RU2423728C2 - Method and device for processing electromagnetic exploration data - Google Patents
Method and device for processing electromagnetic exploration data Download PDFInfo
- Publication number
- RU2423728C2 RU2423728C2 RU2009123488/28A RU2009123488A RU2423728C2 RU 2423728 C2 RU2423728 C2 RU 2423728C2 RU 2009123488/28 A RU2009123488/28 A RU 2009123488/28A RU 2009123488 A RU2009123488 A RU 2009123488A RU 2423728 C2 RU2423728 C2 RU 2423728C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- source
- receiver
- atmospheric
- wave
- electromagnetic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/08—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
- G01V3/083—Controlled source electromagnetic [CSEM] surveying
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
- G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Abstract
Description
Настоящее устройство относится к способу и устройству для обработки данных электромагнитной разведки, например, полученных методами морского электромагнитного зондирования с контролируемым источником поля.The present device relates to a method and apparatus for processing electromagnetic intelligence data, for example, obtained by marine electromagnetic sounding methods with a controlled field source.
Морское электромагнитное зондирование с контролируемым источником поля (mCSEM) является методом, с помощью которого можно обнаруживать запасы углеводородов в морских месторождениях или запасы углеводородов под внутренними водоемами, например озерами. Метод, известный также как каротаж морского дна (SBL) (Eidesmo et al., 2002; Ellingsrud et al., 2002), использует антенну в виде горизонтального электрического диполя (HED) в качестве источника, излучающего переменный ток (AC), обычно в диапазоне частот от 0,01 Гц до 10 Гц. Источник в виде HED (HED-источник) буксируют на высоте около 20-40 м над морским дном в то время, как группа стационарных приемников, размещенных на морском дне, регистрирует получаемое электромагнитное (EM) поле. Основной принцип, применяемый в ходе разведки методом mCSEM/SBL (каротажа морского дна методом морского электромагнитного зондирования с контролируемым источником поля), заключается в том, что насыщенные углеводородами пласты-коллекторы обычно обладают в 5-100 раз более высоким сопротивлением, чем вмещающие отложения. Данный пласт-коллектор будет направлять EM-энергию на большие расстояния с низким ослаблением. Если в геологической среде находятся углеводороды, электрические поля на приемниках, расположенных с большими интервалами между источником и приемником, будут иметь более высокую амплитуду, чем более ослабленные фоновые электромагнитные поля, обусловленные вмещающими отложениями.Marine electromagnetic field sensing with a controlled field source (mCSEM) is a method by which hydrocarbon reserves in offshore fields or hydrocarbon reserves under inland waters, such as lakes, can be detected. The method, also known as seabed logging (SBL) (Eidesmo et al., 2002; Ellingsrud et al., 2002), uses a horizontal electric dipole (HED) antenna as its source of alternating current (AC), usually in frequency range from 0.01 Hz to 10 Hz. A source in the form of a HED (HED source) is towed at an altitude of about 20-40 m above the seafloor, while a group of stationary receivers located on the seabed registers the resulting electromagnetic (EM) field. The basic principle used in the mCSEM / SBL exploration (seabed logging using marine electromagnetic sounding with a controlled field source) is that reservoir reservoirs saturated with hydrocarbons usually have 5-100 times higher resistance than the host deposits. This reservoir will direct EM energy over long distances with low attenuation. If hydrocarbons are in the geological environment, the electric fields at the receivers located at large intervals between the source and the receiver will have a higher amplitude than the more weakened background electromagnetic fields caused by the host deposits.
В ходе разведки методом mCSEM/SBL на мелководье воздушный слой, как известно, создает проблему атмосферно-волновой составляющей (радиоволны-помехи, распространяющейся в воздухе), порождаемой источником. Как показано на фигуре 1 прилагаемых чертежей, атмосферно-волновая составляющая обусловлена, главным образом, составляющей сигнала, которая рассеивается вверх от источника 1 к морской поверхности 3 и затем распространяется по воздуху со скоростью света без ослабления, до рассеивания обратно вниз через толщу 2 морской воды глубиной zb к морскому дну 4, где упомянутая составляющая принимается приемниками 5. Атмосферно-волновая составляющая не составляет особой проблемы для специалиста по морской электромагнитной разведке на глубокой воде вследствие ослабления сигнала на двух участках пути. К сожалению, при малой глубине моря по сравнению с заданной глубиной и на низких частотах, сигнал атмосферной волны может доминировать при расстояниях источник-приемник в диапазоне от промежуточного до большого, так что сигнал от геологической среды, возможно, содержащий ценную информацию о высокоомном пласте-коллекторе углеводородов, оказывается сложно распознаваемым.During mCSEM / SBL reconnaissance in shallow water, the air layer is known to create the problem of the atmospheric-wave component (radio wave interference propagating in the air) generated by the source. As shown in figure 1 of the accompanying drawings, the atmospheric wave component is mainly due to the signal component, which scatters upward from the
Электромагнитное поле, излучаемое HED-источником, можно считать состоящим из двух разных мод: одной составляющей поперечной электрической (TE) моды и одной составляющей поперечной магнитной (TM) моды. Отклик морской воды (и геологической среды) на сигнал источника, в общем, сильно различается для составляющих TE- и TM-мод. Известно, что атмосферно-волновая составляющая создается в основном составляющей TE-моды источника, так как составляющая TE-моды эффективно индуктивно передается через границу раздела между морской водой и воздухом. Напротив, составляющая TM-моды, как известно, менее эффективно передается через границу раздела между морской водой и воздухом и потому вносит несущественный вклад в атмосферно-волновую составляющую при конечных расстояниях приемник-источник, регистрируемый в ходе съемок методом mCSEM/SBL.The electromagnetic field emitted by the HED source can be considered as consisting of two different modes: one component of the transverse electric (TE) mode and one component of the transverse magnetic (TM) mode. The response of sea water (and the geological environment) to the source signal, in general, varies greatly for the components of the TE and TM modes. It is known that the atmospheric-wave component is created mainly by the component of the TE mode of the source, since the component of the TE mode is effectively inductively transmitted through the interface between sea water and air. On the contrary, the component of the TM mode, as is known, is less efficiently transmitted across the interface between sea water and air and therefore makes an insignificant contribution to the atmospheric-wave component at finite distances, the source-receiver recorded during the mCSEM / SBL surveys.
Вклад атмосферной волны исследовали Чейв и Кокс (Chave and Cox) (1982) методом численного модельного исследования для разведки методом mCSEM с HED-источником. Упомянутые авторы указали, что влияние атмосферно-волновой составляющей имеет значение при больших расстояниях приемник-источник, низких частотах или относительно малых глубинах моря. Однако упомянутые авторы не предложили никакого способа для вычисления влияния атмосферной волны, кроме численного моделирования.The contribution of the atmospheric wave was studied by Chave and Cox (1982) using a numerical model study for reconnaissance using the mCSEM method with a HED source. The mentioned authors indicated that the influence of the atmospheric-wave component is important at large receiver-source distances, low frequencies, or relatively shallow sea depths. However, the authors mentioned did not offer any method for calculating the influence of the atmospheric wave, except for numerical simulation.
