CN101484897B - 获取和解释瞬态电磁测量结果的方法 - Google Patents

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Abstract

一种解释瞬态电磁测量数据的方法包括通过多个切换事件来测量介质的瞬态响应。对于多个电流切换事件中的第一事件的所测量的瞬态响应进行建模。针对在时间上在至少第一电流切换事件之前的至少一个电流切换事件，计算对模型的瞬态响应。将所计算的瞬态响应与第一事件测得的响应进行求和，将该和与电磁勘测测量结果进行比较。调整该模型，并重复计算瞬态响应之和，直到所计算的响应之和与该勘测结果之间的差小于选择的阈值为止。

Description

获取和解释瞬态电磁测量结果的方法
相关申请的交叉引用
不适用。
关于联邦出资赞助研究或开发的声明
不适用。
发明背景
技术领域
本发明总体上涉及地表下地球岩层(subsurface Earthformation)的瞬态可控源电磁传导率(transient controlled-sourceelectromagnetic conductivity)测量设备和方法的领域。本发明具体涉及获取和解释引起所谓“连续(run-on)”效应的可控源电磁测量结果的方法。本发明可以与-但并不限于-海洋电磁和钻孔电磁勘测或地质导向(geosteering)一起使用。
背景技术
可控源电磁勘测包括，在海洋勘测(surveying)中通过海底或者在钻孔勘测中通过钻孔流体，向地表下地球岩层施予电流或磁场，还包括测量布置在地球的表面附近或海底上的电极、天线和/或磁力仪所感应的电压和/或磁场。电压和/或磁场是响应于向地球的地表下中施予的电流和/或磁场而予以感应的。
本领域中已知的可控源勘测包括向地表下施予交流电流。该交流电流具有选择的一个或多个频率。这样的勘测被称之为频域可控源电磁(frequency domain controlled source electromagnetic，f-CSEM)勘测。例如，在Sinha，M.C.Patel，P.D.，Unsworth，M.J.，Owen，T.R.E.和MacCormack，M.G.R.，1990合写的An active source electromagneticsounding system for marine use，Marine Geophysical Research，12，29-68文章中就介绍了f-CSEM勘测技术。其它描述对电磁地表下勘测的物理学和解释的文献包括：Edwards，R.N.，Law，L.K.，Wolfgram，P.A.，Nobes，D.C.，Bone，M.N.，Trigg，D.F.和DeLaurier，J.M.，1985，First results ofthe MOSES experiment：Sea sediment conductivity and thicknessdetermination，Bute Inlet，British Columbia，by magnetometric offshoreelectrical sounding：Geophysics 50，No.1，153-160；Edwards，R.N.，1997，On the resource evaluation of marine gas hydrate deposits using thesea-floor transient electric dipole-dipole method：Geophysics，62，No.1，63-74；Chave，A.D.，Constable，S.C.和Edwards，R.N.，1991，Electricalexploration methods for the seafloor：Investigation in geophysics No 3，Electromagnetic methods in applied geophysics，vol.2，应用，B部分，931-966；以及Cheesman，S.J.，Edwards，R.N.，和Chave，A.D.，1987，On thetheory of sea-floor conductivity mapping using transient electromagneticsystems：Geophysics，52，No.2，204-217。Strack(US专利号No.6,541,975B2，6,670,813，和6,739,165)和Hanstein等人(U.S.专利号No.6,891,376)描述了典型钻孔相关的应用。所提出的方法并不限于这样的应用，原因在于该阵列(array)在沿勘测区域移动。
