專利名稱：基于磁場導(dǎo)數(shù)環(huán)流測量的近海烴電磁勘探方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
描述了一種近海烴的電磁勘探系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括產(chǎn)生電磁能量并將電流注入垂直的浮點電纜(flooded cable)的發(fā)射機。由該電流在介質(zhì)中產(chǎn)生的感應(yīng)垂直電流時間導(dǎo)數(shù)的響應(yīng)被一系列磁力計測量。所測量的響應(yīng)對目標(biāo)的電阻率很敏感，其被提出用來尋找和確認(rèn)烴藏。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，已知且應(yīng)用了一些用于烴探測的可控源電磁(CSEM)方法。它們或者使用由船牽引的水平電纜作為發(fā)射機(SBL、MTEM、CSEMT和其他方法；例如參見美國專利第 4，617，518號，斯?fàn)柖骺ǖ牡?，522，146號，他西的第5，563，513號，艾德斯姆的第0027130 號，第 0052685 號，第 0048105 號，第 6，859，038 號，第 6，864，684 號，第 6，628，119 號等；麥格雷戈的第2006132137號和第7，337，064號等；利西岑的第2008/189042等；瑞特的歐洲專利第EP1，425，612號等。同樣參見麥格雷戈和辛哈的國際公開第W003/048812號，麥格雷戈的第 W02004049008 號，第 GB2395563 號，第 AU2003^55 號，康蒂的第 US6，842，006 號等，以及參考文獻目錄中引用的出版物)，或者使用由船固定或牽引的垂直電纜作為發(fā)射機 (MOSES, TEMP-VEL/TEMP-OEL ；例如參見1981年的愛德華茲等，1985年的愛德華茲等，挪威專利巴爾蘇科夫的第323889號(等同于W02007/053025A1)，和參考文獻中引用的其他出版物)。所有用于勘探的電磁(EM)方法使用的烴目標(biāo)的主要特性是它比主巖有更高的電阻率。由大地電勘探理論可知，對于這樣一個目標(biāo)，最大的靈敏度由電磁場的電流模式提供。如在MOSES、TEMP-VEL/TEMP-OEL和VES0TEM方法中(沙夫等，1992年；巴爾蘇科夫等， 2006年；利西岑等，2008年)，可以通過垂直海底電纜注入的電流在海水中激發(fā)電流模式。在TEMP-VEL和TEMP-OEL方法中，由電極測量的垂直電場用來決定介質(zhì)響應(yīng)。這些方法中使用的時域和近區(qū)在淺海和深海中都能探深。TEMP-VEL/TEMP-OEL覆蓋了非常寬的深度范圍，且關(guān)于烴目標(biāo)提供最佳的分辨率。然而它們有一個缺點，緣于在測勘海洋時常用的非極化電極的漂移和固有噪聲。在MOSES方法中，磁場的兩個水平分量在頻域中測量，方位角分量用于介質(zhì)響應(yīng)的決定。由于頻域和磁場的快速減弱，這種方法相比于TEMP-VEL/TEMP-OEL和VES0TEM具有較小的探測深度范圍和對處于深處的目標(biāo)有較低的分辨率。VES0TEM方法用通過海床上的非極化電極獲得的電場的兩個水平分量來操作。 VES0TEM方法不用電場的垂直分量。在與MOSES和VES0TEM方法同樣的方式中，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法使用連接至發(fā)電機的垂直電導(dǎo)體。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中，當(dāng)響應(yīng)被應(yīng)用，結(jié)構(gòu)中感應(yīng)了電場的垂直分量，它在電流脈沖之間的暫停中被記錄。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中使用的時域和近區(qū)給出了在淺海和深海中實施探深的可能性。因此，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法覆蓋較寬的深度范圍，對于烴目標(biāo)提供改善的分辨率。正因如此，本發(fā)明以TEMP-VEL/TEMP-OEL方法作為它的出發(fā)點。