CN102422177A - 基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置 - Google Patents

基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102422177A
CN102422177A CN2010800204136A CN201080020413A CN102422177A CN 102422177 A CN102422177 A CN 102422177A CN 2010800204136 A CN2010800204136 A CN 2010800204136A CN 201080020413 A CN201080020413 A CN 201080020413A CN 102422177 A CN102422177 A CN 102422177A
Authority
CN
China
Prior art keywords
transmitter
receiver
circulation
time
vertical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800204136A
Other languages
English (en)
Inventor
J·K·谢斯塔德
E·B·法因贝格
P·巴尔苏科夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advanced Hydrocarbon Mapping AS
Original Assignee
Advanced Hydrocarbon Mapping AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=42728535&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=CN102422177(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Advanced Hydrocarbon Mapping AS filed Critical Advanced Hydrocarbon Mapping AS
Publication of CN102422177A publication Critical patent/CN102422177A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/083—Controlled source electromagnetic [CSEM] surveying

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

描述了一种近海烃的电磁勘探系统。该系统包括产生电磁能量并将电流注入浮点垂直电缆的发射机。该电流在介质中产生的环形感应垂直电流时间导数的响应由磁力计的环形链测量。所测量的对目标的电阻率敏感的响应被提出用来寻找和确认烃藏。

Description

基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置
技术领域
描述了一种近海烃的电磁勘探系统。该系统包括产生电磁能量并将电流注入垂直的浮点电缆(flooded cable)的发射机。由该电流在介质中产生的感应垂直电流时间导数的响应被一系列磁力计测量。所测量的响应对目标的电阻率很敏感，其被提出用来寻找和确认烃藏。
背景技术
现在，已知且应用了一些用于烃探测的可控源电磁(CSEM)方法。它们或者使用由船牵引的水平电缆作为发射机(SBL、MTEM、CSEMT和其他方法；例如参见美国专利第4,617,518号，斯尔恩卡的第6,522,146号，他西的第5,563,513号，艾德斯姆的第0027130号，第0052685号，第0048105号，第6,859,038号，第6,864,684号，第6,628,119号等；麦格雷戈的第2006132137号和第7,337,064号等；利西岑的第2008/189042等；瑞特的欧洲专利第EP1,425,612号等。同样参见麦格雷戈和辛哈的国际公开第WO03/048812号，麦格雷戈的第WO2004049008号，第GB2395563号，第AU20032855号，康蒂的第US6,842,006号等，以及参考文献目录中引用的出版物)，或者使用由船固定或牵引的垂直电缆作为发射机(MOSES，TEMP-VEL/TEMP-OEL；例如参见1981年的爱德华兹等，1985年的爱德华兹等，挪威专利巴尔苏科夫的第323889号(等同于WO2007/053025A1)，和参考文献中引用的其他出版物)。
所有用于勘探的电磁(EM)方法使用的烃目标的主要特性是它比主岩有更高的电阻率。由大地电勘探理论可知，对于这样一个目标，最大的灵敏度由电磁场的电流模式提供。如在MOSES、TEMP-VEL/TEMP-OEL和VESOTEM方法中(沙夫等，1992年；巴尔苏科夫等，2006年；利西岑等，2008年)，可以通过垂直海底电缆注入的电流在海水中激发电流模式。
在TEMP-VEL和TEMP-OEL方法中，由电极测量的垂直电场用来决定介质响应。这些方法中使用的时域和近区在浅海和深海中都能探深。TEMP-VEL/TEMP-OEL覆盖了非常宽的深度范围，且关于烃目标提供最佳的分辨率。然而它们有一个缺点，缘于在测勘海洋时常用的非极化电极的漂移和固有噪声。
在MOSES方法中，磁场的两个水平分量在频域中测量，方位角分量用于介质响应的决定。由于频域和磁场的快速减弱，这种方法相比于TEMP-VEL/TEMP-OEL和VESOTEM具有较小的探测深度范围和对处于深处的目标有较低的分辨率。
VESOTEM方法用通过海床上的非极化电极获得的电场的两个水平分量来操作。VESOTEM方法不用电场的垂直分量。
在与MOSES和VESOTEM方法同样的方式中，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法使用连接至发电机的垂直电导体。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中，当响应被应用，结构中感应了电场的垂直分量，它在电流脉冲之间的暂停中被记录。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中使用的时域和近区给出了在浅海和深海中实施探深的可能性。因此，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法覆盖较宽的深度范围，对于烃目标提供改善的分辨率。正因如此，本发明以TEMP-VEL/TEMP-OEL方法作为它的出发点。
