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海洋可控源电磁法空气波研究现状及展望

吉林大学学报(地球科学版) 2012年第5期42卷 1506-1520页

作者：殷长春刘云鹤翁爱华贾定宇贲放吉林大学地球探测科学与技术学院

海洋可控源电磁法是钻前储层评价的有效手段,它可作为海洋地震重要辅助手段识别海底构造的储油/储水特征,从而减少盲钻率和勘探成本。然而,当使用水平电偶极作为发射源在浅水区测量时,沿空气-海水分界面传播的空气波会完全掩盖从高阻储... 详细信息

海洋可控源电磁法是钻前储层评价的有效手段,它可作为海洋地震重要辅助手段识别海底构造的储油/储水特征,从而减少盲钻率和勘探成本。然而,当使用水平电偶极作为发射源在浅水区测量时,沿空气-海水分界面传播的空气波会完全掩盖从高阻储油层返回的有用信号。由于空气波不含海底储油层的任何信息,空气波的存在严重影响海洋电磁的应用。因此,如何在浅水区观测数据中去除空气波影响以取得好的反演结果成为当前海洋电磁法的研究热点之一。首先基于Weidelt的空气波理论并采用对TE谱核直接求导的方法推导出空气波的主导项,然后根据空气波的物理成因及影响特征阐述了海洋电磁数据解释之前必须去除空气波的原因,最后将目前处理空气波问题的方法分成3类:1)根据空气波在频率域和时间域的特性去除或压制空气波,2)采用无空气波的测量方式,3)直接对含空气波的电磁数据进行反演解释。通过比较各种方法的效果,发现所有方法都有自己的应用条件和局限性。为有效地压制和去除空气波,各种方法的组合也许有更好的应用效果。

关键词：海洋可控源电磁法空气波浅水区高阻储油层电场

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海洋可控源电磁法三维模拟电性模型研究

石油地球物理勘探 2023年第2期58卷 469-476页

作者：赵云生何展翔高妍张朔宁袁慧张向宇广东省地球物理高精度成像技术重点实验室(南方科技大学) 广东深圳518055 南方科技大学地球与空间科学系广东深圳518055 广州海洋地质调查局广东广州511458

海洋可控源电磁法(MCSEM)是实现海洋油气圈闭评价和精确勘探的有效手段。目前,关于准确、高效、稳定的MCSEM数据三维正演模拟研究已取得长足进步。文中针对MCSEM正演的三维精确建模,从海洋地层岩石分类特征出发,细化三维网格电性表征,... 详细信息

海洋可控源电磁法(MCSEM)是实现海洋油气圈闭评价和精确勘探的有效手段。目前,关于准确、高效、稳定的MCSEM数据三维正演模拟研究已取得长足进步。文中针对MCSEM正演的三维精确建模,从海洋地层岩石分类特征出发,细化三维网格电性表征,建立基于孔隙度和岩石物性特征的网格单元函数,给出了海洋可控源电磁回路中包括铜棒电极的网格单元和海水层、海底沉积层、油气储层及其盖层等五种类型介质的电阻率表征,同时通过对上述五类介质的频散测试数据进行复电阻率等效模型拟合,进一步获得其复电阻率最优表征。考虑储层岩石孔隙度及海水分层特征、充分利用已知信息的建模方法能够提高三维模拟精度,为直接反演储层含油饱和度提供了一种思路,这必将推动MCSEM在油气勘探领域更广泛的应用。

关键词：海洋可控源电磁法复电阻率分层等效模型三维模拟

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海洋可控源电磁法深海油藏开采监测仿真

石油地球物理勘探 2022年第1期57卷 237-244,I0010页

作者：刘勇李文彬邓方顺陈航宇丁学振刘颖中国船舶集团有限公司第七二二研究所低频电磁通信技术实验室湖北武汉430079 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100

海洋可控源电磁法在油气藏开采过程监测方面具有一定的应用价值。基于二维海洋地电模型,利用二维海洋可控源正演程序计算了不同地电模型的电磁响应,对不同环境、不同工作方式下的海洋可控源电磁法监测油气储层开采过程进行仿真分析,对比... 详细信息

海洋可控源电磁法在油气藏开采过程监测方面具有一定的应用价值。基于二维海洋地电模型,利用二维海洋可控源正演程序计算了不同地电模型的电磁响应,对不同环境、不同工作方式下的海洋可控源电磁法监测油气储层开采过程进行仿真分析,对比了"海底发射,海底接收"、"海底发射,井中接收"和"井中发射,井中接收"三种观测方式的监测效果。结果表明,发射频率、油气储层的厚度、埋深和海水深度均会影响监测效果,其中"井中接收"的观测方式更有利于凸显高阻油气储层的电磁响应,对油气储层开采过程的监测效果更好。