Пусть ось z имеет положительное направление вниз, и пусть zs и zr обозначают глубины источника и приемника соответственно. Из работ Уэйта (Wait) (1961); Бэноса (Banos) (1966); Бэннистера (Bannister) (1984) и Кинга с соавторами (King et al.) (1992) хорошо известно, что атмосферно-волновая составляющая, показанная на фигуре 1, при расстоянии r приемник-источник в радиальном направлении в задаче для водного полупространства, имеет асимптотическое выражение в пространственной областиLet the z axis have a positive downward direction, and let z s and z r denote the depths of the source and receiver, respectively. From the work of Wait (Wait) (1961); Banos (Banos) (1966); Bannister (1984) and King et al. (1992) are well aware that the atmospheric-wave component shown in Figure 1, at a distance r of the receiver-source in the radial direction in the problem for the water half-space, has asymptotic expression in the spatial domain
В данном выражении ρ обозначает дипольный момент, ϕ обозначает азимутальный угол, k=(iωμ0σ1)1/2 означает комплексное волновое число при низких частотах для морской воды с удельной электрической проводимостью σ1, k0=ω(μ0ε0)1/2 ≈ 0 означает волновое число в воздухе, ω означает круговую частоту, μ0 означает магнитную проницаемость вакуума, и ε0 означает диэлектрическую проницаемость в вакууме.In this expression, ρ denotes the dipole moment, ϕ denotes the azimuthal angle, k = ( i ωμ 0 σ 1 ) 1/2 means the complex wave number at low frequencies for sea water with specific electrical conductivity σ 1 , k 0 = ω (μ 0 ε 0 ) 1/2 ≈ 0 means the wave number in air, ω means the circular frequency, μ 0 means the vacuum magnetic permeability, and ε 0 means the dielectric constant in vacuum.
Уравнение 1 недавно применялось Констейблем и Уэйссом (Constable and Weiss) (2006) для демонстрации поведения атмосферной волны. Констейбль и Уэйсс (2006) отметили, что уравнение 1 описывает распространение (включая ослабление) сигнала на стороне источника вертикально вверх от источника сквозь толщу воды к морской поверхности. Данное распространение сигнала вверх создает на морской поверхности атмосферно-волновую составляющую, распространяющуюся горизонтально по воздуху. Атмосферная волна рассеивает сигналы в толщу воды, распространяющиеся вертикально вниз (включая ослабление) сквозь толщу воды к приемнику.
В соответствии с первым аспектом изобретения предлагается способ обработки данных электромагнитной разведки, относящихся к области геологической среды, покрытой водой, и полученных, по меньшей мере, одним приемником электромагнитного поля в виде отклика на, по меньшей мере, один источник электромагнитного поля, при этом способ содержит этап обеспечения данных электромагнитной разведки и этап исключения из данных электромагнитной разведки вклада атмосферной волны, содержащего первую составляющую, распространяющуюся без отражения от, по меньшей мере, одного источника к, по меньшей мере, одному приемнику, и, по меньшей мере, одну вторую составляющую, путь распространения которой от, по меньшей мере, одного источника к, по меньшей мере, одному приемнику содержит, по меньшей мере, один вертикальный участок около, по меньшей мере, одного из, по меньшей мере, одного источника и около, по меньшей мере, одного приемника и которая содержит, по меньшей мере, одно отражение от, по меньшей мере, чего-то одного из водной поверхности и границы раздела между областью и водой.In accordance with a first aspect of the invention, there is provided a method for processing electromagnetic reconnaissance data related to a geological environment covered by water and obtained by at least one electromagnetic field receiver in the form of a response to at least one electromagnetic field source, the method contains the step of providing electromagnetic intelligence data and the step of excluding from the electromagnetic intelligence data the contribution of the atmospheric wave containing the first component propagating without reflection from, at least one source to at least one receiver, and at least one second component, the propagation path of which from at least one source to at least one receiver contains at least one vertical section near at least one of the at least one source and near at least one receiver and which contains at least one reflection from at least one of the water surface and the interface between the region and water.
Вклад атмосферной волны можно исключать вычитанием.The contribution of the atmospheric wave can be excluded by subtraction.
По меньшей мере, одна вторая составляющая может содержать множество составляющих, имеющих пути распространения около, по меньшей мере, одного источника с разным числом отражений. Вклад атмосферной волны может быть пропорционален следующей величине:At least one second component may contain many components having propagation paths near at least one source with a different number of reflections. The contribution of the atmospheric wave can be proportional to the following value:
(exp(ikzs)) (l+Rexp(2ik(zb-zs)))/(l-Rexp(2ikzb)),(exp (ikz s )) (l + Rexp (2ik (z b -z s ))) / (l-Rexp (2ikz b )),
где означает комплексное волновое число для воды с удельной электрической проводимостью σ1, ω означает круговую частоту, μ0 означает магнитную проницаемость вакуума, zb означает глубину моря, zs означает глубину источника, R= означает коэффициент отражения на границе раздела между областью и водой и σ2 означает удельную электрическую проводимость области на границе раздела.Where means the complex wave number for water with electrical conductivity σ 1 , ω means the circular frequency, μ 0 means the magnetic permeability of the vacuum, z b means the depth of the sea, z s means the depth of the source, R = means the reflection coefficient at the interface between the region and the water and σ 2 means the electrical conductivity of the region at the interface.
По меньшей мере, одна вторая составляющая может содержать множество составляющих, имеющих пути распространения около, по меньшей мере, одного приемника с разным числом отражений. Вклад атмосферной волны может быть пропорционален следующей величине:At least one second component may comprise a plurality of components having propagation paths near at least one receiver with a different number of reflections. The contribution of the atmospheric wave can be proportional to the following value:
(exp(ikzr)) (l+Rexp(2ik(zb-zr)))/(l-Rexp(2ikzb)),(exp (ikz r )) (l + Rexp (2ik (z b -z r ))) / (l-Rexp (2ikz b )),
где означает комплексное волновое число для воды с удельной электрической проводимостью σ1, ω означает круговую частоту, μ0 означает магнитную проницаемость вакуума, zb означает глубину моря, zr означает глубину приемника, R= означает коэффициент отражения на границе раздела между областью и водой и σ2 означает удельную электрическую проводимость области на границе раздела.Where means the complex wave number for water with electrical conductivity σ 1 , ω means the circular frequency, μ 0 means the magnetic permeability of the vacuum, z b means the depth of the sea, z r means the depth of the receiver, R = means the reflection coefficient at the interface between the region and the water and σ 2 means the electrical conductivity of the region at the interface.
Пусть вектор x=(x,y,z) обозначает прямоугольную систему координат. Вклад атмосферной волны может быть пропорциональным следующей величинеLet the vector x = (x, y, z) denote a rectangular coordinate system. The contribution of the atmospheric wave may be proportional to the following quantity
, ,
с функцией отражений - реверберации на стороне приемника в видеwith reflection function - reverb on the receiver side in the form
и функцией отражений - реверберации на стороне источника в видеand the reflection function - reverb on the source side in the form
, ,
где ρ означает дипольный момент источника, ϕ - азимутальный угол приемника относительно источника, 1/r3 учитывает геометрическое расхождение, соответствующее HED-источнику в положении x s, F(x s) означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вверх от источника к морской поверхности, например,where ρ means the dipole moment of the source, ϕ is the azimuthal angle of the receiver relative to the source, 1 / r 3 takes into account the geometric discrepancy corresponding to the HED source at position x s , F ( x s ) means a function that takes into account the propagation of the field created by the atmospheric wave source up from source to the sea surface for example
, ,
F(xr) означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вниз от морской поверхности к приемнику в положении с координатой xr, например,F (x r ) means a function that takes into account the propagation of the field created by the source of the atmospheric wave down from the sea surface to the receiver in the position with the coordinate x r , for example,
, ,
Rr и Rs означают коэффициенты отражения на стороне приемника и источника соответственно. Удельную электрическую проводимость σ2 морского дна можно получить несколькими способами, например обратным преобразованием EM-данных, или вычислить по данным в виде -iμ0ω(Hj/Ei)2, где Hj и Ei представляют ортогональные составляющие горизонтального электрического и магнитного полей, наведенных естественными первичными источниками.R r and R s mean reflection coefficients on the side of the receiver and source, respectively. The electrical conductivity σ 2 of the seabed can be obtained in several ways, for example, by inverse transformation of EM data, or calculated from the data in the form -iμ 0 ω (H j / E i ) 2 , where H j and E i represent the orthogonal components of the horizontal electric and magnetic fields induced by natural primary sources.
Электромагнитными данными являются данные электромагнитной разведки с контролируемым источником поля.The electromagnetic data are electromagnetic intelligence data with a controlled field source.
