CN106646632B - 一种探测油气储层的可控源电磁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探测油气储层的可控源电磁方法，属于地球物理勘探技术领域。目的是提出一种利用地面长导线为发射源，在与发射源呈30‑40度夹角的区域内进行观测水平电场的新型陆地可控源电磁法，方法具体为利用地面长导线为发射源，在与发射源呈30‑40度夹角的区域内进行观测水平电场，对观测数据进行一维反演。本发明的方法可以获得直接波占主导的电磁波，有效地降低了空气波的影响，实现了对高阻目标体的最大灵敏度观测。本方法可明显提高对深部油气储层的探测效果。

Description

一种探测油气储层的可控源电磁方法
技术领域
本发明具体涉及一种探测油气储层的可控源电磁方法，属于地球物理勘探技术领域。
背景技术
人工源地震方法是探测油气的主要手段。通过对深部油气储层构造的判断来评估可能存在的油气。然而，油气与水的波速(密度)差异可能很小，仅通过地震法确定钻孔的风险较大。油气的一个重要物理特性是其具有高电阻，因此利用以地球物质电性为基础的电法勘探手段进行分辨油气与水。经过几十年发展，可控源电磁法(CSEM)已成为油气储层探测及检测的有效手段，成为地震探测的有利补充。
CSEM的工作环境可以是陆地也可以是海洋。在海洋环境中，接收装置固定于探测区域，发射源通过船拖拽移动并发射某一个或几个频率的电流，从而不断改变收-发距实现不同深度的叠加覆盖测量。而在陆地环境中，接收装置在测区内不断移动，发射源固定在离测点一定距离处，并发射一系列不同频率的电流实现不同深度的探测。目前CSEM的观测区域主要集中在轴向和赤道向，一般通过观测这两个区域的电场分量进行地下深部目标体的探测，见图1。
CSEM勘探中空气波是影响探测效果的一个重要因素。为了避免这种影响，我们希望尽量采集到空气波影响较小的电磁场。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明提出一种利用地面长导线为发射源，在与发射源呈30-40度夹角的区域内进行观测水平电场的新型陆地可控源电磁法，
本发明探测油气储层的可控源电磁方法具体为利用地面长导线为发射源，在与发射源呈30-40度夹角的区域内进行观测水平电场，对观测数据进行一维反演。
进一步的，所述方法具体包括：
步骤一布置接地长导线发射源；
首先确定目标体的大致深度，根据目标体深度确定发射源位置；
步骤二选择发射电流频率；
根据目标体深度与测区平均电阻率选择频率范围；根据趋肤深度公式中的已知的d和ρ反算所需的最低频率f；
步骤三观测电场分量；
利用接收机在与发射源呈30-40度夹角的区域内进行水平电场分量Ex的观测；
步骤四移动发射源；
完成一个发射源控制的最佳观测区域以后，移动发射源进行其他区域的测量，发射源的位置应确保测线与发射源之间的角度在30-40度之间；
步骤五数据反演；
对水平电场实测数据进行一维反演。
其中，所述步骤一中发射源距接收点的距离等于1-2倍的探测深度，发射源长度为1-2km。
其中，所述步骤三中电极距的长度可选择为30m-100m之间，电极距与发射源平行。
其中，所述步骤五中的数据反演方法包括最小梯度法、最小二乘法、Occam法。
本发明的有益效果在于：本发明提出的可控源电磁法在与发射源呈30-40度夹角之间的区域进行观测水平电场，可以获得直接波占主导的电磁波，有效地降低了空气波的影响，实现了对高阻目标体的最大灵敏度观测。本方法可明显提高对深部油气储层的探测效果。
附图说明
图1是背景技术中传统可控源电磁法示意图；
图2是本发明可控源电磁法示意图；
图3是用于数值模拟的一维层状模型；
图4与均匀半空间之间的相对误差平面分布图；
图5是利用本发明对图3正演数据的一维反演结果；
图6是本发明实测数据的一维反演剖面图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：