关键词：海洋可控源电磁法油气储层监测二维正演仿真模拟

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海洋可控源电磁法三维数值模拟

石油地球物理勘探 2009年第3期44卷 358-363页

作者：付长民底青云王妙月中国科学院地质与地球物理研究所

本文利用美国Sandia国家实验室Weiss编写的3D有限差分程序,通过建立的正演模型,开展3D水平电偶源电磁场特征与异常体空间展布特征(几何特征、埋藏特征)关系的实例研究,并对模型进行了正演数值模拟,得到以下几点认识:①同一位置处接收到... 详细信息

本文利用美国Sandia国家实验室Weiss编写的3D有限差分程序,通过建立的正演模型,开展3D水平电偶源电磁场特征与异常体空间展布特征(几何特征、埋藏特征)关系的实例研究,并对模型进行了正演数值模拟,得到以下几点认识:①同一位置处接收到的电场强度随着异常体半径的增大而增大,高阻体的存在能够增大电场强度,且异常体越大,场强也越大;②归一化后的电场曲线特征表明,随着发射电流频率的降低,异常体引起的异常越来越小;随着异常体半径增大,引起的异常也逐渐增大;③当异常体半径不变而埋深改变时,随着埋深的增加电场强度逐渐减小,对异常体的分辨力越来越小。文中所得结果对MCSEM电磁场基本传播特性的认识和MCSEM观测资料的解释提供了依据。

关键词：海洋可控源电磁法有限差分异常体电磁场特征数值模拟

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海洋可控源电磁法对油气探测能力的仿真分析

电波科学学报 2012年第4期27卷 747-753,772页

作者：刘长胜周逢道林君吉林大学仪器科学与电气工程学院吉林长春130061 吉林大学地球信息探测仪器教育部重点实验室吉林长春130061

海洋可控源电磁法是一种采用低频电磁场探测海底油气的新技术,通过仿真分析,研究了该方法对油气的探测能力。基于一维海洋模型,正演计算了不同水深、油气层埋深、油气层厚度和油气层电阻率时海底表面的电磁响应,绘制了最大相对异常幅度... 详细信息

海洋可控源电磁法是一种采用低频电磁场探测海底油气的新技术,通过仿真分析,研究了该方法对油气的探测能力。基于一维海洋模型,正演计算了不同水深、油气层埋深、油气层厚度和油气层电阻率时海底表面的电磁响应,绘制了最大相对异常幅度和相应的绝对异常幅度随油气埋深、厚度和电阻率变化的曲线,分析了这几种因素对电磁异常幅度的影响。仿真结果表明:海洋可控源电磁法对海底油气具有较强的探测能力,即使在浅海环境,埋深大、厚度薄或电性差异小的油气层也可引起较明显的电场异常;相同条件下最大电场异常主要取决于油气层纵向阻抗;发挥最大探测能力需要合适的工作频率和偏移距。研究结果为海底油气的勘探方案设计提供了参考。

关键词：海洋可控源电磁法海底油气勘探一维海洋模型探测能力

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海洋可控源电磁法发射源姿态影响研究

地球物理学报 2012年第8期55卷 2757-2768页

作者：刘云鹤殷长春翁爱华贾定宇吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026

海洋电磁理论是建立在水平发射偶极的基础上.然而,由于海底洋流作用海洋可控源发射偶极可能产生水平摆动、倾斜和水平旋转,造成测量数据与理想状态的水平电偶极子的电磁响应有较大的偏差.为了研究发射源姿态变化对场的影响,本文提出利... 详细信息

海洋电磁理论是建立在水平发射偶极的基础上.然而,由于海底洋流作用海洋可控源发射偶极可能产生水平摆动、倾斜和水平旋转,造成测量数据与理想状态的水平电偶极子的电磁响应有较大的偏差.为了研究发射源姿态变化对场的影响,本文提出利用欧拉旋转将发射偶极由源坐标系转换到地球坐标系,进而分析发射源姿态变化造成海洋电磁观测数据的误差分布特征.研究发现,对于发射源水平摆动和倾斜造成的海洋电磁观测数据的畸变,其分布规律取决于接收机所在区域.以发射频率1Hz为例,对于由发射源水平摆动或倾斜导致的地球坐标系中的两个等效电偶极子分量产生的水平电场Ex,在旁线区域,二者的相位差约为360°,接收机接收到的电场信号约为两个偶极子场之和;而在同线区域,二者的相位差接近于180°,接收机接收到的信号为两者之差.在两个区域的交界处,发射源姿态对电磁信号影响最大.相比之下,发射源水平摆动只改变发射源的位置,不会改变源的性质,其影响主要发生在收发距较小的区域.本文的研究成果有助于海洋电磁系统设计时确定发射源姿态变化的参数指标,同时也为未来实际海洋电磁观测时分析和校正发射源姿态变化造成的观测数据误差提供理论基础.