По меньшей мере, один источник может содержать горизонтальный электрический диполь.At least one source may comprise a horizontal electric dipole.
Способ может содержать этап анализа обработанных данных о запасах углеводородов.The method may include the step of analyzing processed hydrocarbon reserves data.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предлагается способ бурения, содержащий выполнение вышеописанного способа и этап управления бурением в соответствии с результатом анализа.In accordance with a second aspect of the invention, there is provided a drilling method comprising performing the above method and a drilling control step in accordance with an analysis result.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предлагается способ добычи, содержащий выполнение вышеописанного способа и этап управления добычей углеводородов в соответствии с результатом анализа.In accordance with a third aspect of the invention, there is provided a production method comprising performing the above method and a hydrocarbon production control step in accordance with the analysis result.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предлагается устройство, выполненное с возможностью выполнения способа в соответствии с первым аспектом изобретения.In accordance with a fourth aspect of the invention, there is provided an apparatus configured to perform a method in accordance with a first aspect of the invention.
В соответствии с пятым аспектом изобретения предлагается компьютерная программа, составленная с возможностью управления компьютером для выполнения способа в соответствии с первым аспектом изобретения.In accordance with a fifth aspect of the invention, there is provided a computer program configured to control a computer to execute a method in accordance with the first aspect of the invention.
В соответствии с шестым аспектом изобретения предлагается машиночитаемый носитель, содержащий программу в соответствии с пятым аспектом изобретения.In accordance with a sixth aspect of the invention, there is provided a computer-readable medium comprising a program in accordance with the fifth aspect of the invention.
В соответствии с седьмым аспектом изобретения предлагается передача программы в соответствии с пятым аспектом изобретения.In accordance with a seventh aspect of the invention, there is provided a program transfer in accordance with a fifth aspect of the invention.
В соответствии с восьмым аспектом изобретения предлагается компьютер, содержащий программу или запрограммированный программой в соответствии с пятым аспектом изобретения.According to an eighth aspect of the invention, there is provided a computer comprising a program or programmed by a program in accordance with the fifth aspect of the invention.
Следовательно, можно обеспечить метод, который допускает существенное ослабление или исключение эффектов атмосферной волны из электромагнитных данных, например, полученных методами mCSEM. Тем самым можно повысить надежность обнаружения или контроля запасов углеводородов.Therefore, it is possible to provide a method that allows significant attenuation or exclusion of atmospheric wave effects from electromagnetic data, for example, obtained by mCSEM methods. Thus, it is possible to increase the reliability of the detection or control of hydrocarbon reserves.
Ниже приведено дополнительное описание изобретения со ссылкой, для примера, на прилагаемые чертежи, на которых:The following is a further description of the invention with reference, for example, to the accompanying drawings, in which:
фигура 1 - схематичное сечение, изображающее систему сбора данных методом mCSEM и атмосферную волну;figure 1 is a schematic section depicting a mCSEM data acquisition system and an atmospheric wave;
фигуры 2(a)-2(f) - схемы, изображающие отражения и реверберации поля от HED-источника, создающего атмосферную волну;figures 2 (a) -2 (f) are diagrams depicting reflections and field reverberations from a HED source generating an atmospheric wave;
фигуры 3(a)-3(c) - схемы, изображающие нисходящее поле от атмосферной волны около приемника с отражениями и реверберациями;figures 3 (a) -3 (c) are diagrams depicting a downward field from an atmospheric wave near a receiver with reflections and reverberations;
фигуры 4(a)-4(c) - схемы, изображающие три модели, применяемые при анализе атмосферной волны;figures 4 (a) -4 (c) are diagrams depicting three models used in the analysis of atmospheric waves;
фигуры 5 и 6 - графики, изображающие амплитуду в вольтах на метр и фазу в радианах для радиальной составляющей электрических полей в зависимости от удаления (расстояния) источник-приемник в километрах при разных глубинах источника и приемника для модели водного полупространства;figures 5 and 6 are graphs depicting the amplitude in volts per meter and phase in radians for the radial component of electric fields depending on the distance (distance) of the source-receiver in kilometers at different depths of the source and receiver for the model of the water half-space;
фигуры 7-9 - графики, аналогичные фигурам 5 и 6, для модели ограниченной толщи воды;figures 7-9 are graphs similar to figures 5 and 6 for a model of a limited water column;
фигура 10 - график, аналогичный фигурам 5 и 6, для моделей с пластом-коллектором углеводородов и без него;figure 10 is a graph similar to figures 5 and 6, for models with and without hydrocarbon reservoir;
фигура 11 - график нормированной амплитуды радиальных электрических полей в зависимости от расстояния источник-приемник в километрах;figure 11 is a graph of the normalized amplitude of the radial electric fields depending on the distance of the source-receiver in kilometers;
фигура 12 - график, аналогичный фигурам 5 и 6, для моделей с пластом-коллектором и без него, после вычитания эффекта атмосферной волны; иfigure 12 is a graph similar to figures 5 and 6, for models with and without reservoir reservoir, after subtracting the effect of the atmospheric wave; and
фигура 13 - график, аналогичный фигуре 11, после вычитания эффекта атмосферной волны.figure 13 is a graph similar to figure 11, after subtracting the effect of the atmospheric wave.
В нижеследующем описании предлагается обобщение для атмосферно-волновой составляющей, когда слой воды имеет конечную толщину zb. В частности, предлагается асимптотическое расширение в пространственной области атмосферно-волнового выражения, которое исключает влияние морского дна.The following description provides a generalization for the atmospheric wave component when the water layer has a finite thickness z b . In particular, an asymptotic expansion is proposed in the spatial domain of the atmospheric-wave expression, which excludes the influence of the seabed.
Принято считать, что сигнал TE-моды, распространяющийся вертикально вверх от источника, в дополнение к созданию атмосферно-волновой составляющей на морской поверхности, порождает реверберационную серию сигналов, распространяющихся между морской поверхностью и морским дном. Каждый раз, когда сигнал в реверберационной серии достигает поверхности, возбуждается новая атмосферно-волновая составляющая. Аналогично, сигнал TE-моды, вертикально нисходящий от источника к морскому дну, порождает реверберационную серию, в которой каждый сигнал возбуждает атмосферно-волновую составляющую на морской поверхности. Кроме того, на стороне приемника первоначально нисходящий сигнал будет реверберировать между морским дном и морской поверхностью.It is generally accepted that a TE mode signal propagating vertically upward from a source, in addition to creating an atmospheric wave component on the sea surface, generates a reverberation series of signals propagating between the sea surface and the seabed. Each time a signal in a reverberation series reaches a surface, a new atmospheric-wave component is excited. Likewise, a TE mode signal vertically descending from a source to the seabed generates a reverberation series in which each signal excites an atmospheric wave component on the sea surface. In addition, on the receiver side, the initially downward signal will reverb between the seabed and the sea surface.