下面介绍若干专利文献，这些文献都描述了地表下岩层电磁勘测的各个方面。对于海洋情形来讲，授予Constable的美国5,770,945号专利描述了海底石油勘探用的大地电磁(magnetotelluric，MT)系统。所披露的系统包括装有处理器、AC耦合磁场后放大器和电场放大器的第一防水压力盒，装有声导航/释放系统、四个安装在桁梁(boom)上的银-氯化银电极和至少两个磁感应线圈传感器的第二防水压力盒。这些器件与浮动装置和锚一起安装在塑料和铝框架上，用来部署到海底上。声导航/释放系统用来通过对船上单元所产生的声“脉冲信号(ping)”做出响应来确定测量系统的位置，并接收启动与锚分开的释放指令，从而使得漂浮包(package)浮到表面以便回收。用来检测电场的电极被配置为接地偶极天线。将电极安装到框架上用的桁梁按X形状配置安置以形成两个正交偶极子。这两个正交偶极子用来测量整个矢量电场。磁场传感器为多圈、镍铁高导磁合金(Mu-metal)芯丝线圈，它在典型地用于基于陆地的MT勘测的频率范围之内检测磁场。磁场线圈封装在防水压力盒内，并通过高压防水电缆连接到记录器包上。记录器单元包括对从各传感器接收到的信号进行放大的放大器，然后把这些信号提供给控制定时、记录、储存和电源切换操作的处理器。在该处理器内和/或其周围提供有暂存器和大容量存储器。
向Srnka授予的6,603,313B1号美国专利披露了储层(reservoir)特性的表面估计方法，其中，在地表下地质岩层附近使用地质和地球物理数据来首先确定地表下地质岩层上方、下方和水平附近的位置和平均地球电阻率。然后，确定电磁源的尺寸和检测频率，以便使用该位置和平均地球电阻率来使在地表下地质岩层处所发送的垂直和水平电流基本上最大化。接着，在地表下地质岩层上近似中心的表面处或附近，激活电磁源，并通过接收机阵列测量电磁响应的多个分量。使用地质和地球物理数据确定几何和电气参数约束。最后，使用几何和电气参数约束来处理电磁响应，以产生倒置垂直和水平电阻率深度图像。任选地，倒置电阻率深度图像可以与地质和地球物理数据相结合，以估计出储层流体和泥质含量特性。
授予Eidesmo等人的美国6,628,110B1号专利披露了一种确定已知其近似几何和位置的地下储层的性质的方法。所披露的方法包括：向含有储层的地层施加时间可变电磁场，检测电磁波场响应；并分析其对由储层所引起的检测磁场特性的影响，从而根据分析确定储层含量。
向Strack授予的美国6,541,975B2号专利和6,670,813号专利披露了一种可生成透入岩层的钻孔周围地球岩层图像的系统。使用DC测量和导电率来测量该岩层的电阻率，岩层的电阻率是使用时域信号或AC测量来予以测量。还测量岩层的声速度。可以组合DC电阻率测量、采用时域电磁信号进行的导电率测量、使用时域电磁信号进行的电阻率测量，以及声速度测量来生成地球岩层的图像。授予Strack的6,739,165号美国专利披露了一种用接收机或发射机进行瞬态电磁测量的方法，所述接收机或发射机布置在钻孔内，而另一个则布置在表面上。不论移动其中哪一个，都可获得储层流体含量变化的图像。
WO 0157555 A1号国际专利申请文献披露了一种可检测地下储层或确定地下储层性质的系统，储层位置和几何形状通过以前的地震勘测得知。采用位于海底的发射机来施加电磁场，并由也位于海底的天线对其加以检测。在波场响应中，寻求折射波分量，以确定存在的任何储层的性质。
WO 03048812 A1号国际专利申请文献披露了一种对以前曾被认为可能含有海底油气储层的区域进行勘测的电磁勘测方法。该方法包括得到第一和第二勘测数据集，其中，电磁源相对于相同或不同的接收机的端部和侧部对准。本发明还涉及使用这种方法来做勘测计划，并涉及对结合取得的勘测数据的分析，以便允许在接收机处收集到的信号的电的贡献与感应效果和信号衰减的影响进行对比，这很大程度上依赖于岩石构形的局部特性，测量区域水和空气的叠置。这对成功使用电磁测量来识别油气储层并将它们与其它类别结构进行区分是非常重要的。