注意到这点很重要，基于通过接触电极测量电场的所有方法都有严重的缺陷，缘于在近海勘探时通常用的非极化电极的漂移和固有噪声。
最受欢迎的SBL方法使用水平发射机电缆和提供最大测量信号的水平接收机，然而他们有最小的分辨率和探测深度。
发明内容
本发明的目的在于纠正或减少至少一项现有技术的缺陷。
该目的通过以下说明书和接下来的权利要求书中描述的特征来实现。
提供了一个发明，结合垂直电缆作为发射机，以一种涉及到现有技术的先进的方式，在时域的近区和磁感应的方位角分量的时间导数的环流测量。
本发明应用垂直电缆作为发射机，在时域的近区和磁感应的方位角分量的时间导数的环流测量，因此结合TEMP-VEL/TEMP-OEL和MOSES方法所有的优点成为一个新方法的可能性被提出。
电场垂直分量EZ的测量或者由海水中电极决定的简单的垂直电缆产生，或者由直接接触海水的特殊结构的电子传感器(康斯特布尔，2005年，2008年)产生。
在实际发明中，介质中感应的垂直电流的瞬变代替了TEMP-VEL/TEMP-OEL、VESOTEM方法和其他方法中使用的垂直电场被提出来被测量。巨大的环形线圈或者感应线圈的磁力计环形链被提出用于这样的测量。图1中示出了这种系统的草图。无需电极，该系统测量磁感应的方位角分量的时间导数的环流，且这对应于垂直定向电流(directed electricalcurrent)的时间导数。
勘测过程的总体方案如下：
一艘船被移到被认为或是已知含有地下烃藏的轮廓或区域上方。根据起止的状态执行勘测。
当船到达特殊的点，船和辅助船只在发射机点周围的一定距离的海底沿径向线安装了巨大的环形线圈或感应线圈磁力计系统。所有的磁力计垂直朝向径向线，以提供
Figure BDA0000106870830000031
的测量，也就是说，磁场的方位角分量
Figure BDA0000106870830000032
的时间导数的环流沿着在垂直发射机电缆周围的环形的等位线L。这个环流决定经过等位线内部区域的总垂直电流的时间导数(见图1)。
然后，船将垂直发射机电缆潜入发射机点，并开始注入连续的一串步进式交流电流。
在20到60分钟内进行测量，以提供可接受的信噪比。
然后，整个系统被移到另一个位置。
该方法的优点通过以下实现：
a)应用加在垂直发射机电缆上的电流产生的电磁场的电流模式。
b)垂直电流的时间导数的测量在时间和距离上满足近区条件：0≤R＜＜(2πtρa/μ0)1/2，其中t是过了关闭发射的电流的最近脉冲之后的时间；μ0＝4π10-7H/m；以及ρa是底层的视在电阻率。
c)通过环流来自时间导数的垂直电场的确定和有随后说明的对于时域中截面的EM响应的计算。
本发明的主要优点如下：
本发明的一个优点在于，提供了一种基于介质中由垂直发射机电流激发的磁场时间导数的环流的测量，用于在被认为或已知包含地下烃藏的区域中的海底下面的地下中的电阻式目标的EM勘探方法和装置。
本发明另一个优点是，一种通过介质中由来自垂直发射机的电流脉冲感应的垂直电流时间导数的环流的非接触测量的使用来检测和追踪由储存库规定的EM异常的方法的提供。
本发明又一个优点是，一种根据介质中由垂直发射机电流脉冲激发的磁场的时间导数的环流的测量的转换和一维反演来在水平和垂直方向上构建储存库几何形状的电阻率ρ(x，y，h)的综合图像的方法的提供。
本发明的一个方面中，固定在被认为或已知包含地下烃藏的区域内的某个位置上的发射机注入电流脉冲到埋在海水中的垂直电缆中。置于距离发射机一定距离(位移)的海底上的至少一个环形接收机执行介质中感应的磁场方位角分量时间导数环流测量。
可选地，固定在被认为或已知包含地下烃藏的区域内的某个位置上的发射机注入电流脉冲到埋在海水中的垂直电缆中。固定在与发射机等距的点上的海底上的多个接收机被布置为严格同步地执行介质中感应的磁场时间导数的环流的测量。
可选地，固定在某个位置的发射机产生电流脉冲。在一个或多个点上的磁场时间导数的环流的测量在连续脉冲之间的时滞期间的近区执行。
磁场的时间导数环流的测量用来决定截面的响应和接下来它的踪迹、转换、反演和烃藏的3D图像的绘制。
在本发明的第一方面中，本发明更具体涉及一种用于海底下面烃藏的电磁调查的系统，包括可控源电磁发射机，该可控源电磁发射机设置有被布置为淹没在大量海水中的垂直发射机电缆，且被布置为通过步进式电流脉冲的发射提供电磁场；以及多个海底接收机，布置在被认为或已知包含地下烃藏的结构上方的海底上，设置有记录装置的每个海底接收机的特征在于，包括：磁力计和电阻率计，磁力计被布置为提供信号来响应由发射机感应的的电磁场，电阻率计被布置为测量具体的海水电阻率；系统还包括信息处理装置，被布置以接收和处理来自每个接收机的信号，该信号至少部分以储存库的视在电阻率和阻抗为特征。
发射机可以安装在船上，且被布置为和海底接收机一起从被认为或已知包含地下烃藏的结构上方的一个位置移到另一个位置。
每个接收机包括电阻率计。
每个磁力计可以设置有布置在磁力计的外壳内的定时装置，且被布置为提供用于同步和在信号处理和堆栈中使用的定时信号。
发射机可以被布置为发出(emit)具有陡梢(sharp termination)的间歇的电流脉冲，且信息处理装置被布置为在两个连续脉冲之间的时滞期间生成磁场响应的时间导数，具有足够用来在当结构包含有储存库时和当结构不包含储存库时的信号响应之间区分的准确性。
可以结合发射能量的强度以及水团、结构和储存库期望的电性能选择发射机电缆和任意一个海底接收机之间的水平距离(位移)、电流脉冲的持续时间和时滞，以满足近区条件
Figure BDA0000106870830000061
的有效性，其中R是距离(位移)，t是从关闭发射机的时刻计算的时滞延迟，μ0＝4π10-7H/m；ρa(t)是时滞时底层的视在电阻率。
电流脉冲优选的持续时间可以在0.01秒到100秒范围内。
发射机电缆和任意一个接收机之间优选的水平距离(位移)可以在100米到2000米范围内。
所有接收机可以等距地安装在发射机电缆周围且朝向方位角方向。
所有的接收机可以被布置为与发射机同步运作。
每个磁力计可以被布置为用来测量磁场的时间导数。
