RU2500002C2 - Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования - Google Patents
Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования Download PDFInfo
- Publication number
- RU2500002C2 RU2500002C2 RU2010145243/28A RU2010145243A RU2500002C2 RU 2500002 C2 RU2500002 C2 RU 2500002C2 RU 2010145243/28 A RU2010145243/28 A RU 2010145243/28A RU 2010145243 A RU2010145243 A RU 2010145243A RU 2500002 C2 RU2500002 C2 RU 2500002C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- points
- data
- electric field
- point
- observation
- 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
- G01V3/082—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 operating with fields produced by spontaneous potentials, e.g. electrochemical or produced by telluric currents
Landscapes
- Remote Sensing (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Изобретение относится к разведке нефтяных месторождений. Сущность: способ предусматривает следующие шаги: выставляют электроды в рабочей области в виде решетки из малых ячеек, все станции для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля записывают синхронно и с одинаковыми настройками временные ряды данных естественного электромагнитного поля. Записанные данные обрабатывают, чтобы устранить помехи и получить очищенные от помех данные. Для краевых и центральной точки к величине для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения. Для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух точек, расположенных по направлению ячейки, причем компоненты электрического поля, полученные на максимальном удалении, принимают в качестве новых значений электрического поля. В результате обработки данных наблюдения на предшествующих этапах получают новые временные ряды данных, в которых устранены шумы и гальванический эффект, и эти данные обрабатывают известным способом для вычисления кажущихся сопротивлений и фазовых кривых. Технический результат: повышение точности и надежности. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования, который позволяет эффективно подавлять и устранять шумы за счет замкнутого электрического поля, а также позволяет устранять гальванический эффект путем двумерной фильтрации временных рядов.
Предпосылки к изобретению
В настоящее время магнитотеллурический способ широко применяется при разведке месторождений нефти и газа, руд, подземных запасов воды. До сих пор использовались одноточечный (линейный) и поперечный (двумерный) способы зондирования. Линейный способ сбора данных предусматривает следующие шаги для каждой из точек наблюдения:
1) устанавливают приемную станцию для непрерывного измерения четырех (Ex, Eу, Hх, Hу) или пяти (Eх, Eу, Hх, Hу, Hz) взаимно перпендикулярных компонент электромагнитного поля во времени;
2) камерально преобразованием Фурье над временными данными получают энергетический спектр каждой из компонент поля;
3) по энергетическому спектру оценивают тензор импеданса;
4) наконец, вычисляют кажущиеся сопротивления и разности фаз. Двумерный способ сбора данных отличается тем, что данные собирают вдоль некоторой линии, т.е. требуется разместить множество приемных станций для непрерывного измерения во времени двух (четырех, пяти) взаимно перпендикулярных компонент электромагнитного поля. Обрабатывают данные так же, как и для одноточечного зондирования.
Вышеописанные способы дают превосходные результаты применительно к простым подземным структурам, например линейным и плоским геологическим образованиям. Однако, в случае сложной объемной над- и подземной структуры они не отвечают предъявляемым требованиям ни по спектру решаемых геологических задач, ни по точности интерпретации. В частности, во-первых, сложно эффективно подавить и устранить гальванический эффект, поэтому он существенно влияет на результаты разведки, вплоть до порождения ложных структур. Во-вторых, сложно эффективно подавить шумы, которые отрицательно влияют на качество данных. Наконец, указанные способы не в состоянии справиться с проблемой, возникающей при постановке в сравнительно протяженный массив единственной магнитной станции. В этом случае расстояние между станцией и различными точками наблюдения меняется в широких пределах, что нежелательно на местности, где наблюдаются существенные изменения магнитного поля.
Краткое описание изобретения
В настоящем изобретении предлагается способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования, который позволяет эффективно подавлять и устранять шумы за счет замкнутого электрического поля, а также позволяет устранять гальванический эффект путем двумерной фильтрации временных рядов, в результате чего можно резко повысить качество собираемых данных.
Подробнее, заявляемый способ предусматривает следующие шаги.
(Шаг 1) Электроды выставляют в рабочей области в виде решетки из малых ячеек. В центре малой ячейки устанавливают станцию для измерения двух компонентов (Eх, Eу) электрического поля. Электроды для измерения компонентов электрического поля ставят L-образно в угловых точках решетки, Т-образно в краевых и крестообразно в серединных. Станцию для измерения двух (Hх, Hy) или трех (Hx, Hγ, Hz) взаимно перпендикулярных компонентов магнитного поля устанавливают в центр минимальной ячейки. Направления Hz и Hу параллельны направлениям одноименных компонент электрического поля.