授予Conti等人的美国6,842,006 B1号专利披露了用于获得对地球岩层的水下大地磁(MT)测量的海底电磁测量装置。该装置包括带有旋转臂的中央结构，旋转臂通过枢轴附连到中央结构上。旋转臂使得该装置的部署和存放很方便。电极和磁力仪分别附连到测量电场和磁场的每个旋转臂上，磁力仪的位置远离中央结构，因此该结构内出现的磁场就不会被感测到。进行海底测量的方法包括，可在距结构一定距离处测量电场，并可在相同位置处测量磁场。
美国的2004 232917号专利申请涉及通过使用至少一个源、用于测量系统响应的接收装置和至少一个用于测量合成地球响应的接收机，在地球的表面或附近，进行多通道瞬态电磁(multichannel transientelectromagnetic，MTEM)测量，来绘制地表下电阻率对比图形的方法。处理来自源接收机对或每个源接收机对的所有信号以恢复相应的地球电磁脉冲响应，这样的脉冲响应，或这样的脉冲响应的任何转变都会得以显示以创建电阻率对比的地表下表示。该系统和方法使得地表下流体矿床(deposit)能够被发现并识别，并且能够对这样的流体的运动进行监视。
向Rueter等人授予的5,467,018号美国专利披露了一种基岩勘探系统。该系统包括在传输流中作为突然变化体而产生的瞬态现象，这种变化体通过发射机发送到地球的地表下中。由此而产生的感应电流由若干接收机单元来测量。把来自接收机单元的测量值传递到中央单元。从接收机单元获得的测量值经过数字化处理后存储到测量点处，而中央单元通过遥测链与测量点链接。通过遥测链路，来自接收机单元中存储的数据的数据能够被相继传递到中央单元。
向Tasci等人授予的5,563,913号美国专利披露了在提供沉积地表下岩层的电阻率测量数据中使用的方法和设备。该数据被用来形成和绘制增强异常电阻模式(pattern)。增强的地表下电阻率模式与在各深度一直到沉积地表下岩层的基层勘探石油和/或天然气圈闭(gas trap)的辅助装置相关。该装置布置在地面上，其包括通过一段带有接地电极的线缆与发射机相连的发电机。当大幅度、长周期、方波电流经由发射机和线缆从发送地点发送时，就会在地表下岩层内感应二次涡流。涡流在地表下岩层内感应磁场变化，这能够通过磁力仪或感应线圈在地球表面予以测量。在每个测声地点处，磁场变化情况作为时变电压被接收并被记录。地表下岩层的电阻率变化信息可以从所测磁场信号的幅度和形状推导得出，这些幅度和形状是在应用了相应数学方程后作为时间的函数绘制的。测声地点按图表状方式布置，以确保制备出地表下岩层电阻率变化的区域轮廓图和剖面图。
本领域中已知的f-CSEM技术的局限性是，在海洋勘测中，典型地这些技术都限于相对较深水域，在800-1000米的范围内，或者是海洋水深与地表下储层深度(自海底测得的储层深度)之比大于约1.5到2.0。
下面介绍典型的f-CSEM海洋勘测。记录船(recording vessel)包括与布置在海底上的电极相连接的电缆。记录船上的电源向电极充电，使得所选择的电流幅度流过海底进入到海底下方的地球岩层内。在距源电极所选距离处(“偏移”)，接收机电极布置在海底上并耦合到电压测量电路上，后者布置在记录船或不同的船舶上。然后对施加到接收机电极内的电压进行分析，以推断出地球地表下岩层的结构和电特性。
本领域中已知的另一个地表下地球岩层的电磁勘测技术是瞬态可控源电磁勘测(transient controlled source electromagnetic，t-CSEM)技术。在t-CSEM中，电流以类似于f-CSEM相同的方式被施予到地球的表面处的地中。电流可以是直流(DC)。在选定的时间，电流被断开，在地球的表面上，在所选时间间隔上，典型地测量相对于时间的所感应的电压和/或磁场。由感应电压和/或磁场的时间分布来推断出地表下岩层的结构。例如，Strack，K.-M.1992的Exploration with deep transientelectromagnetics，Elsevier，第373页(1999年再版)描述了t-CSEM技术。