磁力计可以为可以是感应线圈磁力计。
信息处理装置被布置为生成沿着发射机电缆周围的接收机的圆环的磁场的时间导数环流的计算。
在本发明的第二方面中，本发明更具体地涉及一种海底下烃电磁勘探的方法。其特征在于包括下列步骤：
a)在被认为或已知包含地下烃藏的结构上方的水团里，展开垂直延长的连接至发射机的电子发射机电缆。
b)在相距发射机电缆一定距离并围绕发射机电缆的海底布置多个接收机，每个接收机包括磁力计，该磁力计被布置为提供响应由发射机感应的电磁场的信号。
c)从每个接收机获得由发射机感应的电磁场的总的磁场响应。
d)积累、处理和储存涉及到来自于发射机信号的响应函数，并描述结构的电性能的特征；以及
e)以寻找和确认烃藏为目标，分析所测量的数据。
每个接收机可以包括电阻率计。
每个接收机可以包括定时装置，为所有的接收机与发射机同步提供准确的定时信号。
发射机可以发出具有陡沿(sharp edge)的间歇的电流脉冲，且海底的接收机可以执行在连续脉冲之间的时滞期间的介质响应的测量。
选择发射机电缆和任意一个海底接收机之间的距离(位移)R、电流脉冲的持续时间和时滞t被选择，以满足近区条件
Figure BDA0000106870830000071
的有效性，其中μ0＝4π10-7H/m；ρa(t)是底层视在电阻率，而当储存库在结构中或者当储存库不在结构中时，发射的电流强度被选择以提供足够用于测量和响应的反演的可靠信号。
电流脉冲优选的持续时间可以在0.01秒到100秒范围内。
发射机电缆和任意一个海底接收机之间的距离(位移)可以在100米到2000米范围内。
海底的所有磁力计可以与发射机电缆等距并沿着其周围的圆圈被安装。
所有磁力计可以被安装在海底，且被定位为测量磁场时间导数的方位角分量。
在海底的所有磁强计可以与发射机同步运作。
数据记录过程可以提供沿着围绕位于等位线中心的垂直发射机电缆的环形等位线的磁场方位角分量的时间导数环流的瞬时(transient)过程的测量。
瞬时过程的所有测量可以被积累，其包括时间导数和磁场的环流。
该方法还包括海水电阻率的测量。
磁场的方位角分量的时间导数的环流的积累的瞬时过程可以通过应用渐近方程转换为视在-电阻率曲线。可选地，磁场的方位角分量的时间导数的环流的积累的瞬时过程可以通过使用对正规基横截面模型，用系统构架的实际参数数值计算的响应函数转换为视在＝电阻率曲线。
磁场的时间导数、其环流和视在-电阻率曲线可以用于储存库的图像1D、2D和3D模型中。
附图说明
当本发明优选实施方式的以下详细描述与附图结合起来考虑时，本发明将更容易理解，在附图中：
图1是根据本发明的传感器安装方案。Tr是其中具有海底垂直发射机电缆的船发射电流JTr的位置。J(细箭头)是JTr电流在介质中激发的垂直感应电流。M是为了测量EM响应的感应线圈磁力计。所有的磁力计M形成一个圆形链条(虚线)，并测量总垂直电流J的时间导数。
图2示出了该方法的敏感性和空间分辨率。模型中的参数如下：两个平行六面体结构的3D存储库Rs位于海底以下1400米和1440米深度；存储库的宽度是9千米和2千米，长度是12千米。发射机电缆的海洋深度和长度是320米；海水、沉积物和存储库的电阻率分别是0.3Ωm、1Ωm和100Ωm；存储库的厚度和电阻率分别是40米和50Ωm。发射机电流强度是500A。曲线1、2、3分别对应延迟时间t＝0.5s、1s和5s。
图3示出了：电流正常化后，对于由经过300米长的垂直发射机电缆发射的一连串步进电流脉冲激发的1D四层结构，磁场方位角分量的时间导数
Figure BDA0000106870830000081
对时间的关系曲线。横截面的参数：h1＝300m(海水)，h2＝1000m(沉积物)，h3＝50m(存储库)，h4＝∞，ρ1＝0.31Ωm，ρ2＝1Ωm，ρ3＝1Ωm(2-有油)或40Ωm(1-无油)，ρ4＝1Ωm。位移(发射机和接收机之间的距离)等于1000米。
图4示出了对应于图3中出现的响应的视在-电阻率曲线ρ。
图5示出了：电流正常化后，对于由经过300米长的垂直发射机电缆发射的一连串步进电流脉冲激发的1D四层结构，磁场方位角分量的时间导数
Figure BDA0000106870830000091
的环流对时间的关系曲线。横截面的参数：h1＝1000m(海水)，h2＝1000m(沉积物)，h3＝50m(存储库)，h4＝∞，ρ1＝0.31Ωm，ρ2＝1Ωm，ρ3＝1Ωm(2-有油)或40Ωm(1-无油)，ρ4＝1Ωm。位移(发射机和接收机之间的距离)等于1000米。
图6示出了对应于图5中出现的响应的视在-电阻率曲线ρ。
具体实施方式
所有现存的应用于烃探测的电磁方法利用了任何包含油或气的储存库比包含水和覆盖层的储存库具有更高的电阻率的事实。任何探深方法的最大分辨率通过应用穿过储存库主体的电场(磁场的TM模式)来达到；磁场对烃目标较不敏感，因为磁场是由储存库主体中的电流产生，其中储存库主体是电阻性的。
MOSES方法(Edwards等，1981年，Edwards等，1985年)和VESOTEM方法(Lisitsyn等，2008年)分别使用磁场的两个水平分量和电场的两个水平分量确定截面的响应。仅使用发射机和接收机两者中的垂直电场分量以及在近区中测量信号，是TEMP-VEL/TEMP-OEL方法原理的区别特征，这将TEMP-VEL/TEMP-OEL方法与MOSES和VESOTEM区分开。
应用于烃勘探的最有效的现有装置由垂直方向上发射电流的发射机和测量介质中引起的垂直电场的接收机组成。这种构造在TEMP-VEL和TEMP-OEL方法(巴尔苏科夫等的第323889号)中应用。然而，电场的垂直分量测量技术(康斯特布尔，2008年)非常困难和昂贵，且由非极化电极的不稳定性和噪声变复杂，降低了调查的分辨率和深度。
由巨大的环形线圈或感应线圈的磁力计M的圆形链C测量的磁场时间导数dB/dt的环流在本发明中被提出用来确定电磁响应。在垂直发射机电缆Trc投影(projection)周围的海底Sb对称安装的同步运作的感应线圈磁力计M的链C提供：
响应的堆栈和信噪比的增加，
取本地地表下岩层的不均匀性引起的信号失真的平均值，
外部地磁的变化和人造源引起的噪声的抑制。
图1和图2示出了根据本发明的系统的第一示例性实施方式。在从海底Sb向下延伸的海底的结构S(见图2)中显示了两个烃藏Rs。Sw表示水团。该系统由发射机Tr组成，该发射机Tr安装在漂浮于水团Sw中的船(未示出)上。发射机Tr产生并注入电流脉冲JTr到连接至其的垂直海底电缆Trc上。安装在距离发射机电缆Trc水平距离(位移)处的一些感应线圈磁力计M测量介质中由垂直发射机电缆Trc上的电流JTr引起的响应信号dB/dt。