Для шага (1) способа измерения посредством решетки из малых ячеек каждая из них представляет собой модуль из 2×2, 3×3, 4×4 или 5×5 точек решетки. При этом модуль 2х2 называется минимальной ячейкой. Модуль 3×3 подразделяется на 4 минимальные ячейки, а модуль 4×4 - на 9 минимальных ячеек.
В угловых и краевых точках малой ячейки, а также в средних точках отрезков, соединяющих всякие две смежные точки наблюдения, расположены заземленные точки (М, N) приемных электродов, а также общих электродов смежных точек наблюдения. В центр ячейки электроды не устанавливаются.
Всякие две смежные точки наблюдения малой ячейки соединены общим электродом. Поскольку малая ячейка представляет собой замкнутый контур, сумма разностей потенциалов, регистрируемых измерительной станцией, в любой момент времени равна нулю.
Расстояние между каждой из точек наблюдения в минимальной ячейке и магнитной станцией составляет 0,5L или 0,707L, где L - длина стороны минимальной ячейки.
(Шаг 2) Во время сеанса записи все измерительные станции синхронно и с одинаковыми настройками пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля.
Частота выборки задается сообразно исследуемому частотному диапазону. Для высоких частот задают высокую частоту выборки при сравнительно коротком сеансе, для средних - средние частоту выборки и длительность сеанса, а для низких частот - низкую частоту выборки при сравнительно продолжительном сеансе записи.
(Шаг 3) Записанные данные обрабатывают, чтобы устранить помехи и получить очищенные от помех данные.
Шумоподавляющая обработка представляет собой коррекцию по замкнутому контуру записанных данных для каждого момента времени и предусматривает следующие шаги:
1) определить невязку в каждом замкнутом контуре для каждой точки наблюдения в данном контуре;
2) произвести коррекцию в каждом малом контуре;
3) опознать пораженные помехами данные;
4) вычислить данные без помех на основании правила замкнутого контура для потенциального поля.
При подавлении шумов, если весь контур целиком в некоторый момент времени подвергается воздействию помех, а невязка превышает заданную максимальную величину, то данные для этого момента отбрасываются. Затем производят коррекцию для внешнего контура малой ячейки, после чего можно вычислить данные, очищенные от помех.
Данные наблюдений считаются очищенными от помех, когда невязка по любому контуру меньше наперед заданной максимально допустимой величины.
(Шаг 4) Для краевых и центральной точки, принимая записывающую точку в качестве центральной, к величине для данной точки прибавляют один и тот же компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения. Для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух точек, расположенных по стороне ячейки по направлению обхода. Полученные величины принимают в качестве новых значений компонент электрического поля.
Под двумя смежными точками понимаются две точки, лежащие на одной прямой по обе стороны отданной точки наблюдения.
Для угловой точки в качестве смежных берутся точки, лежащие на одной прямой по ту же сторону.
(Шаг 5) В результате обработки данных наблюдения на предшествующих этапах получают новые временные ряды данных, в которых устранены шумы и гальванический эффект. Эти данные обрабатывают традиционным способом для вычисления кажущихся сопротивлений и фазовых кривых.
Указанный традиционный способ, упомянутый на шаге (5), предусматривает вычисление энергетического спектра и тензора импеданса, чтобы получить кажущиеся сопротивления, фазовые кривые и другие вычисляемые данные для каждой точки. При этом компоненты магнитного поля относятся к тому же полю, которое наблюдается в центральной точке.
Далее традиционный способ из шага (5) предусматривает анализ энергетического спектра и оценку тензора импеданса для временных рядов, полученных с электродов, находящихся на различном расстоянии от данной точки наблюдения, чтобы вычислить кривые кажущегося сопротивления топологической последовательности для данной записывающей точки.
Наконец, традиционный способ на шаге (5) предусматривает построение кривых кажущегося сопротивления для разноудаленных относительно данной точки наблюдения электродов в логарифмическом масштабе по обеим осям и анализируют характер их расхождения, чтобы определить, поражены ли они воздействием гальванического эффекта. Кривая кажущегося сопротивления, снимаемая с самого дальнего электрода, в наименьшей степени подвержена гальваническому эффекту. Если все кривые совпадают с кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект отсутствует. Если кривые для ближних электродов смещены относительно кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект налицо. Как правило, сила гальванического эффекта пропорциональна разносу кривых.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 схематически показывает установку ячеек системы сбора данных согласно настоящему изобретению.
Фиг.2 схематически показывает L-образную, Т-образную и крестообразную установку электродов согласно настоящему изобретению.
Фиг.3 схематически показывает вычисление электрических полей в краевой и центральной точках для одного направления.