注意到這點很重要，基于通過接觸電極測量電場的所有方法都有嚴(yán)重的缺陷，緣于在近?？碧綍r通常用的非極化電極的漂移和固有噪聲。最受歡迎的SBL方法使用水平發(fā)射機電纜和提供最大測量信號的水平接收機，然而他們有最小的分辨率和探測深度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于糾正或減少至少一項現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。該目的通過以下說明書和接下來的權(quán)利要求書中描述的特征來實現(xiàn)。提供了一個發(fā)明，結(jié)合垂直電纜作為發(fā)射機，以一種涉及到現(xiàn)有技術(shù)的先進的方式，在時域的近區(qū)和磁感應(yīng)的方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流測量。本發(fā)明應(yīng)用垂直電纜作為發(fā)射機，在時域的近區(qū)和磁感應(yīng)的方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流測量，因此結(jié)合TEMP-VEL/TEMP-OEL和MOSES方法所有的優(yōu)點成為一個新方法的可能性被提出。電場垂直分量EZ的測量或者由海水中電極決定的簡單的垂直電纜產(chǎn)生，或者由直接接觸海水的特殊結(jié)構(gòu)的電子傳感器(康斯特布爾，2005年，2008年)產(chǎn)生。在實際發(fā)明中，介質(zhì)中感應(yīng)的垂直電流的瞬變代替了 TEMP-VEL/TEMP-OEL、 VES0TEM方法和其他方法中使用的垂直電場被提出來被測量。巨大的環(huán)形線圈或者感應(yīng)線圈的磁力計環(huán)形鏈被提出用于這樣的測量。圖1中示出了這種系統(tǒng)的草圖。無需電極， 該系統(tǒng)測量磁感應(yīng)的方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流，且這對應(yīng)于垂直定向電流(directed electrical current)的時間導(dǎo)數(shù)?？睖y過程的總體方案如下一艘船被移到被認(rèn)為或是已知含有地下烴藏的輪廓或區(qū)域上方。根據(jù)起止的狀態(tài)執(zhí)行勘測。當(dāng)船到達特殊的點，船和輔助船只在發(fā)射機點周圍的一定距離的海底沿徑向線安裝了巨大的環(huán)形線圈或感應(yīng)線圈磁力計系統(tǒng)。所有的磁力計垂直朝向徑向線，以提供
(^—J&M/i的測量，也就是說，磁場的方位角分量&的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流沿著在垂直發(fā)射
機電纜周圍的環(huán)形的等位線L。這個環(huán)流決定經(jīng)過等位線內(nèi)部區(qū)域的總垂直電流的時間導(dǎo)數(shù)(見圖1)。然后，船將垂直發(fā)射機電纜潛入發(fā)射機點，并開始注入連續(xù)的一串步進式交流電流。在20到60分鐘內(nèi)進行測量，以提供可接受的信噪比。然后，整個系統(tǒng)被移到另一個位置。該方法的優(yōu)點通過以下實現(xiàn)a)應(yīng)用加在垂直發(fā)射機電纜上的電流產(chǎn)生的電磁場的電流模式。b)垂直電流的時間導(dǎo)數(shù)的測量在時間和距離上滿足近區(qū)條件0 < R << QntPaZ^ci) 1/2，其中t是過了關(guān)閉發(fā)射的電流的最近脈沖之后的時間；μ。= 4 π 10_7H/m ；以及P a是底層的視在電阻率。來自時間導(dǎo)數(shù)的垂直電場的確定和有隨后說明的對于時域中截面的 EM響應(yīng)的計算。本發(fā)明的主要優(yōu)點如下本發(fā)明的一個優(yōu)點在于，提供了一種基于介質(zhì)中由垂直發(fā)射機電流激發(fā)的磁場時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的測量，用于在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的區(qū)域中的海底下面的地下中的電阻式目標(biāo)的EM勘探方法和裝置。