所有的感应线圈磁力计M均与发射机电缆Trc等距地安装，并朝向方位角方向，且他们中的每一个被布置用来测量时域中在连续的电流脉冲之间的暂停期间磁场的
Figure BDA0000106870830000101
分量。沿着发射机电缆Trc周围的等位线(contour)L的
Figure BDA0000106870830000102
的环流等于dJ/dt，其中，J是流经圆圈L的完整的垂直电流。如果具体的海水的电导率σ已知，则垂直电场的时间导数可以如
Figure BDA0000106870830000103
建立，其中S是圆圈L(在图1中虚线所示)的面积。
这样，所提出的系统提供了一种用于垂直电场的时间导数的非接触间接测量的方法。所提出的系统和其他方法之间的区别在于通过与垂直发射机电缆等距并沿着其周围圆圈安装的磁力计M的系统对磁感应的时间导数
Figure BDA0000106870830000104
的环流的测量。
对坐标x，y的函数
Figure BDA0000106870830000105
可以直接用于被认为或已知包含地下烃藏的区域上方的EM剖面图。图2示出了这样的剖面图的实例。
即使EM探深可以通过由垂直发射机电缆Trc和一个感应线圈磁力计M组成的系统实现，但是优选的实施方式具有一个巨大的环形线圈C或者至少两个或者(这样更好)多个沿着圆圈等距安装的磁力计M形成的一个链，因为这种情况下，有可能抑制外部噪声并且积累信号。
两个瞬时响应函数的实例在图2中呈现。曲线图示出了沿着图中下部描绘的穿过两个3D储存库的剖面图，3次延时的
Figure BDA0000106870830000111
的走势(曲线1＝0.5秒，曲线2＝1秒以及曲线3＝5秒)。所有三条曲线显示了两个储存库的存在，并定性地正确地确定了它们的位置和大小。截面的定量特性可以在另外的数据分析、转换和反演后被接收。
图3和图5表示由垂直电流的步进脉冲激发的对两个4层模式理论上的响应。这些曲线证实了所提出的方法的分辨率和在深水和浅水中使用这种方法的可能性。在这两种情况中，对于1000米和300米的海洋深度，曲线显示出较好的分辨率：有油模式曲线与无油曲线在因素3上不同。而且，信号
Figure BDA0000106870830000112
中最大的不同是浅的深度比深的深与图3和图5中所示的用于响应计算的模型对应的视在-电阻率曲线ρ(t)在图4和图6中示出。实际发明中提出的用于ρ(t)计算的后期渐近线是：
Figure BDA0000106870830000113
其中，t是瞬变的时间延迟，PZ是发射机电缆的电矩，等于ILZ。其中，I是电流强度；LZ是垂直电缆长度。σ1是具体的海水电导率，h是海洋深度，R是位移，μ0是真空中的磁导率。
图4和图6显示出视在-电阻率曲线与场响应一样关于烃目标在深水和浅水都有较高的分辨率。最大的分辨率发生在浅水中2-4秒和深水中4-6秒的时间范围内。信号以1KA的发射电流到达pT的成百上千；这样的总磁场的值通过现代感应线圈的磁力计非常易测。
视在电阻率计算中需要的具体的海水电导率σ1可以用电阻率计测量或者由海水在任意深度的温度、盐度和压力计算。
在层状结构中基于完整的瞬变过程的视在电阻率的计算被提出作为数据描述的优选实施方式。这个计算通过数值的方式产生。该描述优于渐进方式的描述，因为其提高了瞬变过程早期关于截面的分辨率。
参考文献
美国专利文献
Figure BDA0000106870830000121
其他专利文献
Figure BDA0000106870830000122
挪威专利文献
公开号               公开日期         申请人/发明人
NO 323889 B1 G01V    3/1201/2006      巴尔苏科夫等
其他出版物：
阿蒙森H.E.F，约翰森S.，勒斯特T.；2004年：A Sea Bed Logging(SBL)calibration survey over the Troll Gas Field.第66届欧洲地质学家与工程师学会会议与展览，巴黎，法国，2004年6月6日-10日。
沙夫A.D.和考克斯C.S；1982年：Controlled Electromagnetic Sources forMeasuring Electrical conductivity Beneath the Oceans 1.Forawrd Problem andModel Study.地球物理学研究杂志，87，B7，第5327-5338页。
沙夫A.D.，康斯特布尔S.C.，爱德华兹R.N.；1991年：Electrical ExplorationMethods for the Seafloor.第12章。纳比占编辑，应用地球物理学，v.2，社会探索地球物理学，特斯拉，俄克拉荷马州，第931-966页。
奇斯曼S.J.，爱德华兹R.N.，沙夫A.D.；1987年：On the theory of sea floorconductivity mapping using transient electromagnetic system.地球物理学，V.52，N2，第204-217页。
康斯特布尔S.C.，奥林奇A.S.，霍韦斯腾G.M.，莫里森H.F.；1988年：Marinemagnetotellurics for petroleum exploration.第一部分：A sea floor equipmentsystem.地球物理学，V.63，N3，第816-825页。
康斯特布尔S.C.；2005年：Method and system for seafloor geological surveyusing vertical electric field measurement，专利申请出版物，US2005/0264294A1。
康斯特布尔S.C.；2008年：Three-axis marine electric field senor for seafloorelectrical resistivity measurement.专利申请出版物，US2008/0094067A1。
科金J.H.，莫里森H.F.；1970年：Electromagnetic investigation of the sea floor：地球物理学，V.35，第476-489页。