Фиг.4 схематически показывает вычисление электрических полей в угловой и краевой точках для одного направления.
Фиг.5 схематически показывает малую ячейку А размером 3х3 точки.
Подробное описание предпочтительных вариантов изобретения
Ниже подробно описываются этапы заявляемого способа применительно к прилагаемым чертежам.
(Шаг 1): выставляют в рабочей области решетку измерительных электродов с малыми ячейками
Каждая малая ячейка представляет собой модуль 2×2, 3×3, 4×4 или 5×5 точек.
Сообразно количеству приборов в центр каждой минимальной ячейки (2×2) устанавливают измерительную станцию на два или три компонента магнитного поля. Ячейку 3×3 точки можно поделить на 4 минимальные ячейки, ячейку 4×4 точки - на 9 минимальных ячеек. Угловые и краевые точки магнитными измерительными станциями не оборудуются (см. фиг.1).
Электроды для измерения компонентов электрического поля выставляют по следующему правилу: L-образно в угловых точках, Т-образно в краевых точках и крестообразно в центральных точках (см. фиг.2). В угловых, краевых и средних точках отрезков, соединяющих всякие две смежные точки наблюдения, расположены заземленные точки (М, N) приемных электродов, а также общих электродов смежных точек наблюдения. В центр ячейки электроды не устанавливаются. Таким образом, всякие две смежные точки наблюдения малой ячейки соединены общим электродом. Поскольку малая ячейка представляет собой замкнутый контур, сумма разностей потенциалов, регистрируемых в ячейке измерительной станцией, в любой момент времени равна нулю.
Для измерения двух (Hх, Hγ) или трех (Hх, Hγ, Hz) взаимно перпендикулярных компонент магнитного поля в центре минимальной ячейки устанавливают магнитную рейку, причем направления Hх и Hγ параллельны направлениям одноименных компонент электрического поля. Расстояния между каждой из точек наблюдения в минимальной ячейке и магнитной станцией мало различаются и равны 0,5L или 0,707L, где L - длина стороны минимальной ячейки.
(Шаг 2): запись данных
Во время сеанса записи все измерительные станции синхронно и с одинаковыми настройками пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля, причем частоту выборки можно задавать трояко:
для высоких частот задают высокую частоту выборки при сравнительно коротком сеансе, для средних - средние частоту выборки и длительность сеанса, а для низких частот - низкую частоту выборки при сравнительно продолжительном сеансе записи.
(Шаг 3): камеральная обработка для устранения помех
Данные для каждого момента времени подвергают коррекции по замкнутому контуру, которая предусматривает следующие шаги:
1) определить невязку в каждом замкнутом контуре для соответствующей точки наблюдения;
2) произвести коррекцию в каждом малом контуре;
3) опознать пораженные помехами данные и вычислить данные без помех на основании правила замкнутого контура для потенциального поля. Если величина поправки меньше заданной величины допуска, считается, что помехи в данных отсутствуют. Если поправка превышает допуск, это означает, что помехи воздействуют на весь контур, поэтому данные для этого момента времени следует отбросить. После завершения учета поправок для всего контура малой решетки можно получить новый ряд данных.
(Шаг 4): обработка для устранения гальванического эффекта
Далее обрабатывают новые временные ряды, полученные в результате вышеописанной процедуры подавления шумов. Для краевых и центральной точки, где в качестве центральной используют записывающую точку, к величине для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух, трех или четырех смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения; для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух или трех точек, расположенных по направлению обхода ячейки; в качестве новых значений компонентов электрического поля принимают величины, полученные для самых дальних электродов. Такая обработка, фактически, имеет целью отфильтровать в пространственных координатах гальванический эффект на высоких частотах.
Для данных, снимаемых с электродов, расположенных на различных расстояниях от каждой из точек наблюдения, проводят анализ энергетического спектра и оценку тензора импеданса, чтобы вычислить последовательность топологий кривых кажущегося сопротивления для данной точки. Кривые кажущегося сопротивления для разноудаленных относительно данной точки наблюдения электродов строят в логарифмическом масштабе по обеим осям и анализируют характер их расхождения, чтобы определить дальность воздействия гальванического эффекта. Как правило, кривая кажущегося сопротивления, снимаемая с самого дальнего электрода, в наименьшей степени подвержена гальваническому эффекту. Если все кривые совпадают с кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект отсутствует. Если кривые для ближних электродов смещены относительно кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект налицо. Как правило, сила гальванического эффекта пропорциональна разносу кривых.