本發(fā)明另一個優(yōu)點是，一種通過介質(zhì)中由來自垂直發(fā)射機的電流脈沖感應(yīng)的垂直電流時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的非接觸測量的使用來檢測和追蹤由儲存庫規(guī)定的EM異常的方法的提供。本發(fā)明又一個優(yōu)點是，一種根據(jù)介質(zhì)中由垂直發(fā)射機電流脈沖激發(fā)的磁場的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的測量的轉(zhuǎn)換和一維反演來在水平和垂直方向上構(gòu)建儲存庫幾何形狀的電阻率ρ (x，y，h)的綜合圖像的方法的提供。本發(fā)明的一個方面中，固定在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的區(qū)域內(nèi)的某個位置上的發(fā)射機注入電流脈沖到埋在海水中的垂直電纜中。置于距離發(fā)射機一定距離(位移)的海底上的至少一個環(huán)形接收機執(zhí)行介質(zhì)中感應(yīng)的磁場方位角分量時間導(dǎo)數(shù)環(huán)流測量?？蛇x地，固定在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的區(qū)域內(nèi)的某個位置上的發(fā)射機注入電流脈沖到埋在海水中的垂直電纜中。固定在與發(fā)射機等距的點上的海底上的多個接收機被布置為嚴(yán)格同步地執(zhí)行介質(zhì)中感應(yīng)的磁場時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的測量?？蛇x地，固定在某個位置的發(fā)射機產(chǎn)生電流脈沖。在一個或多個點上的磁場時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的測量在連續(xù)脈沖之間的時滯期間的近區(qū)執(zhí)行。磁場的時間導(dǎo)數(shù)環(huán)流的測量用來決定截面的響應(yīng)和接下來它的蹤跡、轉(zhuǎn)換、反演和烴藏的3D圖像的繪制。在本發(fā)明的第一方面中，本發(fā)明更具體涉及一種用于海底下面烴藏的電磁調(diào)查的系統(tǒng)，包括可控源電磁發(fā)射機，該可控源電磁發(fā)射機設(shè)置有被布置為淹沒在大量海水中的垂直發(fā)射機電纜，且被布置為通過步進式電流脈沖的發(fā)射提供電磁場；以及多個海底接收機，布置在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的結(jié)構(gòu)上方的海底上，設(shè)置有記錄裝置的每個海底接收機的特征在于，包括磁力計和電阻率計，磁力計被布置為提供信號來響應(yīng)由發(fā)射機感應(yīng)的的電磁場，電阻率計被布置為測量具體的海水電阻率；系統(tǒng)還包括信息處理裝置，被布置以接收和處理來自每個接收機的信號，該信號至少部分以儲存庫的視在電阻率和阻抗為特征。發(fā)射機可以安裝在船上，且被布置為和海底接收機一起從被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的結(jié)構(gòu)上方的一個位置移到另一個位置。每個接收機包括電阻率計。每個磁力計可以設(shè)置有布置在磁力計的外殼內(nèi)的定時裝置，且被布置為提供用于同步和在信號處理和堆棧中使用的定時信號。發(fā)射機可以被布置為發(fā)出(emit)具有陡梢(sharp termination)的間歇的電流脈沖，且信息處理裝置被布置為在兩個連續(xù)脈沖之間的時滯期間生成磁場響應(yīng)的時間導(dǎo)數(shù)，具有足夠用來在當(dāng)結(jié)構(gòu)包含有儲存庫時和當(dāng)結(jié)構(gòu)不包含儲存庫時的信號響應(yīng)之間區(qū)分的準(zhǔn)確性。
