CN116430464A - 提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法 - Google Patents

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CN116430464A CN202210003837.6A CN202210003837A CN116430464A CN 116430464 A CN116430464 A CN 116430464A CN 202210003837 A CN202210003837 A CN 202210003837A CN 116430464 A CN116430464 A CN 116430464A
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谭绍泉
王树华
胡加山
钱焕菊
姚忠瑞
林治模
马骥
时秀朋
魏敏
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Abstract

本发明提供一种提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，包括：基于采集资料，得到采集的测线上的测点时间域电场数据；基于傅里叶变换得到采集侧线上的测点频率域电场振幅数据库；基于正演模拟得到目标区域频率域水平电场振幅值数据库；对采集得到的频率域电场振幅值数据库进行分析处理，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库；基于全区视电阻率定义，得到时频电磁法采集的频率域视电阻率值数据库；进行数据处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库。该提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法有效提高时频电磁法频率域资料处理质量，为得到高质量的反演结果打下基础，从而提高时频电磁资料的应用水平。

Description

提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法
技术领域
本发明涉及石油及天然气勘探技术领域，特别是涉及到一种提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法。
背景技术
时频电磁法勘探是通过电极向地下发射不同频率的矩形方波电场，激发目的层的电磁响应，形成二次电磁场；在地面采集这些二次电磁场的磁分量(Hz)和电分量(Ex)。通过分析采集的电磁参数变化来计算地下介质(地层)的电阻率参数和极化率参数，以此对地质构造、岩性岩相和目的层的含油气性进行研究，是近年来重点发展的一项油气勘探技术。时频电磁技术采用长直导线源激发，将频率域与时间域联合在一个系统中，可针对勘探目标的深度选择不同频率和不同类型的激发波形，不但能提供电阻率信息，还能提供激发极化信息，因而在研究电性构造的同时又能检测其含油气性。时频电磁技术兼具频率域方法与时间域方法两类方法之优点，使得资料处理中可以有时间域和频率域两种处理手段，采用多种手段综合利用各种场的特征研究多种岩石物性，有效的提高勘探精度，时频电磁技术相对建场而言增加了电分量的采集。
在时频电磁法的数据处理中，一般直接对每个激发信号的时域衰减曲线数据进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位作为该激发频率的输出，最终将多个激发频率获得的振幅和相位组合成频率测深曲线。但是由于可控源电磁法观测数据电场的振幅强度与发射源的长度、收发距、测点坐标等参数有关，电场的振幅曲线高低变化趋势与地下电性层的电阻率大小变化没有对应关系。因此常规的针对电场振幅强度进行校正难度较大。
在申请号：202011193167.6的中国专利申请中，涉及到一种可控源电磁数据的处理方法及装置，方法包括：接收对目标区域进行时频电磁勘探采集的测线上的测点数据；根据测点数据的振幅数据、相位数据确定测线上的测点的全区等效视电阻率、前P个高频率数据的平均全区等效视电阻率；进行插值平滑处理，确定校正后的测点的平均全区等效视电阻率，确定测线上的测点对静态位移影响校正后的振幅和相位；反演测线上的测点校正后的振幅和相位确定电阻率断面图及极化率断面图作为可控源电磁数据的处理结果。提供一种有效处理可控源电磁法电磁场数据的方案，有效消除场源位置变化、地形起伏和近地表电性不均匀引起的静态位移效应，为可控源电磁法在深部及剩余隐秘油气勘探中提供技术支撑和保障。
在申请号：202010817552.7的中国专利申请中，涉及到时频电磁法中激发极化异常的检测方法，包括：在探区的第一检测点，获取时频电磁法输出的多个时域信号；其中，每个时域信号与时频电磁法的激发频率序列中一个激发频率对应；针对每个时域信号，提取所述时域信号的衰减信号，获取每个衰减信号的充电率；根据激发频率序列中相邻两个频率的时域信号的充电率差，确定激发极化异常的检测结果。该申请实施例利用时间域电磁场信息，由于磁场分量充电率是由磁感应衰减信号的纯二次场再求充电率，对电场分量的衰减信号也首先从叠加信号中消除了一次场，获得纯二次场后再求充电率；利用不同频率充电率的差异能够获得更高灵敏度的激发极化信息，进一步提高检测精度。
在申请号：CN202011246778.2的中国专利申请中，涉及到一种可控源电磁法过渡区和近区电阻率的计算方法，包括记录观测装置的参数；测量x轴方向的场分量；给定一个猜测电阻率并计算大地中电磁场的波数；计算二次场；采用迭代算法计算过渡区和近区的电阻率。该发明提供的这种可控源电磁法过渡区和近区电阻率的计算方法，可以在近区、过渡区和远区正确地计算电阻率；而且可以在过渡区和近区观测，可利用较小的收发距，从而增强观测信号的强度，提高了抗干扰的能力；同时该发明方法只需要观测一个场分量，因此便于实施，效率较高；最后，该发明方法可靠性高、实用性好且精确度高。