关键词：电磁法海洋可控源电磁法发射源姿态水平发射偶极

三维任意各向异性介质中海洋可控源电磁法正演研究

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地球物理学报 2014年第12期57卷 4110-4122页

作者：殷长春贲放刘云鹤黄威蔡晶吉林大学地球探测科学与技术学院

由于海底介质受沉积环境的影响,层理发育呈现明显各向异性特征.对于海洋可控源电磁法各向异性的研究以往主要局限于一维和二维模型,为更深入了解复杂情况下海底各向异性对海洋可控源电磁响应的影响规律,本文开展三维任意各向异性介质中... 详细信息

由于海底介质受沉积环境的影响,层理发育呈现明显各向异性特征.对于海洋可控源电磁法各向异性的研究以往主要局限于一维和二维模型,为更深入了解复杂情况下海底各向异性对海洋可控源电磁响应的影响规律,本文开展三维任意各向异性介质中海洋可控源电磁法正演研究.采用交错网格有限差分技术,通过对任意各向异性介质电导率张量实行体积和空间电流密度平均,完成海洋可控源电磁二次散射电场的离散化,成功实现任意各向异性介质中海洋可控源电磁正演模拟.通过对几种典型各向异性电性模型条件下海洋电磁电场多分量响应及分布特征和各向同性情况的对比分析,总结电各向异性对海洋电磁响应的影响规律和识别方法.本文算法研究及算例可为海洋可控源电磁数据精细化处理解释提供技术支撑.

关键词：海洋可控源电磁法三维有限差分任意各向异性正演模拟

基于改进的接收点插值算法的频率域海洋可控源电磁法2.5维正演

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地球物理学报 2017年第12期60卷 4887-4900页

作者：李刚李予国韩波段双敏中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 德国GEOMAR亥姆霍兹基尔海洋研究中心基尔24148 中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266071

在海洋可控源电磁法勘探中,接收站常置于海底.在进行海洋电磁场模拟时,由于海水和海底介质存在显著电性差异,这给海底接收点处场值的求取带来困难.本文提出一种新的接收点插值算法,该算法考虑到海底电场法向分量不连续性问题,用法向电... 详细信息

在海洋可控源电磁法勘探中,接收站常置于海底.在进行海洋电磁场模拟时,由于海水和海底介质存在显著电性差异,这给海底接收点处场值的求取带来困难.本文提出一种新的接收点插值算法,该算法考虑到海底电场法向分量不连续性问题,用法向电流分量进行插值以准确求取海底任意接收点处电磁场值.本文利用交错网格有限差分法实现了二维介质中频率域海洋可控源法(CSEM)正演.对构造走向做傅里叶变换,将三维电磁模拟问题转换为波数域2.5维问题,即三维场源激励下针对二维地电模型的电磁模拟问题.使用交错网格有限差分法,基于一次场/二次场分离方法导出波数域二次电场离散形式,并进一步求得波数域电磁场.采用本文提出的改进的插值算法可求得海底任意接收点处波数域电磁场,采用傅里叶逆变换对波数域电磁场进行积分可得到接收点处空间域电磁场.模型算例表明,与常规的线性插值和严格插值算法相比,本文提出的改进的插值算法具有更高的精度.

关键词：海洋可控源电磁法 2.5维数值模拟接收点插值

基于微增模型的海洋可控源电磁法三维非结构化矢量有限元数值模拟

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地球物理学报 2018年第6期61卷 2560-2577页

作者：陈汉波李桐林熊彬王恒张镕哲李少朋吉林大学地球探测科学与技术学院长春130026 桂林理工大学地球科学学院桂林541006

为了分析海洋中含金属矿的储油气砂层的成分、结构对于海洋可控源电磁场的影响特征,引入多相微增等效介质模型,结合非结构化网格实现了海洋可控源电磁三维矢量有限元正演.首先对多相微增模型进行了介绍,并分析不同参数影响下的等效电导... 详细信息

为了分析海洋中含金属矿的储油气砂层的成分、结构对于海洋可控源电磁场的影响特征,引入多相微增等效介质模型,结合非结构化网格实现了海洋可控源电磁三维矢量有限元正演.首先对多相微增模型进行了介绍,并分析不同参数影响下的等效电导率变化特征.而后,详细推导了频率域可控源电磁法非结构化矢量有限元方程.接着,利用预处理的IDR(s)迭代算法求解线性方程组.最后设计典型的海洋地电模型,通过正演计算,验证了本文算法的正确性和有效性,同时研究了海洋储油砂层中的金属矿的含量、孔隙度、含水饱和度等参数对于可控源电磁场响应特征的影响.

关键词：海洋可控源电磁法多相微增模型非结构化网格矢量有限元