可以結(jié)合發(fā)射能量的強度以及水團、結(jié)構(gòu)和儲存庫期望的電性能選擇發(fā)射機電纜和任意一個海底接收機之間的水平距離(位移)、電流脈沖的持續(xù)時間和時滯，以滿足近區(qū)條件i^pa⑴///。的有效性，其中R是距離(位移)，t是從關(guān)閉發(fā)射機的時刻計算的時滯延遲，μ ^ = 4 π 10_7H/m ;Pa(t)是時滯時底層的視在電阻率。電流脈沖優(yōu)選的持續(xù)時間可以在0. 01秒到100秒范圍內(nèi)。發(fā)射機電纜和任意一個接收機之間優(yōu)選的水平距離(位移)可以在100米到2000 米范圍內(nèi)。所有接收機可以等距地安裝在發(fā)射機電纜周圍且朝向方位角方向。所有的接收機可以被布置為與發(fā)射機同步運作。每個磁力計可以被布置為用來測量磁場的時間導(dǎo)數(shù)。磁力計可以為可以是感應(yīng)線圈磁力計。信息處理裝置被布置為生成沿著發(fā)射機電纜周圍的接收機的圓環(huán)的磁場的時間導(dǎo)數(shù)環(huán)流的計算。在本發(fā)明的第二方面中，本發(fā)明更具體地涉及一種海底下烴電磁勘探的方法。其特征在于包括下列步驟a)在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏的結(jié)構(gòu)上方的水團里，展開垂直延長的連接至發(fā)射機的電子發(fā)射機電纜。b)在相距發(fā)射機電纜一定距離并圍繞發(fā)射機電纜的海底布置多個接收機，每個接收機包括磁力計，該磁力計被布置為提供響應(yīng)由發(fā)射機感應(yīng)的電磁場的信號。c)從每個接收機獲得由發(fā)射機感應(yīng)的電磁場的總的磁場響應(yīng)。d)積累、處理和儲存涉及到來自于發(fā)射機信號的響應(yīng)函數(shù)，并描述結(jié)構(gòu)的電性能的特征；以及e)以尋找和確認(rèn)烴藏為目標(biāo)，分析所測量的數(shù)據(jù)。每個接收機可以包括電阻率計。每個接收機可以包括定時裝置，為所有的接收機與發(fā)射機同步提供準(zhǔn)確的定時信號。發(fā)射機可以發(fā)出具有陡沿(sharp edge)的間歇的電流脈沖，且海底的接收機可以執(zhí)行在連續(xù)脈沖之間的時滯期間的介質(zhì)響應(yīng)的測量。選擇發(fā)射機電纜和任意一個海底接收機之間的距離(位移)R、電流脈沖的持續(xù)時間和時滯t被選擇，以滿足近區(qū)條件i ^pa⑴///。的有效性，其中Ptl = ΚΓΗ/πι; Pa(t)是底層視在電阻率，而當(dāng)儲存庫在結(jié)構(gòu)中或者當(dāng)儲存庫不在結(jié)構(gòu)中時，發(fā)射的電流強度被選擇以提供足夠用于測量和響應(yīng)的反演的可靠信號。電流脈沖優(yōu)選的持續(xù)時間可以在0. 01秒到100秒范圍內(nèi)。發(fā)射機電纜和任意一個海底接收機之間的距離(位移)可以在100米到2000米范圍內(nèi)。海底的所有磁力計可以與發(fā)射機電纜等距并沿著其周圍的圓圈被安裝。所有磁力計可以被安裝在海底，且被定位為測量磁場時間導(dǎo)數(shù)的方位角分量。在海底的所有磁強計可以與發(fā)射機同步運作。數(shù)據(jù)記錄過程可以提供沿著圍繞位于等位線中心的垂直發(fā)射機電纜的環(huán)形等位線的磁場方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)環(huán)流的瞬時(transient)過程的測量。瞬時過程的所有測量可以被積累，其包括時間導(dǎo)數(shù)和磁場的環(huán)流。該方法還包括海水電阻率的測量。磁場的方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的積累的瞬時過程可以通過應(yīng)用漸近方程轉(zhuǎn)換為視在-電阻率曲線?？蛇x地，磁場的方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的積累的瞬時過程可以通過使用對正規(guī)基橫截面模型，用系統(tǒng)構(gòu)架的實際參數(shù)數(shù)值計算的響應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換為視在=電阻率曲線。磁場的時間導(dǎo)數(shù)、其環(huán)流和視在-電阻率曲線可以用于儲存庫的圖像1D、2D和3D 模型中。