爱德华兹R.N.，洛L.K.，德洛里埃J.M.；1981年：On measuring the electricalconductivity of the oceanic crust by a modified magnetometric resistivity method：地球物理学研究杂志。V.68，第11609-11615页。
爱德华兹R.N.，洛L.K.，沃尔夫格拉姆P.A.，诺贝尔斯D.C.，博恩M.N.，特里格D.F.，德洛里埃J.M.；1985年：First results of the MOSES experiment：Sea sediment conductivity and thickness determination.布特·茵莱特，英国哥伦比亚，by magnetometric off-shore electrical sounding.地球物理学，V.450，N1，第153-160页。
爱德华兹R.N.，沙夫A.D.；1986年：On the theory of a transient electricdipole-dipole method for mapping the conductivity of the sea floor.地球物理学，V.51，第984-987页。
爱德华兹R.N.；1997年：On the resource evaluation of marine gas hydratedeposits using sea-floor transient dipole-dipole method.地球物理学，V.62，N1，第63-74页。
艾登斯姆T.，埃林瑟S.，麦格雷戈L.M.，康斯特布尔S.，辛哈M.C.，约翰森S.E.，空N.和吾斯特道H.；2002年：Sea Bed Logging(SBL)，a new methodfor remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwaterareas.初至，3月20日，第144-152页。
埃林瑟S.，辛哈M.C.，康斯特布尔S.，麦格雷戈L.M.，埃德森T.，约翰森S.E.；2002年：Remote sensing of hydrocarbon layers by Sea Bed Logging(SBL)：results from a cruise offshore Angola.前沿，21，第972-982页。
哈贝尔E.，阿舍尔U.，奥尔登堡D.W.；2002年：Inversion of 3D time domainelectromagnetic data using an all-at-once approach：第72届年度国际会议递交的报告：社会探索地球物理学。
奥瓦尔R.N.，洛L.K.，德洛里埃J.M.；1981年：On measuring the electricalconductivity of the oceanic crust by a modified magnetometric resistivity method：地球物理学研究杂志，86，第11609-11615页。
约翰森S.E.，阿蒙森H.E.F.，勒斯特T.，埃林瑟S.，埃德森T.，布扬A.H.；2005年：Subsurface hydrocarbon detected by electromagnetic sounding.初至，v.23，第31-36页。
朗格尔R.A.，1987年：Main Field，in Geomagnetism，J.A.杰克布编辑，学术出版社，圣地亚哥，加利福尼亚州，第249页。
麦格雷戈L.，汤普金斯M.，维闻R.，巴克尔N.，2004年：Marine active sourceEM sounding for hydrocarbon detection.第66届EAGE会议与展览，巴黎，法国，2004年6月6日-10日。
瑞特D.A.，斯库斯科A.，和霍布斯B.A.，2001年：Hydrocarbon detection witha multichannel transient electromagnetic survey.第70届年度国际会议，社会探索地球物理学。
裕远J.，爱德华R.N.，2004年：The assessment of marine gas hydrates throughelectrical remote sounding：Hydrate without BSR？地球物理学研究文学，V.27，N16，第2397-2400页。
斯库斯科A.，霍布斯B.，瑞特D.，2002年：First direct hydrocarbon detectionand reservoir monitoring using transient electromagnetics.初至，V.20，No.4，pp.224-225。

Claims (26)

1.一种用于海底(Sb)下面的烃藏(Rs)的电磁勘测的系统，该系统包括可控源电磁发射机(Tr)，所述可控源电磁发射机(Tr)设置有垂直发射机电缆(Trc)，该垂直发射机电缆(Trc)被布置为淹没在水团(Sw)中且被布置为通过发射步进式电流脉冲(JTr)提供电磁场，其特征在于，多个海底接收机(M)被布置在被认为或已知包含地下烃藏(Rs)的结构(S)上方的所述海底(Sb)上，且所述多个海底接收机(M)以形成环形链这样的方式被布置，以提供对由具有陡梢的电脉冲激发的磁感应的方位角分量的环流的时间导数的测量，所述电脉冲由在所述环形链的中心上方布置的垂直电缆上的脉冲发生器提供，所述电缆的下端在所述海底附近，而所述电缆的上端在海面附近；以及该系统还包括信号处理装置，所述信号处理装置被布置为接收和处理来自每个接收机(M)的信号，并且计算垂直电场、视在电阻率和所述场的阻抗。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述垂直发射机电缆周围布置的且互连成对称的环形链的感应线圈磁力计被用作接收机，该接收机用于测量所述磁感应的所述方位角分量的环流。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述垂直发射机电缆周围海底上布置的环形线圈被用作接收机，该接收机用于测量所述磁感应的所述方位角分量的环流。