Формула для обобщенной атмосферной волны выведена для специального случая, в котором удельная электрическая проводимость является постоянной и глубина морского дна является одинаковой на сторонах источника и приемника. Специалисту в области моделирования будет очевидно, что два данных предположения могут быть менее строгими и приведут к ранее представленным результатам. Атмосферная волна, созданная источником, видоизменяется в результате отражений от морского дна и ревербераций в толще воды на стороне источника и стороне приемника. Затем обобщенный атмосферно-волновой отклик водного слоя с изменяющейся толщиной численно сравнивают с откликом, полученным на основе полного моделирования уравнений Максвелла. При больших расстояниях источник-приемник, когда атмосферная волна имеет преобладающее влияние в водном слое благодаря HED-источнику, обобщенное асимптотическое моделирование атмосферной волны является очень хорошей аппроксимацией точной атмосферной волны. В дальнейшем представлен численный пример, в котором атмосферная волна оказывает преобладающее влияние на измеренную амплитуду электрического поля, так что резистивный слой ниже морского дна обнаружить невозможно. Однако после моделирования и вычитания атмосферной волны из электрического поля по данным можно построить карту непосредственно резистивного слоя.The formula for the generalized atmospheric wave is derived for a special case in which the electrical conductivity is constant and the depth of the seabed is the same on the sides of the source and receiver. It will be apparent to those skilled in the art of modeling that these two assumptions may be less rigorous and lead to previously presented results. The atmospheric wave created by the source changes as a result of reflections from the seabed and reverberations in the water column on the side of the source and the side of the receiver. Then, the generalized atmospheric-wave response of the water layer with varying thickness is numerically compared with the response obtained on the basis of a complete simulation of Maxwell's equations. At large source-receiver distances, when the atmospheric wave has a predominant influence in the water layer due to the HED source, the generalized asymptotic modeling of the atmospheric wave is a very good approximation of the exact atmospheric wave. A numerical example is presented in which the atmospheric wave has a predominant effect on the measured amplitude of the electric field, so that it is impossible to detect the resistive layer below the seabed. However, after modeling and subtracting the atmospheric wave from the electric field, it is possible to construct a map of the directly resistive layer from the data.
На фигурах 2(a)-2(f) показано, как созданная источником атмосферная волна видоизменяется в результате отражения от морского дна и связанных с этим ревербераций. Морское дно 4 на глубине zb имеет удельную электрическую проводимость σ2. На фигуре 2(a) показан сигнал от источника 1, рассеивающийся вверх к морской поверхности 3 на глубине z=0. Сигнал на морской поверхности 3 асимптотически представляется выражениемFigures 2 (a) -2 (f) show how the atmospheric wave created by the source changes as a result of reflection from the seabed and the associated reverberations. The
exp(ikz s).exp ( ikz s ).
На фигуре 2(d) показано, что сигнал от источника 1, рассеивающийся вниз к морскому дну 4, отражается в виде распространяющегося вверх сигнала, который формирует атмосферно-волновую составляющую на морской поверхности 3. Упомянутый сигнал в толще воды асимптотически представляется в видеFigure 2 (d) shows that the signal from
exp(ikzs)Rexp[2ik(zb-zs)],exp (ikz s ) Rexp [2ik (z b -z s )],
где R= означает коэффициент отражения морского дна для вертикально распространяющейся TE-моды плоской волны и zs означает глубину источника. На фигурах 2(b) и 2(c) показано, что восходящий сигнал источника, показанный на фигуре 2(a), может однократно и дважды реверберировать перед тем, как формируется атмосферная волна. В математическом выражении слагаемые на морской поверхности соответственно равны:where R = denotes the reflection coefficient of the seabed for a vertically propagating TE mode of a plane wave, and z s denotes the depth of the source. Figures 2 (b) and 2 (c) show that the upstream source signal shown in Figure 2 (a) can reverb once and twice before an atmospheric wave is generated. In mathematical terms, the terms on the sea surface are respectively equal:
exp(ikzs)Rexp(2ikzb)exp (ikz s ) Rexp (2ikz b )
иand
exp(ikzs)R2exp(4ikzb).exp (ikz s ) R 2 exp (4ikz b ).
Аналогично, на фигурах 2(e) и 2(f) показано, что первоначально нисходящий сигнал источника, показанный на фигуре 2(b), может однократно и дважды реверберировать перед тем, как формируется атмосферная волна. Слагаемые соответственно равны:Similarly, Figures 2 (e) and 2 (f) show that the initially downstream source signal shown in Figure 2 (b) can reverb once and twice before an atmospheric wave is generated. The terms are respectively equal to:
exp(ikzs)Rexp[2ik(zb - zs)]Rexp(2ikzb)exp (ikz s ) Rexp [2ik (z b - z s )] Rexp (2ikz b )
иand
exp(ikzs)Rexp[2ik(zb - zs)]R2exp(4ikzb).exp (ikz s ) Rexp [2ik (z b - z s )] R 2 exp (4ikz b ).
Упомянутый процесс продолжается, в принципе, бесконечное число раз, так что суммарный сигнал, который приходит к морской поверхности и формирует атмосферную волну, асимптотически приближается к:The mentioned process continues, in principle, an infinite number of times, so that the total signal that comes to the sea surface and forms an atmospheric wave asymptotically approaches:
exp(ikzs){1 + Rexp[2ik(zb - zs)]}[1 + Rexp(2ikzb) + R2exp(4ikzb) + …]=exp(ikzs)S, (2)exp (ikz s ) {1 + Rexp [2ik (z b - z s )]} [1 + Rexp (2ikz b ) + R 2 exp (4ikz b ) + ...] = exp (ikz s ) S, (2)
гдеWhere
является фильтром, который отражает видоизменение атмосферной волны на стороне источника в результате влияния морского дна.is a filter that reflects a modification of the atmospheric wave on the source side as a result of the influence of the seabed.
Аналогичным образом, на фигурах 3(a)-3(c) показано, каким образом атмосферная волна видоизменяется на стороне приемника в результате отражения от морского дна и связанных с этим ревербераций. На фигуре 3(a) показано, что атмосферная волна приходит к приемнику 5 на глубине zr, затем отражается от морского дна 4 и возвращается вверх к приемнику. Асимптотическое описание процесса имеет вид:Similarly, Figures 3 (a) -3 (c) show how an atmospheric wave is modified on the receiver side as a result of reflection from the seabed and the associated reverberations. Figure 3 (a) shows that an atmospheric wave arrives at
exp(ikzr )[1 + Rexp[2ik(zb - zr)]]exp (ikz r ) [1 + Rexp [2ik (z b - z r )]]
На фигурах 3(b) и 3(c) показан учет одной и двух ревербераций в толще воды, имеющих следующее математическое выражение:In figures 3 (b) and 3 (c) shows the account of one and two reverberations in the water column, having the following mathematical expression:
exp(ikzr)[1 + Rexp[2ik(zb - zr)]]Rexp(2ikzb)exp (ikz r ) [1 + Rexp [2ik (z b - z r )]] Rexp (2ikz b )
иand
exp(ikzr)[1 + Rexp[2ik(zb - zr)]]R2exp(4ikzb)exp (ikz r ) [1 + Rexp [2ik (z b - z r )]] R 2 exp (4ikz b )
соответственно. С учетом бесконечного числа ревербераций серия отражений и ревербераций на стороне приемника принимает видrespectively. Given the infinite number of reverbs, the series of reflections and reverbs on the receiver side takes the form
exp(ikzr)R, (4)exp (ikz r ) R, (4)
гдеWhere
является фильтром, который отражает видоизменение атмосферной волны на стороне приемника в результате влияния морского дна.is a filter that reflects a modification of the atmospheric wave on the receiver side as a result of the influence of the seabed.
После этого описание атмосферной волны, содержащей реверберации на сторонах источника и приемника, имеет видAfter that, the description of the atmospheric wave containing reverberation on the sides of the source and receiver has the form
. (6) . (6)
Уравнение 6 основано на предположении, что HED-источник в толще воды будет порождать серию отражений и ревербераций вертикально распространяющихся мод, причем каждая составляющая TE-мода на морской поверхности 3 будет асимптотически формировать атмосферно-волновые составляющие. На стороне приемника атмосферно-волновые составляющие отражаются и реверберируют подобно тому, как на стороне источника.