當(dāng)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的以下詳細描述與附圖結(jié)合起來考慮時，本發(fā)明將更容易理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的傳感器安裝方案。Tr是其中具有海底垂直發(fā)射機電纜的船發(fā)射電流Jft的位置。J(細箭頭)是&電流在介質(zhì)中激發(fā)的垂直感應(yīng)電流。M是為了測量 EM響應(yīng)的感應(yīng)線圈磁力計。所有的磁力計M形成一個圓形鏈條(虛線)，并測量總垂直電流J的時間導(dǎo)數(shù)。圖2示出了該方法的敏感性和空間分辨率。模型中的參數(shù)如下兩個平行六面體結(jié)構(gòu)的3D存儲庫Rs位于海底以下1400米和1440米深度；存儲庫的寬度是9千米和2千米，長度是12千米。發(fā)射機電纜的海洋深度和長度是320米；海水、沉積物和存儲庫的電阻率分別是0. 3 Ω m、1 Ω m和100 Ω m ；存儲庫的厚度和電阻率分別是40米和50 Ω m。發(fā)射機電流強度是500A。曲線1、2、3分別對應(yīng)延遲時間t = 0. 5s、Is和5s。圖3示出了 電流正?；螅瑢τ谟山?jīng)過300米長的垂直發(fā)射機電纜發(fā)射的一連串步進電流脈沖激發(fā)的ID四層結(jié)構(gòu)，磁場方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)^ /力對時間的關(guān)系曲線。 橫截面的參數(shù)屯=300m(海水)，Ii2 = 1000m(沉積物)，Ii3 = 50m(存儲庫)，h4 =⑴，P i =0. 31Ωπι, P2 = ΙΩπι, P3 = 1ΩπΚ2_ 有油)或 40Ωπι(1-無油)，P4 = ΙΩπι。位移(發(fā)射機和接收機之間的距離)等于1000米。圖4示出了對應(yīng)于圖3中出現(xiàn)的響應(yīng)的視在-電阻率曲線P。圖5示出了 電流正常化后，對于由經(jīng)過300米長的垂直發(fā)射機電纜發(fā)射的一連串步進電流脈沖激發(fā)的ID四層結(jié)構(gòu)，磁場方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)⑶^力的環(huán)流對時間的關(guān)系曲線。橫截面的參數(shù)屯=IOOOm(海水)，Ii2 = 1000m(沉積物)，Ii3 = 50m(存儲庫)，h4 =c ，P1 = 0.31 Ω m，P2 = ΙΩπι, P3= 1ΩπΚ2_ 有油)或 40Ωπι(1-無油)，P4= ΙΩπι。 位移(發(fā)射機和接收機之間的距離)等于1000米。圖6示出了對應(yīng)于圖5中出現(xiàn)的響應(yīng)的視在-電阻率曲線P。
具體實施例方式所有現(xiàn)存的應(yīng)用于烴探測的電磁方法利用了任何包含油或氣的儲存庫比包含水和覆蓋層的儲存庫具有更高的電阻率的事實。任何探深方法的最大分辨率通過應(yīng)用穿過儲存庫主體的電場(磁場的TM模式)來達到；磁場對烴目標(biāo)較不敏感，因為磁場是由儲存庫主體中的電流產(chǎn)生，其中儲存庫主體是電阻性的。MOSES 方法(Edwards 等，1洲1 年，Edwards 等，1^5 年)和 VES0TEM方法(Lisitsyn 等，2008年)分別使用磁場的兩個水平分量和電場的兩個水平分量確定截面的響應(yīng)。僅使用發(fā)射機和接收機兩者中的垂直電場分量以及在近區(qū)中測量信號，是TEMP-VEL/TEMP-OEL 方法原理的區(qū)別特征，這將TEMP-VEL/TEMP-OEL方法與MOSES和VES0TEM區(qū)分開。應(yīng)用于烴勘探的最有效的現(xiàn)有裝置由垂直方向上發(fā)射電流的發(fā)射機和測量介質(zhì)中引起的垂直電場的接收機組成。這種構(gòu)造在TEMP-VEL和TEMP-OEL方法(巴爾蘇科夫等的第323889號)中應(yīng)用。然而，電場的垂直分量測量技術(shù)(康斯特布爾，2008年)非常困難和昂貴，且由非極化電極的不穩(wěn)定性和噪聲變復(fù)雜，降低了調(diào)查的分辨率和深度。由巨大的環(huán)形線圈或感應(yīng)線圈的磁力計M的圓形鏈C測量的磁場時間導(dǎo)數(shù)dB/dt 的環(huán)流在本發(fā)明中被提出用來確定電磁響應(yīng)。