4.根据权利要求1、2或3所述的系统，其特征在于，所述发射机(Tr)被安装在船上，且所述发射机(Tr)被布置为与所述海底接收机(M)一起从被认为或已知包含地下烃藏(Rs)的结构(S)上方的一个位置移到另一个位置。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的系统，其特征在于，每个接收机(M)包括电阻率计。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的系统，其特征在于，每个感应线圈磁力计设置有定时装置，该定时装置被布置在磁力计外壳内且被布置为提供用于同步以及在信号处理和堆栈中使用的定时信号。
7.根据权利要求1-6中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所有的感应线圈磁力计连接到光导体和信号处理器，所述信号处理器被布置为提供所述磁感应的所述方位角分量的环流的时间导数的测量和测量数据采集。
8.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述发射机(Tr)被布置为发出具有陡沿的间歇的电流脉冲(JTr)，且所述信息处理装置被布置为在两个连续脉冲之间的时滞期间提供磁场响应的时间导数，该系统具有足够用来在当结构(S)包含有储存库(Rs)时和当结构(S)不包含储存库(Rs)时的信号响应之间区分的准确度。
9.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，结合发射能量的强度以及所述结构(S)和所述储存库(Rs)期望的电性能选择所述环形线圈的半径(位移)或由所述感应线圈磁力计(M)形成的链、电流脉冲的持续时间和暂停，以满足近区条件
Figure FDA0000106870820000021
的有效性，其中R是所述距离(位移)，t是从关闭发射机之后的时刻开始计算的时间延迟，μ0＝4π10-7H/m；以及ρa(t)是时滞时底层的视在电阻率。
10.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述发射机电缆(Trc)与所述环形线圈或任意一个所述感应线圈磁力计(M)之间的水平距离(位移)在10米到2000米范围内。
11.根据权利要求1-9中任一项权利要求所述的系统，其特征在于，所述电流脉冲持续时间在0.01秒到100秒范围内。
12.一种用于海上近海烃电磁勘探的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
将多个海底接收机(M)布置为环形链以提供对由具有陡梢的电脉冲激发的磁感应的方位角分量的环流的时间导数的测量，所述电脉冲由在所述环形链的中心上方布置的垂直电缆中的脉冲发生器提供，所述电缆的下端在海底附近，而所述电缆的上端在海面附近；以及
执行用于接收和处理信号的数据采集过程，并计算垂直电场、视在电阻率和所述场的阻抗。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在垂直发射机电缆的垂直投影周围布置的且互连成对称的环形链的感应线圈磁力计被用作接收机，该接收机用于测量所述磁感应的所述方位角分量的环流。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在垂直发射机电缆的垂直投影周围的海底上布置的环形线圈被用作接收机，该接收机用于测量所述磁感应的所述方位角分量的环流。
15.根据权利要求12，13或14所述的方法，其特征在于，所述发射机(Tr)安装在船上，且所述发射机(Tr)被布置为与所述海底接收机(M)一起从被认为或已知包含地下烃藏(Rs)的结构(S)上方的一个位置移到另一个位置。
16.根据权利要求12-15中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，每个接收机(M)包括电阻率计。
17.根据权利要求12-16中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，每个感应线圈磁力计(M)包括提供准确的定时信号的定时装置，该定时信号用于所述感应线圈磁力计(M)与所述发射机(Tr)的同步以及在信号处理和存储中使用。
18.根据权利要求12-17中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所有的感应线圈磁力计连接至光导体和信号处理器，所述信号处理器被布置为提供所述磁感应的所述方位角分量的环流的时间导数的测量和测量数据采集。
19.根据权利要求14-18中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述发射机(Tr)发出具有陡沿的间歇的电流脉冲，且海底的所述接收机(M)提供在连续脉冲之间的时滞期间的介质响应的测量，该测量具有足够用来在当结构(S)包含有储存库(Rs)和当结构(S)不包含储存库(Rs)时的信号响应之间区分的准确度。
20.根据权利要求14-19中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，结合发射能量的强度以及所述结构(S)和所述储存库(Rs)期望的电性能选择所述环形线圈的半径(位移)R或由所述感应线圈磁力计(M)形成的链、电流脉冲的持续时间和时滞t，以满足近区条件
Figure FDA0000106870820000051
的有效性，其中μ0＝4π10-7H/m，t是从关闭发射机之后的时刻开始计算的时间延迟，ρa(t)是底层的视在电阻率。
21.根据权利要求12-20中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述发射机电缆(Trc)与所述环形线圈或任意一个所述感应线圈磁力计(M)之间的距离(位移)在10米到2000米范围内。
22.根据权利要求12-21中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述电流脉冲的优选持续时间在0.01秒到100秒范围内。
23.根据权利要求12-22中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，该方法还包括海水电阻率的测量。
24.根据权利要求12-23中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述磁场的所述方位角分量的时间导数的环流的积累的瞬时过程通过应用渐近方程转换为视在-电阻率曲线。
