距逐点采集步骤a中感应涡流产生的磁场分量和垂直电场分量，并传输至所述数据采集和传输装置(6)的磁场数据通道和电场数据通道，得到电磁数据；

c、所述数据采集和传输装置(6)将步骤b的电磁数据通过测井电缆传输至地面的仪器车；

d、将步骤c中由测井电缆传来的数据在仪器车中记录，并经过叠加处理，得到时间序列数据；

e、在时间域或频率域处理步骤d中的时间序列数据，得到各测点的电磁场量和磁场梯度，提取与地层电学性质有关的参数；

f、将步骤e的各测点的电磁场量和磁场梯度进行反演成像，获取井周径向一定距离范围内的地层电阻率分布。

6.根据权利要求5所述的地-井时频电磁勘探数据采集方法，其特征在于，步骤a中，所述大功率脉冲激励电流(3)的波形为归零半占空双极型方波或占空比为零且有正负极性的伪随机脉冲序列，所述方波周期或单位脉冲宽度为0.01～64s。

7.根据权利要求5或6所述的地-井时频电磁勘探数据采集方法，其特征在于，在步骤b中，每个测点测量和记录10～50周期的磁场信号和电场信号。

8.根据权利要求7所述的地-井时频电磁勘探数据采集方法，其特征在于，根据步骤f得到的地层电阻率分布指示地层电阻率的各向异性特性，提供地层的产状和井眼偏移的信息，并实现对储层参数的解释与评价。