在垂直發(fā)射機電纜Trc投影(projection) 周圍的海底Sb對稱安裝的同步運作的感應(yīng)線圈磁力計M的鏈C提供響應(yīng)的堆棧和信噪比的增加，取本地地表下巖層的不均勻性引起的信號失真的平均值，外部地磁的變化和人造源引起的噪聲的抑制。圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的第一示例性實施方式。在從海底Sb向下延伸的海底的結(jié)構(gòu)S (見圖2)中顯示了兩個烴藏Rs。Sw表示水團。該系統(tǒng)由發(fā)射機Tr組成，該發(fā)射機Tr安裝在漂浮于水團Sw中的船(未示出)上。發(fā)射機Tr產(chǎn)生并注入電流脈沖Jft到連接至其的垂直海底電纜Trc上。安裝在距離發(fā)射機電纜Trc水平距離(位移) 處的一些感應(yīng)線圈磁力計M測量介質(zhì)中由垂直發(fā)射機電纜Trc上的電流Jft引起的響應(yīng)信號 dB/dt。所有的感應(yīng)線圈磁力計M均與發(fā)射機電纜Trc等距地安裝，并朝向方位角方向，且他們中的每一個被布置用來測量時域中在連續(xù)的電流脈沖之間的暫停期間磁場的^ /力分量。沿著發(fā)射機電纜Trc周圍的等位線(Contour)L的^ /力的環(huán)流等于dj/dt，其中，J 是流經(jīng)圓圈L的完整的垂直電流。如果具體的海水的電導(dǎo)率σ已知，則垂直電場的時間導(dǎo)
數(shù)可以如
權(quán)利要求
1.一種用于海底(Sb)下面的烴藏(Rs)的電磁勘測的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括可控源電磁發(fā)射機(Tr)，所述可控源電磁發(fā)射機(Tr)設(shè)置有垂直發(fā)射機電纜(Trc)，該垂直發(fā)射機電纜 (Trc)被布置為淹沒在水團(Sw)中且被布置為通過發(fā)射步進式電流脈沖(Jft)提供電磁場， 其特征在于，多個海底接收機(M)被布置在被認(rèn)為或已知包含地下烴藏(Rs)的結(jié)構(gòu)(S)上方的所述海底(Sb)上，且所述多個海底接收機(M)以形成環(huán)形鏈這樣的方式被布置，以提供對由具有陡梢的電脈沖激發(fā)的磁感應(yīng)的方位角分量的環(huán)流的時間導(dǎo)數(shù)的測量，所述電脈沖由在所述環(huán)形鏈的中心上方布置的垂直電纜上的脈沖發(fā)生器提供，所述電纜的下端在所述海底附近，而所述電纜的上端在海面附近；以及該系統(tǒng)還包括信號處理裝置，所述信號處理裝置被布置為接收和處理來自每個接收機(M)的信號，并且計算垂直電場、視在電阻率和所述場的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述垂直發(fā)射機電纜周圍布置的且互連成對稱的環(huán)形鏈的感應(yīng)線圈磁力計被用作接收機，該接收機用于測量所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述垂直發(fā)射機電纜周圍海底上布置的環(huán)形線圈被用作接收機，該接收機用于測量所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機(Tr)被安裝在船上，且所述發(fā)射機(Tr)被布置為與所述海底接收機(M) —起從被認(rèn)為或已知包含地下烴藏(Rs) 的結(jié)構(gòu)(S)上方的一個位置移到另一個位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個接收機(M)包括電阻率計。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個感應(yīng)線圈磁力計設(shè)置有定時裝置，該定時裝置被布置在磁力計外殼內(nèi)且被布置為提供用于同步以及在信號處理和堆棧中使用的定時信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所有的感應(yīng)線圈磁力計連接到光導(dǎo)體和信號處理器，所述信號處理器被布置為提供所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流的時間導(dǎo)數(shù)的測量和測量數(shù)據(jù)采集。