以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种有效提高时频电磁法频率域资料处理质量，为得到高质量的反演结果打下基础，从而提高时频电磁资料的应用水平的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，该提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法包括：
步骤1，基于采集资料，得到采集的测线上的测点时间域电场数据；
步骤2，基于傅里叶变换得到采集侧线上的测点频率域电场振幅数据库；
步骤3，基于正演模拟得到目标区域频率域水平电场振幅值数据库；
步骤4，对采集得到的频率域电场振幅值数据库进行分析，并开展初步处理，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库；
步骤5，利用初步处理后的数据库，基于全区视电阻率定义，得到时频电磁法采集的频率域视电阻率值数据库；
步骤6，进行数据处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，对原始时间域数据进行分析，通过数据回放，了解野外记录的数据品质和噪声水平，选取合适的参数滤波、去噪、静校正，进行数据的归一化处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库。
在步骤2中，基于傅里叶变换对时间域电场数据库进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位，得到频率域水平电场振幅值数据库。
在步骤3中，结合区域电信特征和地质认识建立初始典型模型，设置采集参数，进行正演模拟得到频率域-水平电场振幅数据库。
在步骤4中，在野外实际采集过程中，由于地形、地表条件影响，造成采集数据存在一定的静位移，通过相邻测点并结合模型正演频率域-水平电场振幅特征，对数据进行静位移校正，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库。
步骤5包括：
步骤5.1，基于长导线源求取全区视电阻率(ρa)的公式，求取频率域视电阻率；
步骤5.2，将测线所有测点的频率域视电阻率组成数据库。
在步骤5.1中，E-Ex方式电场水平分量公式：
Figure BDA0003454663720000041
其中：
Figure BDA0003454663720000042
I为发射电流；dL为发射源长度；
Figure BDA0003454663720000043
为发-收间夹角；σ为地下电导率；r为收发距；k为传播常数。
在步骤5.1中，实际中Ex为接受两点MN之间的电位差实现的，因此，
Figure BDA0003454663720000044
则
Figure BDA0003454663720000045
其中：
Figure BDA0003454663720000046
为测点MN之间的距离；
令
Figure BDA0003454663720000047
得到
Figure BDA0003454663720000048
在步骤6中，利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波这些方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库。
本发明中的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，是针对时频电磁勘探中频率域视电阻率资料处理难度大而提出的一种有效处理方法，该方法能有效消除场源的效应，处理仅仅反应地下电性的视电阻率信息，能够有效提高时频电磁法频率域资料处理质量，为得到高质量的反演结果打下基础，从而提高时频电磁资料的应用水平。
附图说明
图1为本发明的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法的一具体实施例的流程图；
图2为本发明的一具体实施例中正演模拟模型图；
图3为本发明的一具体实施例中模型正演的电场振幅-频率剖面图；
图4为本发明的一具体实施例中模型正演的电场求取的视电阻率-频率剖面图；
图5为本发明的一具体实施例中测线初步处理的电场振幅-频率剖面图；
图6为本发明的一具体实施例中测线最终处理的电场振幅-频率剖面图；
图7为本发明的一具体实施例中测线初步处理的视电阻率-频率剖面图；
图8为本发明的一具体实施例中测线应用本方法处理的视电阻率-频率剖面图；
图9为本发明的一具体实施例中测线应用本方法处理的视电阻率-频率剖面图；
图10为本发明的一具体实施例中测线应用本方法处理的视电阻率-频率剖面图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
如图1所示，图1为本发明的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法的流程图。
步骤101，基于采集资料，得到采集的测线上的测点时间域电场数据，并进行常规去噪等处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库；
步骤102，基于傅里叶变换得到采集侧线上的测点频率域电场振幅数据库；
步骤103，基于正演模拟得到目标区域频率域水平电场振幅值数据库(图3)；
步骤104，对采集得到的频率域电场振幅值数据库(图4)进行分析，并开展初步处理，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库(图5)；
步骤105，利用初步处理后的数据库，基于全区视电阻率定义，得到时频电磁法采集的频率域视电阻率值数据库(图6)；
步骤106，然后利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波等方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库(图7)。
