关于碳氢化合物储藏的电磁勘探制造技术

本发明专利技术披露了一种分析被认为或者已知含有地下碳氢化合物储藏的区域的水下受控源电磁（ＣＳＥＭ）勘探的结果的方法。该方法基于由成对的源和接收机位置获得的窄带电磁场数据的波场外推。所述数据包括在０．０１Ｈｚ和６０Ｈｚ之间的多个离散频率。对这些离散频率的每一个进行波场外推，以提供作为勘探区域下面的位置和深度的函数的电磁分散系数的分布。然后组合这些分布以提供电磁分散系数的可以显示的图像。该方法能够快速提供能够被容易解释的可显示图像。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及关于油和其它的碳氢化合物储藏的受控源电磁(CSEM)勘探。
技术介绍
CSEM勘探是一种用于定位油和碳氢化合物储量的有价值的研究工具。在典型的CSEM勘探中，一个电磁(EM)源和多个EM接收机被设置在海底或其附近。由EM源广播的信号向外传播进入覆盖在上面的海水，向下传播进入海底和地下地层。给定各个介质的典型的电阻率，借助于电磁场的扩散进行传播。由接收机检测到的广播信号的分量携带着关于和其发生了相互作用的介质的电特性的信息。根据地质反演技术对所接收的信号的随后的分析使得能够表征要被识别的地下地层。例如，可以识别一般和碳氢化合物的储量相关的高电阻率的区域。为了全面地勘探海底的一个区域，EM源一般在感兴趣的区域上方被牵引，因此可以采集源-接收机几何形状的范围内的数据。虽然CSEM勘探可以对地下地层的电特性提供有价值的洞察，但是常规的CSEM勘探和数据分析技术具有许多限制。当前的分析技术一般要求使用特定的源和接收机几何条件的组合采集数据。从源和接收机的相对布置及其相对方位来看确实如此。要求对于多个特定的源和接收机几何条件采集数据，对于在接收机阵列的上方牵引EM源期间可以采集的有用数据的数量强加了限制。此外，因为CSEM勘探通常借助于在接收机阵列的上方多次牵引EM源进行，以提供关于不同的源-接收机方位的数据，用于提供适合于常规的地质反演分析技术的数据的勘探处理可能是费时的。已经进行了解决与提供更适合常规反演分析的数据相关的困难的若干尝试。例如，提出了特定的EM源配置。常规的CSEM勘探和数据分析技术的另一个限制是它们不能快速地提供代表在勘探区域下面的地下地层的电特性的可容易解释的输出。这意味着难于实时地对勘探结果作出反应，例如，以便集中在一个较大区域内的一个可能特别感兴趣的区。来自CSEM勘探的典型的初始结果包括表示来自不同的源-接收机方位以及对于源和接收机配对之间的不同距离的数据的组合的曲线。这些曲线的功能形式由地下电阻率的改变来确定。不过，在其形式不能以可以立即解释以提供可能的地下碳氢化合物储藏的深度、范围、电阻率等的方式被确定。而是，对曲线表示的数据应用地质反演技术，例如，地下地层的电阻率图。虽然这种处理可以获得精确的地下模型，但是用于勘探数据的全波三维(3D)反演所需的时间和计算可能是非常巨大的。利用几天时间来完成勘探数据的地质反演分析是不合理的。此外，反演处理通常需要大量的地下地层结构的先验的知识，并可能需要许多次试错参数调整。此外，地质反演技术的性质意味着，它们一般只产生平滑的地球参数化。因而，需要一种技术，其使得可对CSEM勘探数据进行几何约束较少的采集，并使得这种数据能够以容易解释的方式被快速地表示出来，以便可以快速而直观地识别碳氢化合物储藏的位置和边界。
技术实现思路
按照本专利技术的第一个方面，提供一种用于分析被认为或者已知含有地下碳氢化合物储藏的区域的水下电磁勘探结果的方法，包括对于特定的源和接收机位置，提供从在0.01Hz和60Hz之间的多个离散频率进行的水下受控源电磁(CSEM)勘探获得的电磁场数据；对于该多个频率的每一个，对所述的源和接收机位置进行数据的波场(wavefield)外推，从而作为位置和深度的函数提供电磁散射系数的对应的多个分布；以及，组合所述分布，从而提供作为位置和深度的函数的电磁散射系数的输出图。通过对CSEM勘探数据应用波场外推，可以精确地重构在地下地层内电特性的改变。与常规的反演分析相比，这可以以快得多的速度被实现。例如，对于一个典型的数据组，该方法可以在几分钟内提供地下地层内散射系数的改变的容易解释的表示。这可以与可能需要几天的时间才能完成的反演分析比较。这意味着，例如，可以有效地几乎实时地作为容易解释的图像向CSEM勘探的操作者显示输出图。