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機(Tr)被布置為發(fā)出具有陡沿的間歇的電流脈沖(Jft)，且所述信息處理裝置被布置為在兩個連續(xù)脈沖之間的時滯期間提供磁場響應(yīng)的時間導(dǎo)數(shù)，該系統(tǒng)具有足夠用來在當(dāng)結(jié)構(gòu)(S)包含有儲存庫(Rs)時和當(dāng)結(jié)構(gòu)(S)不包含儲存庫(Rs)時的信號響應(yīng)之間區(qū)分的準(zhǔn)確度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，結(jié)合發(fā)射能量的強度以及所述結(jié)構(gòu)(S)和所述儲存庫(Rs)期望的電性能選擇所述環(huán)形線圈的半徑(位移) 或由所述感應(yīng)線圈磁力計(M)形成的鏈、電流脈沖的持續(xù)時間和暫停，以滿足近區(qū)條件 R ^凡⑴/凡的有效性，其中R是所述距離(位移)，t是從關(guān)閉發(fā)射機之后的時刻開始計算的時間延遲，l·^ = 10_7H/m;以及Pa(t)是時滯時底層的視在電阻率。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機電纜 (Trc)與所述環(huán)形線圈或任意一個所述感應(yīng)線圈磁力計(M)之間的水平距離(位移)在10 米到2000米范圍內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電流脈沖持續(xù)時間在0. 01秒到100秒范圍內(nèi)。
12.一種用于海上近海烴電磁勘探的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟將多個海底接收機(M)布置為環(huán)形鏈以提供對由具有陡梢的電脈沖激發(fā)的磁感應(yīng)的方位角分量的環(huán)流的時間導(dǎo)數(shù)的測量，所述電脈沖由在所述環(huán)形鏈的中心上方布置的垂直電纜中的脈沖發(fā)生器提供，所述電纜的下端在海底附近，而所述電纜的上端在海面附近；以及執(zhí)行用于接收和處理信號的數(shù)據(jù)采集過程，并計算垂直電場、視在電阻率和所述場的阻抗。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在垂直發(fā)射機電纜的垂直投影周圍布置的且互連成對稱的環(huán)形鏈的感應(yīng)線圈磁力計被用作接收機，該接收機用于測量所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在垂直發(fā)射機電纜的垂直投影周圍的海底上布置的環(huán)形線圈被用作接收機，該接收機用于測量所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流。
15.根據(jù)權(quán)利要求12，13或14所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射機(Tr)安裝在船上，且所述發(fā)射機(Tr)被布置為與所述海底接收機(M) —起從被認(rèn)為或已知包含地下烴藏 (Rs)的結(jié)構(gòu)(S)上方的一個位置移到另一個位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個接收機(M) 包括電阻率計。
17.根據(jù)權(quán)利要求12-16中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，每個感應(yīng)線圈磁力計(M)包括提供準(zhǔn)確的定時信號的定時裝置，該定時信號用于所述感應(yīng)線圈磁力計(M) 與所述發(fā)射機(Tr)的同步以及在信號處理和存儲中使用。
18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所有的感應(yīng)線圈磁力計連接至光導(dǎo)體和信號處理器，所述信號處理器被布置為提供所述磁感應(yīng)的所述方位角分量的環(huán)流的時間導(dǎo)數(shù)的測量和測量數(shù)據(jù)采集。