使用t-CSEM勘测技术的特定考虑是，所测电压和/或磁场实际上不仅与测量结果直接依据的该次电流切换事件有关，而且也与此前的电流切换事件有关。所测磁场和/或所测电压的幅度会随着距切换事件的时间的增加而衰减。在距特定切换事件已经经过了足够时间之后，所测磁场和/或电压的幅度基本上会衰减到零。在一些情况下，所述幅度完全衰减所需要的时间可能很长，以致于无法获取到在所测磁场和/或电压中对先前切换事件没有影响的测量结果。为此，所需要的是，一种获取考虑了先前电流切换事件的t-CSEM测量结果，以便在实践上使连续的切换之间的时间最小化。
发明内容
本发明的一个方面是用于解释瞬态电磁勘测数据的方法。根据本发明这个方面的方法包括通过多个切换事件来测量介质(medium)的瞬态响应。对电流切换事件中的第一事件的所测得的瞬态响应进行建模。针对在时间上在该至少第一电流切换事件之前的至少一个电流切换事件，计算对该模型的瞬态响应。把所计算的瞬态响应与第一事件测得的响应进行求和，并把该和与电磁勘测测量结果进行比较。调整该模型，并重复计算被求和的瞬态响应，直到所计算的响应之和与该勘测测量结果之间的差小于选择的阈值。
本发明的另一个方面是用于解释瞬态可控源电磁勘测数据的方法。根据本发明这个方面的方法包括，生成所选体积的地球的地表下岩层的导电率分布的初始模型。针对至少第一电流切换事件，计算初始模型的瞬态电磁响应，所述至少第一电流切换事件对应于在所选体积上进行的瞬态可控源电磁勘测测量结果。针对在时间上在至少第一电流切换事件之前的至少一个电流切换事件，计算初始模型的瞬态响应。对所计算的瞬态响应进行求和，并且在一些实施例中，包括了足够数目的先前切换事件使得在至少第一切换事件之前的切换事件的影响基本上不再会对测量结果起作用。将瞬态响应之和与电磁勘测测量结果进行比较。调整该模型，并重复对瞬态响应进行计算，直到所计算的响应之和与该勘测测量结果之间的差小于选择的阈值。
根据本发明的另一方面的用于获取瞬态电磁勘测数据的方法包括，在地球的地表下岩层的选择的体积内，感应瞬态磁场和瞬态电场中的至少一个。该感应至少包括第一电流切换事件。检测响应于瞬态磁场和瞬态电场中的至少一个而感应的电压和磁场幅度中的至少一个。生成所选体积的导电率分布的初始模型。针对至少第一电流切换事件，计算该初始模型的瞬态响应。针对在时间上在至少第一电流切换事件之前的至少一个电流切换事件，计算初始模型的瞬态电磁响应。对所计算的瞬态响应进行求和。把该瞬态响应之和与所检测的磁场幅度和电压中的至少一个进行比较，调整改模型并重复计算瞬态响应，直到所计算的响应之和与所检测的磁场幅度和电压中的至少一个之间的差小于选择的阈值。
通过如下描述和所附权利要求，本发明的其它方面和优点将会显现出来。
附图说明
图1A示出了使用水平偶极电流源和地震源的海洋瞬态电磁勘测系统。
图1B示出了使用垂直偶极电流源的海洋瞬态电磁勘测系统。
图2示出了使用磁场向地球发射能量的可替换方式。
图3是根据本发明方法的一个实施例的流程图。
图4是电流切换后感应电压的曲线图，以论证连续运行效果。
具体实施方式
图1A示出了供根据本发明的各方面的方法使用的海洋瞬态可控源电磁(t-CSEM)堪测系统的一个实施例。该系统包括沿诸如湖泊或海洋之类的水域11的表面以预定模式(pattern)移动的堪测船10。勘测船10包括在其上的源制动、记录和航行装置，通常如图中标号12所示，此处称之为“记录系统”。记录系统12包括可控制电流源，用来向水域11中其底部13附近拖曳的电极16A、16B供电，以便向水域底部13下方地表下岩层15、17施予电场。记录系统12包括仪表设备，用来随时确定勘测船10的大地位置，诸如能够使用全球定位系统(GPS)接收机等来加以执行。记录系统12包括用来传送来自一个或多个记录浮标22的信号的装置。记录浮标22接收和储存来自位于水底13上的多个t-CSEM传感器20中的每一个传感器的信号。传感器可以沿电缆18布置。电缆18可以是与部署在水域底部的地震传感器一起使用的那种类型，本技术领域中称之为“海底电缆”。
传感器20检测各种电场和/或磁场，这些电场和/或磁场是由流过电极16A、16B的电流在地球的地表下岩层中感应的电场所引起的。记录浮标22可以包括遥测装置(未单独示出)，用来将收到的信号数据发送给勘测船10，和/或可以在本地存储这些信号，以供记录系统12或另一个询问装置以后询问使用。