以下为应用本发明的几个具体实施例。
实施例1
在应用本发明的一具体实施例1中，包括了以下步骤：
步骤(1)：对原始时间域数据进行分析，通过数据回放，可以了解野外记录的数据品质和噪声水平，选取合适的参数滤波、去噪、静校正，进行数据的归一化处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库。
步骤(2)：基于傅里叶变换对时间域电场数据库进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位，得到频率域水平电场振幅值数据库(图5)。
步骤(3)：结合区域电信特征和地质认识建立初始典型模型，设置采集参数，进行正演模拟得到频率域-水平电场振幅数据库(图3)。
步骤(4)：在野外实际采集过程中，由于地形、地表条件影响，造成采集数据存在一定的静位移，通过相邻测点并结合模型正演频率域-水平电场振幅特征，对数据进行静位移校正，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库(图6)。
步骤(5)中进一步分解为：
(5.1)基于长导线源求取全区视电阻率的公式，求取频率域视电阻率，公式下：
E-Ex方式电场水平分量公式：
Figure BDA0003454663720000071
其中：
Figure BDA0003454663720000072
I为发射电流；dL为发射源长度；
Figure BDA0003454663720000073
为发-收间夹角；σ为地下电导率；r为收发距；μ为磁导率；ω为发送电流频率；/>
Figure BDA0003454663720000074
为地下电阻率。
实际中Ex为接受两点MN之间的电位差实现的，因此，
Figure BDA0003454663720000075
则
Figure BDA0003454663720000076
其中：
Figure BDA0003454663720000077
为测点MN之间的距离。
令
Figure BDA0003454663720000078
得到
Figure BDA0003454663720000079
(5.2)将测线所有测点的频率域视电阻率组成数据库(图7)。
步骤(6)：利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波等方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库(图8)。
实施例2
在应用本发明的一具体实施例2中，本发明的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法包括了以下步骤：
步骤(1)：对原始时间域数据进行分析，通过数据回放，可以了解野外记录的数据品质和噪声水平，选取合适的参数滤波、去噪、静校正，进行数据的归一化处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库。
步骤(2)：基于傅里叶变换对时间域电场数据库进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位，得到频率域水平电场振幅值数据库。
步骤(3)：结合区域电信特征和地质认识建立初始典型模型，设置采集参数，进行正演模拟得到频率域-水平电场振幅数据库。
步骤(4)：在野外实际采集过程中，由于地形、地表条件影响，造成采集数据存在一定的静位移，通过相邻测点并结合模型正演频率域-水平电场振幅特征，对数据进行静位移校正，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库。
步骤(5)中进一步分解为：
(5.1)基于长导线源求取全区视电阻率的公式，求取频率域视电阻率，公式下：
E-Ex方式电场水平分量公式：
Figure BDA0003454663720000081
其中：
Figure BDA0003454663720000082
I为发射电流；dL为发射源长度；
Figure BDA0003454663720000083
为发-收间夹角；σ为地下电导率；r为收发距；μ为磁导率；ω为发送电流频率；/>
Figure BDA0003454663720000084
为地下电阻率。
实际中Ex为接受两点MN之间的电位差实现的，因此，
Figure BDA0003454663720000085
则
Figure BDA0003454663720000086
其中：
Figure BDA0003454663720000087
为测点MN之间的距离。
令
Figure BDA0003454663720000088
得到
Figure BDA0003454663720000089
(5.2)将测线所有测点的频率域视电阻率组成数据库。
步骤(6)：利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波等方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库(图9)。
实施例3
在应用本发明的一具体实施例3中，该提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法包括了以下步骤：
步骤(1)：对原始时间域数据进行分析，通过数据回放，可以了解野外记录的数据品质和噪声水平，选取合适的参数滤波、去噪、静校正，进行数据的归一化处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库。
步骤(2)：基于傅里叶变换对时间域电场数据库进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位，得到频率域水平电场振幅值数据库。