19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射機(Tr) 發(fā)出具有陡沿的間歇的電流脈沖，且海底的所述接收機(M)提供在連續(xù)脈沖之間的時滯期間的介質(zhì)響應(yīng)的測量，該測量具有足夠用來在當(dāng)結(jié)構(gòu)(S)包含有儲存庫(Rs)和當(dāng)結(jié)構(gòu)(S) 不包含儲存庫(Rs)時的信號響應(yīng)之間區(qū)分的準(zhǔn)確度。
20.根據(jù)權(quán)利要求14-19中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，結(jié)合發(fā)射能量的強度以及所述結(jié)構(gòu)( 和所述儲存庫(Rs)期望的電性能選擇所述環(huán)形線圈的半徑(位移) R或由所述感應(yīng)線圈磁力計(M)形成的鏈、電流脈沖的持續(xù)時間和時滯t，以滿足近區(qū)條件 R λΑΑ^)/凡的有效性，其中μ Q = 4 π 10_7H/m，t是從關(guān)閉發(fā)射機之后的時刻開始計算的時間延遲，Pa(t)是底層的視在電阻率。
21.根據(jù)權(quán)利要求12-20中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射機電纜 (Trc)與所述環(huán)形線圈或任意一個所述感應(yīng)線圈磁力計(M)之間的距離(位移)在10米到 2000米范圍內(nèi)。
22.根據(jù)權(quán)利要求12-21中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述電流脈沖的優(yōu)選持續(xù)時間在0. 01秒到100秒范圍內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求12-22中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，該方法還包括海水電阻率的測量。
24.根據(jù)權(quán)利要求12-23中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述磁場的所述方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的積累的瞬時過程通過應(yīng)用漸近方程轉(zhuǎn)換為視在-電阻率曲線。
25.根據(jù)權(quán)利要求12-24中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，具有磁感應(yīng)的所述磁場的所述方位角分量的時間導(dǎo)數(shù)的環(huán)流的積累的瞬時過程通過使用對正規(guī)基橫截面模型用系統(tǒng)構(gòu)架的實際參數(shù)而數(shù)值計算的響應(yīng)函數(shù)轉(zhuǎn)換為視在-電阻率曲線。
26.根據(jù)權(quán)利要求12-25中任一項權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，所述磁場的時間導(dǎo)數(shù)、其環(huán)流和視在-電阻率曲線用于儲存庫的圖像1D、2D和3D模型。
全文摘要
描述了一種近海烴的電磁勘探系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括產(chǎn)生電磁能量并將電流注入浮點垂直電纜的發(fā)射機。該電流在介質(zhì)中產(chǎn)生的環(huán)形感應(yīng)垂直電流時間導(dǎo)數(shù)的響應(yīng)由磁力計的環(huán)形鏈測量。所測量的對目標(biāo)的電阻率敏感的響應(yīng)被提出用來尋找和確認(rèn)烴藏。
文檔編號G01V3/08GK102422177SQ201080020413
公開日2012年4月18日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者E·B·法因貝格, J·K·謝斯塔德, P·巴爾蘇科夫 申請人:先進烴繪制公司