一种探测油气储层的陆地可控源电磁方法，如图2所示，具体实施方式如下：
设计如图3所示一维层状模型，中间薄层代表油气储层。对该模型进行一维正演计算水平电场Ex分量，并与不含薄层的均匀半空间正演结果对比，按照公式计算相对异常。将η的对数值绘制如图4所示。相对异常最大的区域近似与发射源呈30-40度角，表明在该区域内可获得对高阻薄层的最高灵敏度。对该区域的正演数据进行一维Occam反演得到如图5所示的反演结果，很好地反映了真实地层情况。
根据上述结论，本发明实际施工时应在与发射源呈30-40度角的区域内进行观测，具体来说，包括如下步骤：
1.布置接地长导线发射源：
首先确定目标体的大致深度，根据目标体深度确定发射源位置。一般情况下，发射源距接收点的距离等于1-2倍的探测深度。发射源长度一般为1-2km。发射源的位置应确保测线与发射源之间的角度在30-40度之间，如图2所示。其中图中所示A、B、C、D区域具有对称性，具有相同的探测能力。因此在实际工作中可根据地形情况选择合适的位置布置发射源，使测线位于上述其中一个区域即可。
2.选择发射电流频率：
根据目标体深度与测区平均电阻率选择频率范围。根据趋肤深度公式中的已知的d和ρ反算所需的最低频率f。通常为了得到由浅及深的电性特征，一般选择发射以对数等间隔排列的包含高频到低频的一系列频率，如9600Hz-0.1Hz。
3.观测电场分量：
利用接收机在如图2所示的区域内进行水平电场分量Ex的观测。根据目标体尺寸确定电极距，一般情况下，电极距MN的长度可选择为30m-100m之间。电极距MN与发射源平行，并沿测线逐点观测。
4.移动发射源：
当完成一个发射源控制的最佳观测区域以后，需要移动发射源进行其他区域的测量。发射源的移动准则参照布置原则，即使测线与发射源之间的角度为30-40度，且位于最佳收发距范围内。
5.数据反演；
利用不同反演方法对实测数据进行一维反演。选择的方法有最小梯度法、最小二乘法和Occam法。反演中需要发射源端点的真实坐标以及对应各测点的真实坐标。
探测实例：
图6为利用本发明实际探测数据进行一维occam反演得到的视电阻率-深度剖面。揭露了地下深度2500米-3000米之间的高阻异常。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种探测油气储层的可控源电磁方法，其特征在于，所述方法为利用地面长导线为发射源，在与发射源呈30-40度夹角的区域内进行观测水平电场，对观测数据进行一维反演；
所述方法具体包括：
步骤一 布置接地长导线发射源；
首先确定目标体的大致深度，根据目标体深度确定发射源位置；
步骤二 选择发射电流频率；
根据目标体深度与测区平均电阻率选择频率范围；根据趋肤深度公式中的已知的d和ρ反算所需的最低频率f,其中d为目标体深度，ρ为测区平均电阻率；
步骤三 观测电场分量；
利用接收机在与发射源呈30-40度夹角的区域内进行水平电场分量Ex的观测；
步骤四 移动发射源；
完成一个发射源控制的最佳测区的测量以后，移动发射源进行其他区域的测量，发射源的位置应确保测线与发射源之间的角度在30-40度之间；
步骤五数据反演；
对水平电场实测数据进行一维反演。
2.如权利要求1所述的探测油气储层的可控源电磁方法，其特征在于，所述步骤一中发射源距接收点的距离等于1-2倍的探测深度，发射源长度为1-2km。
3.如权利要求1所述的探测油气储层的可控源电磁方法，其特征在于，所述步骤三中电极距的长度可选择为30m-100m之间，电极距与发射源平行。
4.如权利要求1所述的探测油气储层的可控源电磁方法，其特征在于，所述步骤五中的数据反演方法包括最小梯度法、最小二乘法、Occam法。
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