Ниже приведена численная проверка уравнения 6.The following is a numerical verification of
Сначала будет продемонстрирована достоверность уравнения 1 и произведено вычисление атмосферно-волнового отклика для модели морского водного полупространства, граничащего с воздухом (фигура 4(a)). Во-вторых, будет произведена проверка уравнения 6 путем учета влияния конечности слоя воды (фигура 4(b)). Проверка обеспечивается сравнением откликов, представленных уравнениями 1 и 6, с полным численным моделированием уравнений Максвелла для многослойных сред, как предложено в работе Лозефа (Loseth) (2000). Для всех моделей использовали HED-источник, ориентированный в радиальном направлении, с частотой 0,25 Гц и единичным дипольным моментом. Удельная электрическая проводимость морской воды равна σ1=3,33 См/м. Приемники расположены на морском дне вдоль линии в одной плоскости с источником.First, the validity of
На фигуре 5 представлены графики зависимостей амплитуды и фазы радиальной составляющей электрического поля от расстояния источник-приемник для модели водного полупространства. Глубины источника и приемников составляют соответственно zs=5 м и zr=10 м ниже границы раздела. Пунктирная кривая представляет атмосферно-волновую составляющую, смоделированную в соответствии с уравнением 1, и точечная кривая представляет отклик, полученный полным моделированием EM (электромагнитного поля). Сплошная кривая представляет амплитуду разности между сигналами. Фигура 6 представляет сравнение моделирования в случае, когда приемники перемещены на глубину zr=500 м ниже морской поверхности. Глубина источника в данном случае равна 25 м над уровнем приемников. В общем, когда атмосферно-волновая составляющая является превалирующей модой, уравнение 1 описывает атмосферную волну для модели водного полупространства с достаточной точностью. На фигуре 5 атмосферно-волновое выражение в уравнении 1 вычислено для относительно небольшой глубины приемника, равной 10 м. Для расстояний приемник-источник свыше 1-2 км имеет место хорошая аппроксимация результатов, полученных численным методом. Когда атмосферно-волновое выражение вычисляют для 500-м глубин приемников (смотри фигуру 6), уравнение 1 демонстрирует удовлетворительное согласие с откликами, полученными полным численным моделированием электрического поля для расстояний источник-приемник свыше 3-4 км. В данном случае прямое поле, вероятно, оказывает более сильное влияние, чем атмосферно-волновая составляющая при расстояниях источник-приемник меньше чем приблизительно 3 км.The figure 5 presents graphs of the dependences of the amplitude and phase of the radial component of the electric field on the distance of the source-receiver for the model of the aquatic half-space. The depths of the source and receivers are respectively z s = 5 m and z r = 10 m below the interface. The dashed curve represents the atmospheric wave component modeled in accordance with
Ниже поясняется модель, показанная на фигуре 4(b), с конечной толщей воды. Глубины источника, приемника и морского дна изменяли с использованием трех вариантов значений: zs=5 м, zr=zb=10 м; zs=75 м, zr=zb=100 м; и zs=475 м, zr=zb=500 м. Удельная электрическая проводимость морского дна составляет σ2=1 См/м. На фигурах 7-9 показаны графики зависимости амплитуды и фазы радиальной составляющей электрического поля от расстояния источник-приемник для трех вышеперечисленных случаев. Точечно-пунктирные и точечные линии сравнивают результаты моделирования в соответствии с обобщенной атмосферной волной по уравнению 6 с полным численным моделированием. Для сравнения представлен также атмосферно-волновой отклик для водного полупространства в соответствии с уравнением 1 (пунктирная линия). Присутствие морского дна существенно влияет на атмосферно-волновой отклик. Сплошная кривая отображает амплитуду разности между полным электрическим полем и обобщенной атмосферной волной. Обобщенное выражение для атмосферной волны в уравнении 6 очень хорошо аппроксимирует атмосферно-волновой отклик, полученный полным численным моделированием. Упомянутый результат можно наблюдать при наложении точечной и точечно-пунктирной кривых при расстояниях источник-приемник свыше 4-5 км, при которых атмосферная волна начинает преобладать в моделируемом отклике, когда глубина моря составляет 10 м и 100 м соответственно. Когда глубина моря составляет 500 м, атмосферно-волновая составляющая абсолютно преобладает при расстояниях источник-приемник свыше 6-7 км. При меньших расстояниях источник-приемник преобладают прямое поле от источника и поперечное поле вдоль морского дна. Фазы, полученные из уравнений 1 и 6, почти равны для всех трех глубин моря, что соответствует почти мгновенному распространению атмосферной волны. Следует отметить, что разность между амплитудой обобщенной атмосферной волны (точечно-пунктирная кривая) и амплитудой воздушной атмосферной волны для водного полупространства (пунктирная кривая) становится меньше при увеличении глубин моря, что указывает на снижение влияния ревербераций в водном слое на глубоководных участках.Below is explained the model shown in figure 4 (b), with a finite thickness of water. The depths of the source, receiver and seabed were changed using three options: z s = 5 m, z r = z b = 10 m; z s = 75 m, z r = z b = 100 m; and z s = 475 m, z r = z b = 500 m. The specific electrical conductivity of the seabed is σ 2 = 1 S / m. In figures 7-9 shows graphs of the dependence of the amplitude and phase of the radial component of the electric field on the distance of the source-receiver for the three above cases. Dotted and dotted lines compare the simulation results in accordance with the generalized atmospheric wave according to
Проблему атмосферной волны при анализе и интерпретации данных морской разведки методом CSEM можно иллюстрировать с использованием простой 1-мерной модели на фигуре 4(c). Модель состоит сверху вниз из пяти слоев: непроводящего воздушного слоя, слоя морской воды 100-м толщины, осадочного слоя 2000-м толщины с удельной электрической проводимостью 1 См/м, резистивного слоя 100-м толщины (0,02 См/м), который может представлять собой насыщенный углеводородами пласт-коллектор, и полупространства осадочных пород с удельной электрической проводимостью 1 См/м. Модель на фигуре 4(c) нормирована по опорной модели на фигуре 4(b), чтобы установить, имеет ли место усиление отклика из-за присутствия резистивного слоя. На фигуре 10 представлены графики зависимости амплитуды и фазы радиальной составляющей электрического поля от расстояния источник-приемник для модели с пластом-коллектором (точечная кривая) и опорной модели без пласта-коллектора (сплошная кривая), вместе с обобщенной атмосферной волной (точечно-пунктирная кривая). Глубина водного слоя невелика, поэтому атмосферная волна преобладает в принятом сигнале при расстояниях источник-приемник больше чем приблизительно 3 км. Это видно как из амплитудной, так и фазовой кривых. Фаза является постоянной при расстояниях источник-приемник больше чем приблизительно 4 км, что свидетельствует о преобладании атмосферной волны в результатах полевых измерений. В результате модель с пластом-коллектором и модель без пласта-коллектора сложно различать при всех расстояниях источник-приемник. Поскольку амплитуда электрического поля широко изменяется с изменением расстояния источник-приемник, то полезно рассматривать нормированную амплитуду электрического поля. Кривая на фигуре 11 представляет нормированную амплитуду электрического поля, которая близка к единице для всех расстояний источник-приемник. Следовательно, интерпретатор геофизической информации не может надежно определить, присутствует ли резистивный насыщенный углеводородами слой в геологической среде. Упомянутый пример отчетливо демонстрирует проблему атмосферной волны на мелководье.The problem of the atmospheric wave in the analysis and interpretation of CSEM marine intelligence data can be illustrated using the simple 1-dimensional model in Figure 4 (c). The model consists of five layers from top to bottom: a non-conductive air layer, a layer of seawater of a 100-m thickness, a sediment layer of a 2000-m thickness with a specific electrical conductivity of 1 S / m, a resistive layer of a 100-m thickness (0.02 S / m), which can be a reservoir-saturated hydrocarbon reservoir and sedimentary half-spaces with a specific electrical conductivity of 1 S / m. The model in figure 4 (c) is normalized to the reference model in figure 4 (b) to determine if there is a response enhancement due to the presence of the resistive layer. The figure 10 presents graphs of the dependence of the amplitude and phase of the radial component of the electric field on the source-receiver distance for a model with a reservoir layer (dotted curve) and a reference model without a reservoir (solid curve), together with a generalized atmospheric wave (dotted dotted curve ) The depth of the water layer is small, so the atmospheric wave prevails in the received signal at source-receiver distances of more than about 3 km. This can be seen from both the amplitude and phase curves. The phase is constant at source-receiver distances of more than approximately 4 km, which indicates the prevalence of the atmospheric wave in the results of field measurements. As a result, it is difficult to distinguish between a model with a reservoir and a model without a reservoir at all source-receiver distances. Since the amplitude of the electric field varies widely with the distance of the source-receiver, it is useful to consider the normalized amplitude of the electric field. The curve in figure 11 represents the normalized amplitude of the electric field, which is close to unity for all source-receiver distances. Therefore, the geophysical information interpreter cannot reliably determine whether a resistive hydrocarbon-rich layer is present in the geological environment. The mentioned example clearly demonstrates the problem of the atmospheric wave in shallow water.