25.根据权利要求12-24中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，具有磁感应的所述磁场的所述方位角分量的时间导数的环流的积累的瞬时过程通过使用对正规基横截面模型用系统构架的实际参数而数值计算的响应函数转换为视在-电阻率曲线。
26.根据权利要求12-25中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述磁场的时间导数、其环流和视在-电阻率曲线用于储存库的图像1D、2D和3D模型。
CN2010800204136A 2009-03-12 2010-03-11 基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置 Pending CN102422177A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20091088 2009-03-12
NO20091088 2009-03-12
NO20100343A NO332584B1 (no) 2009-03-12 2010-03-11 Framgangsmate og apparat for elektromagnetisk kartlegging av undersjoiske hydrokarbonforekomster basert pa sirkulering av derivatmagnetfeltmalinger
NO20100343 2010-03-11
PCT/NO2010/000091 WO2010104401A1 (en) 2009-03-12 2010-03-11 Method and apparatus for offshore hydrocarbon electromagnetic prospecting based on circulation of magnetic field derivative measurements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102422177A true CN102422177A (zh) 2012-04-18

Family

ID=42728535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800204136A Pending CN102422177A (zh) 2009-03-12 2010-03-11 基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120038362A1 (zh)
EP (1) EP2406665A1 (zh)
CN (1) CN102422177A (zh)
AU (1) AU2010221872A1 (zh)
BR (1) BRPI1009356A2 (zh)
MX (1) MX2011009538A (zh)
NO (1) NO332584B1 (zh)
WO (1) WO2010104401A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2411549C1 (ru) * 2009-10-06 2011-02-10 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" Способ геоэлектроразведки
US9239401B2 (en) 2012-03-01 2016-01-19 Pgs Geophysical As Stationary source for marine electromagnetic surveying
KR101496084B1 (ko) 2014-01-28 2015-02-25 영남대학교 산학협력단 자속 밀도의 편차 분포에 의한 파쇄대 확인 방법 및 그 장치
US9293843B2 (en) * 2014-03-21 2016-03-22 Yi Lu Non-polarized geophysical electrode
US10416080B1 (en) 2018-01-31 2019-09-17 Ouro Negro Tecnologias Em Equipamentos Industriais S/A Device for sensing photoluminescent materials in seawater

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7337064B2 (en) * 2002-07-16 2008-02-26 University Of Southampton Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
US20080189042A1 (en) * 2005-06-16 2008-08-07 Evgenij Dmitrievich Lisitsyn Method Of Sea Electrical Survey Of Oil And Gas Deposits And Apparatus Complex For Its Realization 'VesoTem'
CN101351726A (zh) * 2005-11-03 2009-01-21 先进烃绘制公司 用于烃储集层绘制的方法以及执行该方法时所用的装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003297846B2 (en) * 2002-12-10 2008-12-04 The Regents Of The University Of California System and method for hydrocarbon reservoir monitoring using controlled-source electromagnetic fields
GB2427482B (en) * 2004-07-02 2007-05-02 Ohm Ltd Electromagnetic surveying