勘测船10上的电流源(未单独示出)通过电缆14A耦合到电极16A、16B上。电缆14A被配置成使得电极16A、16B在水域底部13附近能够基本水平地拖曳，如图1A所示。在本实施例中，电极能够间隔开大约50米，并能够被供电使得大约1000安培的电流流过电极16A、16B。这相当于本领域已知的典型电磁勘测实践所产生的源矩(source moment)，即，使用100米长的发射机偶极子，以及使用500安培电流所产生的源矩。在任一情况下，源矩大约为5×104安培-米。用来向发射机电极16A、16B供电的电流能够是以等于零的时间指数来切断的直流(DC)。然而，应该理解的是，切断DC只是一种用来感应瞬态电磁效应的电流变化的实现方式。在其它实施例中，电流可以被接通，或可以从一个极切换到另一个极(双极开关)，或者可以以伪随机二进制序列(pseudo-random binarysequence，PRBS)或这样的切换序列的任何混合衍生式进行切换，例如，参阅Duncan，P.M.，Hwang，A.，Edwards，R.N.，Bailey，R.C.和Garland，G.D.，1980，The development and applications of a wide bandelectromagnetic sounding system using pseudo-noise source.Geophysics，45，1276-1296中描述了PRBS切换。
勘测船也可以拖曳用于地震和电磁同步勘测的地震源9。在这样的实施例中，海底电缆18可以包括本领域已知的任何类型的地震源21。
在本实施例中，由于流经发射机电极16A、16B的电流是切换的，根据记录浮标22和记录系统12内的记录和/或遥测装置的特定配置，可在记录浮标22和/或记录系统12上记录各传感器20所检测到的电场和/或磁场的时间指数记录。
图1B示出了信号生成和记录的可替换实现方式，其中，发射机电极16A、16B被布置成使得它们沿电缆14B基本垂直地被定向，被配置成致使电极16A、16B基本垂直地被定向，如图1B所示。电极16A、16B通电后，对信号进行检测和记录基本上按参照图1A的上述方法进行。
图1A和图1B的实施例都使用施加到电极上的电流，来向地球的地表下岩层施予电场。电场的可替代式是使用磁场，这个将参照图2予以解释。在图2中，勘测船10拖曳电缆14C，该电缆14C连接到两个环路发射机17A和17B上。第一环路发射机17A封闭与水域底部13相垂直的区域。记录系统12定期地致使电流流过第一环路发射机17A。该电流形式能够是与参照图1A所述的任何相同形式，包括切换的DC、PRBS、以及交替极性DC。当电流改变时，沿方向MA的带有偶极矩的瞬态磁场就被施予到地球中。在相同时间或不同的时间，把电流施加到第二环路发射机17B。第二环路发射机可以是电磁线圈形式，带有沿方向MB的磁矩。
上述实施例已经在海洋电磁勘测的上下文中进行了解释。应当清楚地理解的是，上述实施例同样适用于在地球表面的陆上(on land)或钻孔内实施的勘测。当在地球表面的陆上实施时，传感器能够按基本类似于图1A所示的模式部署。如图1A所示，勘测电流源在地球表面可以以电流形式予以应用，或如图2所示以及参照图2所描述的，以磁场形式予以应用。为了定义本发明的范围的目的，能够设想将各种勘测装置布置在要勘测的地球的地下岩层区域的顶部。地球的地表下岩层区的顶部在海洋测量中将系指水域底部，而在陆基测量中系指地球表面，或者系指要实施所述堪测的浮冰层的顶部。
图3以流程图形式示出了根据本发明的获取和处理方法的一个实施例。瞬态电磁数据基本上可以如上述参照图1A、1B和图2所解释的方式来获取。在30，为一定体积大小的地球的地表下岩层，做出了在地球的地表下岩层中电导率分布的初始模型，典型地在进行t-CSEM测量的时间它对应于获取几何结构。该体积将特别取决于测量获取期间所使用的各电极和/或环路天线的位置。在32时，使用该初始模型生成相对于时间的第一选择切换事件的期望瞬态响应(不论是电压幅度还是磁场幅度)。如前所述，这样的切换事件可以是电流接通、电流断开或电流极性倒转。在一些实施例中，电流极性倒转可以包括短暂干预电流切断，这取决于进行测量所使用的设备。所属领域的技术人员应当理解，本领域已知的用于计算瞬态响应的模型正演(forward modeling)程序都没有考虑先前电流切换事件的任何非衰减影响。