Предлагались различные схемы обработки данных для выделения эффекта атмосферной волны из результатов полевых измерений методом mCSEM/SBL. В простейшую схему можно включить воздушный слой в процессе интерпретации и обратного преобразования. Эффект атмосферной волны можно также подавлять выбором частоты, на которой обеспечивается минимальный вклад атмосферной волны при данной глубине. Возможно также разложение электромагнитного (EM) сигнала на восходящую и нисходящую составляющие, где восходящая составляющая содержит информацию о геологической среде, тогда как атмосферно-волновая мода содержится в нисходящей составляющей (Amundsen et al., 2006). Другой метод подавления заключается в моделировании эффекта атмосферной волны в водном слое и затем его вычитании из собранных данных (Lu et al., 2005).Various data processing schemes have been proposed to extract the atmospheric wave effect from the results of field measurements using the mCSEM / SBL method. In the simplest scheme, you can include the air layer in the process of interpretation and inverse transformation. The effect of the atmospheric wave can also be suppressed by selecting the frequency at which the minimum contribution of the atmospheric wave is provided at a given depth. It is also possible to decompose the electromagnetic (EM) signal into the upstream and downstream components, where the upstream component contains information about the geological environment, while the atmospheric-wave mode is contained in the downstream component (Amundsen et al., 2006). Another suppression method is to model the effect of the atmospheric wave in the water layer and then subtract it from the collected data (Lu et al., 2005).
В случае когда можно определить удельную электрическую проводимость морского дна, вышеописанный метод, описанный в настоящей заявке, можно применять для моделирования и вычитания эффекта атмосферной волны из зарегистрированного электрического поля, как предложено Лу с соавторами (Lu et al.) (2005), чтобы улучшать отклик пласта-коллектора. Сплошные кривые на фигуре 12 показывают зависимость амплитуды и фазы электрического поля от расстояния источник-приемник для вышеописанной пятислойной модели с пластом-коллектором после моделирования в соответствии с уравнением 6 и вычитания эффекта атмосферной волны. Амплитуда и фаза опорного электрического поля, полученные вычитанием эффекта атмосферной волны из данных об электрическом поле, полученных на основе модели без пласта-коллектора, отображены пунктирными кривыми. Наблюдается значительное разнесение кривых в диапазоне 4-10 км расстояний источник-приемник, что указывает на сильный сигнал от резистивного слоя, находящегося на 2-км глубине под морским дном. Отсутствие разнесения между графиками данных для модели с пластом-коллектором и для опорной модели при небольших расстояниях источник-приемник связано с низким ослаблением прямого поля и поперечного поля вдоль морского дна, так как упомянутые два сигнала преобладают в результатах измерений поля при расстояниях источник-приемник меньше чем 3 км. Вышеизложенное дополнительно иллюстрируется на фигуре 13, на которой изображена нормированная амплитудная характеристика электрического поля, когда вычитают атмосферную волну. После этого становится заметно влияние пласта-коллектора на характеристику.In the case where it is possible to determine the electrical conductivity of the seabed, the above method described in this application can be used to model and subtract the effect of an atmospheric wave from a registered electric field, as proposed by Lu et al. (2005), to improve reservoir response. The solid curves in Fig. 12 show the dependence of the amplitude and phase of the electric field on the source-receiver distance for the above-described five-layer model with a reservoir after modeling in accordance with
Тот же вышеописанный принцип можно применить для моделирования и вычитания атмосферной волны из магнитного поля. Способ остается тем же самым и приводит лишь к незначительному изменению уравнения для моделирования атмосферной волны.The same principle described above can be applied for modeling and subtracting an atmospheric wave from a magnetic field. The method remains the same and leads only to a slight change in the equation for modeling the atmospheric wave.
Моделирование атмосферной волны для электрического поля задается уравнением (6). Моделирование атмосферной волны для магнитного поля выполняется непосредственно с применением того же самого принципа. Суммарный атмосферно-волновой отклик в месте расположения xr приемника для источника с координатой xs имеет видSimulation of the atmospheric wave for an electric field is given by equation (6). Simulation of an atmospheric wave for a magnetic field is carried out directly using the same principle. The total atmospheric-wave response at the location x r of the receiver for the source with coordinate x s has the form
(7) (7)
гдеWhere
иand
является функцией отражений - ревербераций на стороне приемника для магнитного поля.is a function of reflections - reverberations on the receiver side for a magnetic field.
Вместо использования удельной электрической проводимости σ2 морского дна существует другая возможность, а именно использование кажущейся удельной электрической проводимости σa, которую можно вычислить магнитотеллурическим (MT) способом. В ходе выполнения MT-способа ортогональные составляющие горизонтального электрического и магнитного полей, формируемых естественными первичными источниками, измеряют одновременно в виде функции частоты. Кажущаяся удельная электрическая проводимость как функция частоты определяется выражениемInstead of using the electrical conductivity σ 2 of the seabed, there is another possibility, namely the use of the apparent electrical conductivity σ a , which can be calculated by the magnetotelluric (MT) method. During the MT method, the orthogonal components of the horizontal electric and magnetic fields generated by the natural primary sources are measured simultaneously as a function of frequency. The apparent electrical conductivity as a function of frequency is determined by the expression
σa=-iμω(Hj/Ei)2 (8)σ a = -iμω (H j / E i ) 2 (8)
Вышеописанный метод исключения вклада атмосферной волны можно применять к данным электромагнитной разведки, полученным, например, методами mCSEM. Например, множество приемников располагают на морском дне над областью, которую следует исследовать. По меньшей мере, один источник, например горизонтальный электрический диполь, буксируют в воде над приемником, с одновременным возбуждением, и полученные результаты измерений, выполненных приемниками, сохраняются в памяти для последующей обработки.The above method of eliminating the contribution of the atmospheric wave can be applied to electromagnetic reconnaissance data obtained, for example, by mCSEM methods. For example, many receivers are located on the seabed above the area to be explored. At least one source, for example a horizontal electric dipole, is towed in water above the receiver, with simultaneous excitation, and the results of measurements made by the receivers are stored in memory for subsequent processing.