步骤(3)：结合区域电信特征和地质认识建立初始典型模型，设置采集参数，进行正演模拟得到频率域-水平电场振幅数据库。
步骤(4)：在野外实际采集过程中，由于地形、地表条件影响，造成采集数据存在一定的静位移，通过相邻测点并结合模型正演频率域-水平电场振幅特征，对数据进行静位移校正，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库。
步骤(5)中进一步分解为：
(5.1)基于长导线源求取全区视电阻率的公式，求取频率域视电阻率，公式下：
E-Ex方式电场水平分量公式：
其中：
Figure BDA0003454663720000092
I为发射电流；dL为发射源长度；
Figure BDA0003454663720000093
为发-收间夹角；σ为地下电导率；r为收发距；μ为磁导率；ω为发送电流频率；/>
Figure BDA0003454663720000094
为地下电阻率。
实际中Ex为接受两点MN之间的电位差实现的，因此，
Figure BDA0003454663720000095
则
Figure BDA0003454663720000096
其中：
Figure BDA0003454663720000101
为测点MN之间的距离。
令
Figure BDA0003454663720000102
得到
Figure BDA0003454663720000103
(5.2)将测线所有测点的频率域视电阻率组成数据库。
步骤(6)：利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波等方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库(图10)。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，该提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法包括：
步骤1，基于采集资料，得到采集的测线上的测点时间域电场数据；
步骤2，基于傅里叶变换得到采集侧线上的测点频率域电场振幅数据库；
步骤3，基于正演模拟得到目标区域频率域水平电场振幅值数据库；
步骤4，对采集得到的频率域电场振幅值数据库进行分析，并开展初步处理，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库；
步骤5，利用初步处理后的数据库，基于全区视电阻率定义，得到时频电磁法采集的频率域视电阻率值数据库；
步骤6，进行数据处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库。
2.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤1中，对原始时间域数据进行分析，通过数据回放，了解野外记录的数据品质和噪声水平，选取合适的参数滤波、去噪、静校正，进行数据的归一化处理，得到去噪校正后的时间域电场数据库。
3.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤2中，基于傅里叶变换对时间域电场数据库进行傅里叶变换，取该激发周期的基频和三次、五次、谐波的振幅和相位，得到频率域水平电场振幅值数据库。
4.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤3中，结合区域电信特征和地质认识建立初始典型模型，设置采集参数，进行正演模拟得到频率域-水平电场振幅数据库。
5.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤4中，在野外实际采集过程中，由于地形、地表条件影响，造成采集数据存在一定的静位移，通过相邻测点并结合模型正演频率域-水平电场振幅特征，对数据进行静位移校正，得到基于正演模拟校正后的测点频率域电场振幅处理后数据库。
6.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，步骤5包括：
步骤5.1，基于长导线源求取全区视电阻率(ρa)的公式，求取频率域视电阻率；
步骤5.2，将测线所有测点的频率域视电阻率组成数据库。
7.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤5.1中，E-Ex方式电场水平分量公式：
Figure FDA0003454663710000021
其中：
Figure FDA0003454663710000022
I为发射电流；dL为发射源长度；
Figure FDA0003454663710000023
为发-收间夹角；σ为地下电导率；r为收发距；k为传播常数。
8.根据权利要求7所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤5.1中，实际中Ex为接受两点MN之间的电位差实现的，因此，
Figure FDA0003454663710000024
则
Figure FDA0003454663710000025
其中：
Figure FDA0003454663710000026
为测点MN之间的距离；
令
Figure FDA0003454663710000027
得到
Figure FDA0003454663710000028
9.根据权利要求1所述的提高时频电磁法频率域资料处理质量的方法，其特征在于，在步骤6中，利用空间滤波法、曲线平移法、低通滤波这些方法开展处理，得到高质量的频率域视电阻率数据库。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116879964A (zh) * 2023-08-14 2023-10-13 成都理工大学 一种时频电磁频率域数据自约束稳健电阻率反演方法

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