在本实施例中，在34，最好使用计算第一切换事件瞬态响应的相同的模型正演程序，以及使用相同的电导率分布初始模型，计算在获取序列中第一切换事件之前的切换事件的瞬态响应。在36，相对于所选阈值评定所计算的先前切换事件的瞬态响应。例如，所选阈值可以是第一切换事件瞬态响应的峰值幅度的预定部分。所选阈值可以是预定的峰值幅度值。如果先前切换事件的所计算的响应的峰值幅度小于阈值，则在40，将先前事件和第一切换事件的所计算的响应进行求和。阈值是这样选择的，使得带有这样的瞬态响应的切换事件的效果被认为基本上不会影响第一切换事件的测量响应。
如果先前事件的所计算的响应高于所选阈值，那么，在38，从先前切换事件及时返回，审查切换事件的数据。正像针对先前切换事件而言一样，在34计算这个及时返回的切换事件的瞬态响应。对于连续的早期切换事件，重复进行上述过程，直到这样的切换事件的所计算的瞬态响应的峰值幅度小于所选阈值为止。此时，在40，对所有这样的切换事件的所计算的瞬态响应进行求和。在41，将该响应之和与在第一切换事件时所实际测得的电压和/或磁场进行比较。在42，如果所计算的响应之和与所测量的响应之间的差超过了所选阈值，则在46，对初始模型的至少一个参数进行调整，并重复32到42的过程。对模型的这样的调整，以及过程的重复继续进行直到所计算的响应与所测量的响应之间的差小于所选阈值为止，在44，有关第一切换事件的过程就完成了。
上述程序可以重复进行，以便进行对应于地球的地表下岩层中其它体积部分的测量，直到使用者确定了地球的地表下岩层的希望总体积上的导电率分布为止。
可替换地，在不参考地球的地表下岩层的模型的情况下能够对所进行的测量结果进行分析。在这样的可替换的实现方式中，某些部分的地球地表下岩层或其它介质的瞬态响应可在多个切换事件期间予以测量。该响应将包括所测的感应电压和/或磁场的衰减幅度。于是，例如在多个切换事件中的第一事件之后瞬态响应能够诸如通过曲线匹配或其它数学表示，或通过等价的模拟电路分析来予以建模。在本实施例中，在34，计算在获取序列中在时间上在第一切换事件之前的切换事件的瞬态响应，优选使用对第一切换事件瞬态响应进行计算所使用的相同建模程序(modeling procedure)。在36，相对于所选阈值，对所计算的先前切换事件的瞬态响应进行评定。所选阈值例如可以是第一切换事件瞬态响应的峰值幅度的预定部分。所选阈值可以是预定峰值幅度值。如果先前切换事件的计算响应的峰值幅度小于阈值，则在40，对先前切换事件和第一切换事件的所计算的响应进行求和。所述阈值是这样选择的，使得带有这样的瞬态响应的切换事件的效果被认为基本上不影响第一切换事件的所测量的响应。
如果先前切换事件的所计算的响应高于所选阈值，那么，在38，审查从先前切换事件及时返回的切换事件的数据。正像计算先前切换事件一样，在34，计算这样的及时返回的切换事件的瞬态响应。对于连续早期切换事件，能够重复上述过程，直到这样切换事件的所计算的瞬态响应的峰值幅度小于所选阈值为止。此时，在40，对所有这样的切换事件的所计算的瞬态响应进行求和。在41，将该响应之和与在第一切换事件所实际测得的电压和/或磁场进行比较。在42，如果所计算的响应之和与所测量的响应之间的差超过了所选阈值，则在46，对模型的至少一个参数进行调整，并重复32到42的过程。对模型的这样的调整，以及过程的重复继续直到所计算的响应和所测量的响应之间的差小于所选阈值为止，这时，在44，有关第一切换事件的过程就完成了。
图4中的曲线图示出了对瞬态响应的连续效果的示例。图4中的曲线图为相对于电流切换事件时间的地表下岩层视电阻率图。用来产生图4中的曲线图的电流切换事件是极性倒转。最上端的曲线(标有未连续(No Run On))表示从未进行连续修正的曲线处计算的瞬态响应和视电阻率。其它曲线分别表示一次连续周期修正到四次连续周期修正的瞬态响应。一次连续周期修正看上去具有最大影响的原因被认为是与电流切换事件的类型有关，这正像前面所陈述的是极性倒转。其它类型的切换事件可以相对于连续修正周期次数而给出不同的结果。
尽管相对于有限数量的实施例已经对本发明进行了描述，但受益于本公开内容的本领域技术人员应当理解，能够设计不偏离此处所公开的本发明范围的其它实施例。因此，本发明的范围应当仅仅受所附权利要求的限制。

Claims (1)

1.一种对地球的地表下岩层进行可控源电磁勘测的方法，包括：