Обработка данных содержит или включает в себя этап исключения или, по меньшей мере, ослабления вклада атмосферной волны, зарегистрированного каждым приемником относительно каждого источника. Необязательный предварительный этап содержит вышеописанное нормирование. Затем вклад атмосферной волны определяют в соответствии с уравнением 6 и, по желанию, в соответствии с уравнением 7. В частности, вклад атмосферной волны, по меньшей мере, исключают вычитанием вклада, найденного в соответствии с упомянутыми уравнениями. Затем обработанные данные можно дополнительно обработать и проанализировать, чтобы обеспечить информацию о любых месторождениях или пластах-коллекторах углеводородов в представляющей интерес области. В соответствующем случае вышеописанные измерения MT-способом можно использовать для определения кажущейся удельной электрической проводимости в соответствии с уравнением 8, чтобы определить коэффициент отражения на нижней границе раздела толщи воды. Упомянутое определение можно использовать при определении вклада атмосферной волны.The data processing comprises or includes the step of eliminating or at least attenuating the contribution of the atmospheric wave recorded by each receiver with respect to each source. An optional preliminary step contains the above rationing. Then, the contribution of the atmospheric wave is determined in accordance with
Вышеописанный метод можно применять в условиях, когда вклад атмосферной волны является неясным. Например, вышеописанный метод можно применить, когда толща воды относительно мала по сравнению с частотой электромагнитных волн, применяемых при измерении. Затем полученной информацией о запасах углеводорода можно воспользоваться в различных целях, в зависимости от применения. Например, обработанные данные можно применить для выявления новых пластов-коллекторов углеводородов и для оценки количеств углеводородов, находящихся в таких пластах-коллекторах, вместе с их местонахождениями. Тогда можно управлять бурением скважин и направлять их бурение для добычи или оптимизации добычи углеводородов. Для известных пластов-коллекторов можно определять количество углеводородов, остающихся во время добычи, и использовать результат определения для управления добычей, например для оптимизации дренирования пласта-коллектора.The above method can be applied in conditions where the contribution of the atmospheric wave is unclear. For example, the above method can be applied when the water column is relatively small compared to the frequency of the electromagnetic waves used in the measurement. Then, the information obtained on hydrocarbon reserves can be used for various purposes, depending on the application. For example, processed data can be used to identify new hydrocarbon reservoirs and to estimate the amount of hydrocarbons present in such reservoirs along with their locations. Then you can control the drilling of wells and direct their drilling to produce or optimize hydrocarbon production. For known reservoirs, the amount of hydrocarbons remaining during production can be determined and the result of the determination used to control production, for example, to optimize drainage of the reservoir.
На практике вышеописанные методы обработки данных выполняются соответственно запрограммированными компьютерами. Возможно применение компьютера стандартного типа, например такого типа, который обычно применяют для обработки данных добычи углеводородов, и методы обработки можно закодировать в виде подходящих прикладных программ для управления упомянутыми компьютерами, чтобы выполнять методы обработки данных.In practice, the data processing methods described above are performed by appropriately programmed computers. It is possible to use a computer of a standard type, for example of the type that is usually used to process hydrocarbon production data, and the processing methods can be encoded as suitable application programs for controlling said computers to execute data processing methods.
Источники информацииInformation sources
Amundsen, L., L. Loseth, R. Mittet, S. Ellingsrud, and B. Ursin, 2006, Decomposition of electromagnetic fields into upgoing and downgoing components: Geophysics, 71, G211-G223.Amundsen, L., L. Loseth, R. Mittet, S. Ellingsrud, and B. Ursin, 2006, Decomposition of electromagnetic fields into upgoing and downgoing components: Geophysics, 71 , G211-G223.
Bannister, P. R., 1984, New simplified formulas for elf subsurface-to-subsurface propagation: IEEE Journal of Oceanic Engineering, OE-9, 154-163.Bannister, PR 1984, New simplified formulas for elf subsurface-to-subsurface propagation: IEEE Journal of Oceanic Engineering, OE-9, 154-163.
Banos, A., 1966, Dipole radiation in the presence of conducting half-space: Pergamon Press.Banos, A., 1966, Dipole radiation in the presence of conducting half-space: Pergamon Press.
Chave, A. D. and C. S. Cox, 1982, Controlled electromagnetic sources for measuring electrical conductivity beneath the oceans, 1: Forward problem and model study: Journal of Geophysical Research, 87, 5327-5388.Chave, AD and CS Cox, 1982, Controlled electromagnetic sources for measuring electrical conductivity beneath the oceans, 1: Forward problem and model study: Journal of Geophysical Research, 87 , 5327-5388.
Constable, S. and C.J. Weiss, 2006, Mapping thin resistors and hydrocarbons with marine em methods: Insights from 1d modeling: Geophysics, 71, G43-G51.Constable, S. and CJ Weiss, 2006, Mapping thin resistors and hydrocarbons with marine em methods: Insights from 1d modeling: Geophysics, 71 , G43-G51.
Eidesmo, T., S. Ellingsrud, L. M. MacGregor, S. Constable, M. C. Sinha, S. Johnsen, F. N. Kong, and H. Westerdahl, 2002, Sea bed logging (sbl), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas: First Break, 20, 144-152.Eidesmo, T., S. Ellingsrud, LM MacGregor, S. Constable, MC Sinha, S. Johnsen, FN Kong, and H. Westerdahl, 2002, Sea bed logging (sbl), a new method for remote and direct identification of hydrocarbon filled layers in deepwater areas: First Break, 20 , 144-152.
Ellingsrud, S., T. Eidesmo, S. Johansen, M. C. Sinha, L. M. MacGregor, and S. Constable, 2002, Remote sensing of hydrocarbon layers by sea bed logging (sbl); results from a cruise offshore Angola: The Leading Edge, 21, 972-982.Ellingsrud, S., T. Eidesmo, S. Johansen, MC Sinha, LM MacGregor, and S. Constable, 2002, Remote sensing of hydrocarbon layers by sea bed logging (sbl); results from a cruise offshore Angola: The Leading Edge, 21 , 972-982.
King, R. W. P., M. Owens, and T. T. Wu, 1992, Lateral electromagnetic waves: Springer-Verlag.King, R. W. P., M. Owens, and T. T. Wu, 1992, Lateral electromagnetic waves: Springer-Verlag.
Loseth, L., 2000, Electromagnetic waves in layered media: Master's thesis, The Norwegian University of Science and Technology.Loseth, L., 2000, Electromagnetic waves in layered media: Master's thesis, The Norwegian University of Science and Technology.
Lu, X., L. J. Srnka, and J. J. Carazzone, 2005, Method for removing air wave effect from offshore frequency domain controlled-source electromagnetic data: International patent application WO 2005/010560 A1.Lu, X., L. J. Srnka, and J. J. Carazzone, 2005, Method for removing air wave effect from offshore frequency domain controlled-source electromagnetic data: International patent application WO 2005/010560 A1.
Wait, J. R., 1961, The electromagnetic fields of a horizontal dipole in the presence of a conducting half-space: Canadian Journal of Physics, 39, 1017-1027.Wait, J. R., 1961, The electromagnetic fields of a horizontal dipole in the presence of a conducting half-space: Canadian Journal of Physics, 39, 1017-1027.
Claims (15)
где означает комплексное волновое число для воды с удельной электрической проводимостью σ1, ω означает круговую частоту, µ0 означает магнитную проницаемость вакуума, zb означает глубину моря, zs означает глубину источника, означает коэффициент отражения на границе раздела между областью и водой, и σ2 означает удельную электрическую проводимость области на границе раздела.4. The method according to claim 3, in which the contribution of the atmospheric wave is proportional to the following value:
Where means the complex wave number for water with electrical conductivity σ 1 , ω means the circular frequency, μ 0 means the magnetic permeability of the vacuum, z b means the depth of the sea, z s means the depth of the source, means the reflection coefficient at the interface between the region and the water, and σ 2 means the electrical conductivity of the region at the interface.
где означает комплексное волновое число для воды с удельной электрической проводимостью σ1, ω означает круговую частоту, µ0 означает магнитную проницаемость вакуума, zb означает глубину моря, zr - означает глубину источника, означает коэффициент отражения на границе раздела между областью и водой, и σ2 означает удельную электрическую проводимость области на границе раздела.6. The method according to claim 5, in which the contribution of the atmospheric wave is proportional to the following value:
Where means the complex wave number for water with electrical conductivity σ 1 , ω means the circular frequency, μ 0 means the magnetic permeability of the vacuum, z b means the depth of the sea, z r means the depth of the source, means the reflection coefficient at the interface between the region and the water, and σ 2 means the electrical conductivity of the region at the interface.