此外，该方法不需要勘探区域下面的地层的详细的先验知识。例如，用于波场外推的开始模型可以包括一个简单的均匀电阻率模型。此外，该方法可被执行多次，其中一次执行的输出图构成下一次执行的波场外推的开始模型的基础。该方法可应用于在任意的源和接收机几何条件下采集的数据。例如，这使得对于沿着接收机阵列上方的任意路径牵引的源的所有位置，能够采集有用的数据。不需要采用常规的反演分析所需的那种特定的勘探几何条件。这减少了进行勘探所需的时间(和花费)，因而提供有用数据的有效得多的采集。此外，需要相当少的电磁场分量用于分析。例如，只在少量的离散频率下进行的径向电和/或磁场测量便可提供可接受的输出图。可以使用常规的源和接收机来提供数据，例如，可以使用水平电偶极子源和接收机。所提出的方案在一些方面按照科学方法与在宽带声学地质勘探中一直使用的分析技术相关。例如，Claerbout描述了一种基于地震波场成像的分析技术。在本领域中，这些技术被称为“地质成像”或“地质迁移”(与地质反演相对)。已经认识到，地质成像技术可应用于宽带无源的源EM勘探，例如由Lee等人以及Zhdanov等人描述的。无源的源EM勘探基于检测地下地层对自然发生的在地球的电离层中产生的宽带地球电磁(MT)波的响应。Lee等人以及Zhdanov等人使用应用于MT数据的标准的地震频域成像方法。MT数据适合于这种研究，因为它们提供宽带信号，例如Zhdanov等人提出了跨越五个十进频率(即从0.1s到104s的间隔)的数据分析。还提出了使用其它的宽带源。不过，这些与用于CSEM勘探的窄带源是十分不同的。按照本专利技术的多个离散频率的数量可以在3个或4个和15个频率之间。虽然可以使用更多的频率，例如多达20或30个频率，本专利技术人认识到，15个频率一般便足够了，并且9个左右的频率表示在数据采集的容易性和输出图的质量之间合适的折中。一般地说，电磁散射系数是一个复数值。输出图可以对应于电磁散射系数的实部、虚部或实部与虚部的组合。这些不同的表示使得能够产生对于地下地层中电阻率的改变的敏感度不同的图。该方法还包括在输出图上确定与数据的部分相关的尚未与地球(即在勘探区域的地下地层)相互作用的能量所在的深度。这使得例如在数据中的无线电波成分的贡献能够被容易地被识别，并在输出图的显示图像中说明。该方法不需要同时采集的数据，因而可以应用于由在不同时间进行的区域的多个CSEM勘探获得的电磁场数据。按照本专利技术的第二方面，提供一种承载机器可读指令的计算机程序产品，该指令用于实现按照本专利技术的第一方面的用于分析水下CSEM勘探的结果的方法。按照本专利技术的第三方面，提供一种加载有机器可读指令的计算机设备，该指令用于实现按照本专利技术的第一方面的用于分析水下CSEM勘探的结果的方法。按照本专利技术的第四方面，提供一种进行一个区域的水下CSEM勘探的方法，所述区域被认为或已知具有地下碳氢化合物储藏，所述方法包括提供用于传送和检测电磁信号的至少一个源和至少一个接收机；对于特定的源和接收机位置，通过以0.01Hz和60Hz之间的多个离散频率进行传送和检测而获得电磁场数据；对于多个频率的每一个，对所述的源和接收机位置进行所述数据的波场外推，从而作为位置和深度的一个函数提供对应的电磁散射系数的多个分布；以及，组合所述的分布，从而作为位置和深度的一个函数提供电磁散射系数的输出图。可以利用一个源同时地、利用多个源同时地、或利用一个源不同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分析被认为或已知含有地下碳氢化合物储藏的区域的水下电磁勘探的结果的方法，包括：提供对特定的源和接收机位置以在０．０１Ｈｚ和６０Ｈｚ之间的多个离散频率进行水下受控源电磁（ＣＳＥＭ）勘探获得的电磁场数据；关于该多个频率的每一个，对各个源和接收机位置的数据执行波场外推，从而提供作为位置和深度的函数的对应的多个电磁分散系数的分布；以及组合所述分布以提供作为位置和深度的函数的电磁分散系数的输出图。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔托姆普金斯，
申请(专利权)人：OHM有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]