通过下列步骤获取在地球的地表下岩层的选择的体积上作出的瞬态电磁勘测测量结果：（i）在地球的地表下岩层的所选体积中利用经受电流在地球的地表下岩层处被施予的电流切换序列的电极感应电场，以及（ii）记录由设置在所选体积附近的瞬态可控源电磁勘测传感器检测的电场和磁场至少其中之一；
通过对电流切换序列中的第一序列的所测得的瞬态电磁响应进行建模而为所述地球的地表下岩层的所选体积生成电导率分布的初始模型；
针对与在所选体积上所作出的瞬态电磁勘测测量结果相对应的至少第一电流切换序列，计算所述初始模型的瞬态电磁响应；
针对在时间上在至少所述电流切换序列中第一序列之前的至少一个先前电流切换序列，计算所述初始模型的瞬态响应；
对所计算的瞬态响应进行求和；
把所述瞬态响应之和与获取的所述瞬态电磁勘测在所选体积上的测量结果进行比较；
调整所述初始模型的至少一个参数，并重复对瞬态响应进行计算、求和及比较，直到所计算的响应之和与所述瞬态电磁勘测测量结果之间的差小于选择的阈值为止；以及
将在进行所述调整和重复之后所得的初始模型设置为地球的地表下岩层的所选体积的最后模型。
2、根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述至少一个先前电流切换序列的所计算的瞬态响应的峰值幅度与另一选择的阈值进行比较；
如果所述峰值幅度超过了所述另一选择的阈值，则计算在时间上在所述至少一个先前切换序列之前的电流切换序列的瞬态响应；以及
对于在时间上连续的先前电流切换序列，重复对峰值幅度进行比较和对瞬态响应进行计算，直到所述峰值幅度低于所述另一选择的阈值为止。
3、根据权利要求2所述的方法，还包括：
对所有电流切换序列的所计算的瞬态响应进行求和；
把所述瞬态响应之和与所述勘测测量结果进行比较；以及
调整所述模型，并重复对所有瞬态响应进行计算，直到所计算的响应之和与所述勘测测量结果之间的差小于选择的阈值为止。
4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换序列包括切断直流。
5、根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换序列包括接通直流。
6、根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换序列包括直流极性倒转。
7、根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁勘测测量结果包括响应于向地球的地表下岩层中施予的电流而作出的电压测量结果。
8、根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁勘测测量结果包括响应于向地球的地表下岩层中施予的磁场而作出的电压测量结果。
9、根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁勘测测量结果包括响应于向地球的地表下岩层中施予的电流而作出的磁场幅度测量结果。
10、根据权利要求1所述的方法，其中，所述电磁勘测测量结果包括响应于向地球的地表下岩层中施予的磁场而作出的磁场幅度测量结果。
11、一种对地球的地表下岩层进行可控源电磁勘测的方法，包括：
在地球的地表下岩层的所选体积上方设置电极；
在地球的地表下岩层的所选体积附近设置瞬态可控源电磁勘测传感器；
激励所述电极，以便在地球的地表下岩层的所选体积内感应瞬态磁场和瞬态电场中的至少一个，所述感应包括至少第一电流切换序列，该电流在地球的地表下岩层处被施予；
利用瞬态可控源电磁勘测传感器、检测响应于瞬态磁场和瞬态电场中的所述至少一个而感应的电压和磁场幅度中的至少一个；
通过对所述第一电流切换序列所测得的瞬态电磁响应进行建模而为所选体积生成电导率分布的初始模型；
针对至少第一电流切换序列，计算对所述初始模型的瞬态电磁响应；
针对在时间上在至少所述电流切换序列中第一序列之前的至少一个先前电流切换序列，计算对所述初始模型的瞬态响应；
对所计算的瞬态响应进行求和；
将瞬态响应之和与所检测的磁场幅度和电压中的至少一个进行比较；
调整所述初始模型的至少一个参数，并重复计算瞬态响应、求和及比较，直到所计算的响应之和与所检测的磁场幅度和电压中的至少一个之间的差小于所选择的阈值为止；以及