с функцией отражений - реверберации на стороне приемника в виде
и функцией отражений - реверберации на стороне источника в виде
где р означает дипольный момент источника, ϕ азимутальный угол приемника относительно источника, 1/r3 учитывает геометрическое расхождение, соответствующее HED-источнику в положении xs, F(xs) означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вверх от источника к морской поверхности,
,
означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вниз от морской поверхности к приемнику в положении с координатой xr,
,
и означают коэффициенты отражения на стороне приемника и источника, соответственно.7. The method according to claim 5, in which the contribution of the atmospheric wave for the electric field component is proportional to the following value:
with reflection function - reverb on the receiver side in the form
and the reflection function - reverb on the source side in the form
where p means the dipole moment of the source, ϕ the azimuthal angle of the receiver relative to the source, 1 / r3 takes into account the geometric discrepancy corresponding to the HED source in position x s , F (x s ) means a function that takes into account the field propagation of the atmospheric wave created by the source upward from the source to sea surface
,
means a function that takes into account the propagation of the field created by the source of the atmospheric wave down from the sea surface to the receiver in the position with the coordinate x r ,
,
and mean reflection coefficients on the side of the receiver and source, respectively.
с функцией отражений - реверберации на стороне приемника в виде
и функцией отражений - реверберации на стороне источника в виде
где р означает дипольный момент источника, ϕ азимутальный угол приемника относительно источника, 1/r3 учитывает геометрическое расхождение, соответствующее HED-источнику в положении xs, F(xs) означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вверх от источника к морской поверхности,
,
F(xr) означает функцию, которая учитывает распространение поля созданной источником атмосферной волны вниз от морской поверхности к приемнику в положении с координатой xr,
,
Rr и Rs означают коэффициенты отражения на стороне приемника и источника, соответственно.8. The method according to claim 5, in which the contribution of the atmospheric wave for the magnetic field component is proportional to the following value:
with reflection function - reverb on the receiver side in the form
and the reflection function - reverb on the source side in the form
where p means the dipole moment of the source, ϕ the azimuthal angle of the receiver relative to the source, 1 / r3 takes into account the geometric discrepancy corresponding to the HED source in position x s , F (x s ) means a function that takes into account the field propagation of the atmospheric wave created by the source upward from the source to sea surface
,
F (x r ) means a function that takes into account the propagation of the field created by the source of the atmospheric wave down from the sea surface to the receiver in the position with the coordinate x r ,
,
R r and R s mean reflection coefficients on the side of the receiver and source, respectively.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB0623279.7A GB0623279D0 (en) | 2006-11-22 | 2006-11-22 | Air wave modeling for MCSEM/SBL surveying |
GB0623279.7 | 2006-11-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009123488A RU2009123488A (en) | 2010-12-27 |
RU2423728C2 true RU2423728C2 (en) | 2011-07-10 |
Family
ID=37636313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009123488/28A RU2423728C2 (en) | 2006-11-22 | 2007-11-21 | Method and device for processing electromagnetic exploration data |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
GB (2) | GB0623279D0 (en) |
NO (1) | NO343082B1 (en) |
RU (1) | RU2423728C2 (en) |
WO (1) | WO2008062024A2 (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0900906D0 (en) * | 2009-01-20 | 2009-03-04 | Schlieffers Jorg | Removing or reducing the airwave in CSEM data by using weighted field differences |
CA2802722C (en) | 2010-07-27 | 2023-04-04 | Exxonmobil Upstream Research Company | Inverting geophysical data for geological parameters or lithology |
EP2606452A4 (en) | 2010-08-16 | 2017-08-16 | Exxonmobil Upstream Research Company | Reducing the dimensionality of the joint inversion problem |
EP2715603A4 (en) | 2011-06-02 | 2016-07-13 | Exxonmobil Upstream Res Co | Joint inversion with unknown lithology |
EP2721478A4 (en) | 2011-06-17 | 2015-12-02 | Exxonmobil Upstream Res Co | Domain freezing in joint inversion |
EP2734866B1 (en) | 2011-07-21 | 2020-04-08 | Exxonmobil Upstream Research Company | Adaptive weighting of geophysical data types in joint inversion |
US10591638B2 (en) | 2013-03-06 | 2020-03-17 | Exxonmobil Upstream Research Company | Inversion of geophysical data on computer system having parallel processors |
US9846255B2 (en) | 2013-04-22 | 2017-12-19 | Exxonmobil Upstream Research Company | Reverse semi-airborne electromagnetic prospecting |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2385923B (en) * | 2002-05-24 | 2004-07-28 | Statoil Asa | System and method for electromagnetic wavefield resolution |
CA2526266C (en) * | 2003-06-26 | 2012-01-03 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method for removing air wave effect from offshore frequency domain controlled-source electromagnetic data |
GB2412740B (en) * | 2004-04-03 | 2008-09-17 | Statoil Asa | Calibration filters |
GB2415511B (en) * | 2004-06-26 | 2008-09-24 | Statoil Asa | Processing electromagnetic data |
-
2006
- 2006-11-22 GB GBGB0623279.7A patent/GB0623279D0/en not_active Ceased
-
2007
- 2007-11-21 GB GB0909891A patent/GB2458394B8/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-21 RU RU2009123488/28A patent/RU2423728C2/en active
- 2007-11-21 WO PCT/EP2007/062659 patent/WO2008062024A2/en active Application Filing
-
2009
- 2009-06-19 NO NO20092363A patent/NO343082B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB0623279D0 (en) | 2007-01-03 |
GB2458394A8 (en) | 2013-08-07 |
WO2008062024A2 (en) | 2008-05-29 |
GB2458394A (en) | 2009-09-23 |
RU2009123488A (en) | 2010-12-27 |
GB2458394B (en) | 2011-03-23 |
GB2458394B8 (en) | 2013-08-07 |
GB0909891D0 (en) | 2009-07-22 |
NO343082B1 (en) | 2018-10-29 |
NO20092363L (en) | 2009-08-18 |
WO2008062024A3 (en) | 2008-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2423728C2 (en) | Method and device for processing electromagnetic exploration data | |
Ellingsrud et al. | Remote sensing of hydrocarbon layers by seabed logging (SBL): Results from a cruise offshore Angola | |
CA2657475C (en) | Geophysical prospecting with reduced air wave noise | |
US8315804B2 (en) | Method of and apparatus for analyzing data from an electromagnetic survey | |
Chen et al. | Three methods for mitigating airwaves in shallow water marine controlled-source electromagnetic data | |
US20060186889A1 (en) | Electromagnetic surveying for resistive or conductive bodies | |
RU2363020C2 (en) | Method and device to produce calibration filter for electromagnetic data | |
MacGregor et al. | Marine controlled-source electromagnetic methods in the hydrocarbon industry: A tutorial on method and practice | |
Li et al. | 2D marine controlled-source electromagnetic modeling: Part 2—The effect of bathymetry | |
WO2005096019A1 (en) | Electromagnetic data processing | |
AU2005241241A1 (en) | Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs | |
Huang et al. | Conductivity-depth imaging of helicopter-borne TEM data based on a pseudolayer half-space model | |
Mittet et al. | The marine controlled-source electromagnetic method in shallow water | |
WO2005096021A1 (en) | Electromagnetic wavefield analysis | |
Nordskag et al. | Asymptotic airwave modeling for marine controlled-source electromagnetic surveying | |
US10416334B2 (en) | CSEM survey method | |
Løseth et al. | A solution to the airwave-removal problem in shallow-water marine EM | |
Hunziker et al. | Effects of the airwave in time-domain marine controlled-source electromagnetics | |
WO2008066389A1 (en) | A method of mapping hydrocarbon reservoirs in shallow waters and also an apparatus for use when practising the method | |
Michael Hoversten et al. | 3D modeling of a deepwater EM exploration survey | |
Sasaki | Bathymetric effects and corrections in marine CSEM data | |
Avdeeva et al. | Hydrocarbon reservoir detectability study for marine CSEM methods: time domain versus frequency domain | |
Connell | A comparison of marine time-domain and frequency-domain controlled source electromagnetic methods | |
Daud et al. | Air waves effect on sea bed logging for shallow water application | |
Hanif et al. | 1d modeling of controlled-source electromagnetic (csem) data using finite element method for hydrocarbon detection in shallow water |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 19-2011 FOR TAG: (72) |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140820 |