US20080169817A1 (en) * 2006-11-01 2008-07-17 Schlumberger Technology Corporation Determining an Electric Field Based on Measurement from a Magnetic Field Sensor for Surveying a Subterranean Structure
US7667464B2 (en) * 2006-11-02 2010-02-23 Westerngeco L.L.C. Time segmentation of frequencies in controlled source electromagnetic (CSEM) applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7337064B2 (en) * 2002-07-16 2008-02-26 University Of Southampton Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
US20080189042A1 (en) * 2005-06-16 2008-08-07 Evgenij Dmitrievich Lisitsyn Method Of Sea Electrical Survey Of Oil And Gas Deposits And Apparatus Complex For Its Realization 'VesoTem'
CN101351726A (zh) * 2005-11-03 2009-01-21 先进烃绘制公司 用于烃储集层绘制的方法以及执行该方法时所用的装置

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010221872A1 (en) 2011-11-03
NO20100343L (no) 2010-09-13
WO2010104401A1 (en) 2010-09-16
NO332584B1 (no) 2012-11-05
EP2406665A1 (en) 2012-01-18
US20120038362A1 (en) 2012-02-16
MX2011009538A (es) 2011-11-18
BRPI1009356A2 (pt) 2016-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7328107B2 (en) Integrated earth formation evaluation method using controlled source electromagnetic survey data and seismic data
CN101351726B (zh) 用于烃储集层绘制的方法以及执行该方法时所用的装置
US7483792B2 (en) Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
US7800374B2 (en) Multi-component marine electromagnetic signal acquisition cable and system
US7659721B2 (en) Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
US8890532B2 (en) Method for determining an electric field response of the earth's subsurface
US20120059585A1 (en) Method and Apparatus for Offshore Hydrocarbon Electromagnetic Prospecting Based on Total Magnetic Field Measurements
CN101622554B (zh) 绘制浅水中的碳氢化合物储集层的方法以及在实践该方法时使用的装置
US20100271029A1 (en) Method and Device for Induced Polarization Mapping of Submarine Hydrocarbon Reservoirs
EP2149058B1 (en) Multi-component marine electromagnetic signal acquisition cable, system and method
US20180328793A1 (en) Joint multi-physics monitoring of production wells with fiber optics
CN102422177A (zh) 基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置
Tompkins et al. Effects of vertical anisotropy on marine active source electromagnetic data and inversions
Irons et al. Integrating geophysical monitoring data into multiphase fluid flow reservoir simulation
None Integrating geophysical monitoring data into multiphase fluid flow reservoir simulation
Mogilatov et al. First Application of the Marine Differential Electric Dipole for Offshore Groundwater Studies: A Case Study from Bat Yam, Israel
Yamane et al. Feasibility study of marine controlled-source electromagnetic for gas hydrate
I'ZlQ Constrain on resolution f) O

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120418