将在进行所述调整和重复之后所得的初始模型设置为地球的地表下岩层的所选体积的最后模型。
12、根据权利要求11所述的方法，还包括：
将至少一个先前电流切换序列的所计算的瞬态响应的峰值幅度与另一选择的阈值进行比较；
如果所述峰值幅度超过了所述另一选择的阈值，则计算在时间上在所述至少一个先前切换序列之前的电流切换序列的瞬态响应；以及
对于在时间上连续的先前电流切换序列，重复比较峰值幅度并计算瞬态响应，直到所述峰值幅度小于所述另一选择的阈值为止。
13、根据权利要求12所述的方法，还包括：
对所有切换序列的所计算的瞬态响应进行求和；
将所述瞬态响应之和与所述勘测测量结果进行比较；以及
调整所述模型，并重复对所有瞬态响应进行计算，直到所计算的响应之和与所述勘测测量结果之间的差小于选择的阈值为止。
14、根据权利要求11所述的方法，其中，所述切换序列包括切断直流。
15、根据权利要求11所述的方法，其中，所述切换序列包括接通直流。
16、根据权利要求11所述的方法，其中，所述切换序列包括直流极性倒转。         
17、根据权利要求11所述的方法，其中，所述检测包括响应于向地球的地表下岩层中施予的电流而进行的测量。
18、根据权利要求11所述的方法，其中，所述检测包括响应于向地球的地表下岩层中施予的磁场而进行的电压测量。
19、根据权利要求11所述的方法，其中，所述检测包括响应于向地球的地表下岩层中施予的电流而进行的磁场幅度测量。
20、根据权利要求11所述的方法，其中，所述检测包括响应于向地球的地表下岩层中施予的磁场而进行的磁场幅度测量。
21、一种对介质进行可控源电磁勘测的方法，包括：
借助于下列步骤，通过多个切换序列来测量介质的瞬态响应：（i）在所述介质中利用经受电流在地球的地表下岩层处被施予的电流切换序列的电极感应电场，以及（ii）记录由设置在所述介质附近的瞬态可控源电磁勘测传感器检测的电场和磁场至少其中之一，所述介质是地球的地表下岩层的选择的体积；
产生介质的电导率分布的模型；
对于所述电流切换序列中的第一序列计算对所述模型的瞬态响应；
对于在时间上在至少所述电流切换序列中第一序列之前的至少一个先前电流切换序列，计算对所述模型的瞬态响应；
将所计算的先前序列的响应与建模的第一序列响应进行求和；
将所述瞬态响应之和与至少所述电流切换序列中第一序列处所测量的瞬态响应进行比较；
调整所述模型的至少一个参数，并重复对瞬态响应进行计算，直到所计算的响应之和与至少所述电流切换序列中第一序列处所测量的瞬态响应之间的差小于选择的阈值为止。
22、根据权利要求21所述的方法，还包括：
将所述至少一个先前电流切换序列的所计算的瞬态响应的峰值幅度与另一选择的阈值进行比较；
如果所述峰值振幅超过了所述另一选择的阈值，则计算在时间上在所述至少一个先前切换序列之前的电流切换序列的瞬态响应；以及
对于在时间上连续的先前电流切换序列，重复对峰值幅度进行比较和对瞬态响应进行计算，直到所述峰值幅度小于所述另一选择的阈值为止。
23、根据权利要求22所述的方法，还包括：
对所有切换序列的所计算的瞬态响应进行求和；
将所述瞬态响应之和与至少所述电流切换序列中第一序列处所测量的瞬态响应进行比较；以及
调整所述模型，并重复对所有瞬态响应进行计算，直到所计算的响应之和与至少所述电流切换序列中第一序列处所测量的瞬态响应之间的差小于选择的阈值为止。
24、根据权利要求21所述的方法，其中，所述电流切换序列包括切断直流。
25、根据权利要求21所述的方法，其中，所述电流切换序列包括接通直流。
26、根据权利要求21所述的方法，其中，所述电流切换序列包括直流极性倒转。
27、根据权利要求21所述的方法，其中，所述所测量的瞬态响应包括响应于向所述介质中施予的电流而作出的电压测量结果。
28、根据权利要求21所述的方法，其中，所述所测量的瞬态响应包括响应于向所述介质中施予的磁场而作出的电压测量结果。
29、根据权利要求21所述的方法，其中，所述所测量的瞬态响应包括响应于向所述介质中施予的电流而作出的磁场幅度测量结果。
30、根据权利要求21所述的方法，其中，所述所测量的瞬态响应包括响应于向所述介质中施予的磁场而作出的磁场幅度测量结果。
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