(Шаг 5): для новых временных рядов данных, полученных в результате вышеописанных шагов, вычисляют традиционным способом энергетический спектр и тензор импеданса для получения для каждой точки кажущегося сопротивления, фазовых кривых и других вычисляемых величин. При этом компоненты магнитного поля относятся к тому же полю, которое наблюдается в центральной точке. В вычисляемых результатах подавлены шумы и гальванический эффект, в результате чего существенно повышается качество электромагнитных данных, собираемых в областях, для которых характерны сильные помехи и гальванический эффект.
На фиг.1 показан вариант осуществления настоящего изобретения.
(1) Выставляют в рабочей области электроды в виде измерительной решетки из малых ячеек 3×3 точки. Трехмерный электромагнитный регулярный массив образован 36 станциями для измерения компонентов электрического поля и 16 станциями для измерения компонентов магнитного поля. В измерительной решетке имеется 4 малые ячейки размером 3×3 точки каждая. Размеры решетки - 250×250 м. Узлы ячейки А (т.е. точки наблюдения) имеют номера А11, A12, A13; A21, А2, А23; А31, А32, А33 (см. фиг.5). Аналогично нумеруются узлы ячеек В, С и D. Узлы А11, А31, А13 и А33 представляют собой угловые точки, длины электродов для Ex и Ey составляют 125 м.
Например, для угловой точки А11 с L-образно выставленными электродами электрическими диполями будут ХМ11-XN11, причем ХМ11 расположен в точке А11, a XN11 расположен в средней точке между А11 и A12. Электрическими диполями Еy будут YM11-YN11, где YM11 расположен в точке А11, a YN11 - в средней точке между А11 и A21. Аналогичным образом могут быть выставлены электроды в прочих точках. А12, A21, А23 и А32 представляют собой краевые точки с Т-образно выставленными электродами. Электрические диполи вдоль края имеют длину 250 м, а диполи, обращенные внутрь ячейки - 125 м. Например, для краевой точки А12 электрическими диполями для Еx будут XM21-XN21, причем XM21 имеет общий электрод с диполем ХМ11 для точки А11, a XN21 - с диполем XM13 для точки А13.
Аналогичным образом могут быть выставлены электроды в прочих точках. А22 представляет собой центральную точку с крестообразно выставленными электродами. Длина электрических диполей для компонент Ex и Ey составляет 250 м. Электрическими диполями для Еx будут XM22-XN22, причем ХМ22 представляет собой среднюю точку между А21 и А22, a XN22 - среднюю точку между А22 и А23. Для Еу диполями будут YM22-YN22, причем YM22 представляет собой среднюю точку между A22 и А22, а XN22 - среднюю точку между А22 и А32, причем в средней точке А22 измеряют взаимно перпендикулярные компоненты Нх и Нy магнитного поля.
(2) Запись данных: во время сеанса записи все измерительные станции синхронно и с одинаковыми настройками пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля, причем частоту выборки можно задавать сообразно исследуемому диапазону частот. После того как выставлены малые ячейки А, В, С и D, задают следующим образом три частоты выборки: для высоких частот задают высокую частоту выборки, для средних - среднюю частоту выборки, а для низких частот - низкую частоту выборки. Все измерительные станции пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля одновременно.
(3) Записанные данные обрабатывают для устранения помех, чтобы получить очищенные данные. Для этого берут камерально временные ряды и корректируют данные таким образом, чтобы для каждого момента времени свести невязку по контуру для каждой малой ячейки к нулю.
Пусть ε - максимальная допустимая погрешность, и пусть сначала производится коррекция для замкнутого контура минимальной ячейки A11-A12-A22-A21-A11. Имеем по контуру 8 разностей потенциалов, а именно суммируем разность V11 х для точки А11 в направлении Х direction, полуразность V12 x для точки A12 в направлении X, разность V12 x для точки A12 в направлении Y, полуразность V22 y для точки А22 в направлении Y, полуразность V22 X для точки А22 в направлении X, разность V21 X для точки A21 в направлении X, полуразность V21 Y для точки A21 в направлении Y, разность V11 Y для точки А11 в направлении Y:
Dv=V11 х+V12 X+V12 Y+V22 Y+V22 X+V21 X+V21 Y+V11 Y
Если точность измерений высока, то |Dv|<±ε.
Однако для фактических записанных данных сумма едва ли окажется нулевой из-за различных помех. Поэтому требуется произвести коррекцию и распределить ошибку равномерно по каждой цепи.
Имеем:
V11 X 0=V11 X+Dv/8,
V12 X 0=V12 X+Dv/8,
V21 X 0=V21 X+Dv/8,
V22 X 0=V22 X+Dv/8,
V11 Y 0=V11 Y+Dv/8,
V12 Y 0=V12 Y+Dv/8,
V21 Y 0=V21 Y+Dv/8,
V22 Y 0=V22 Y+Dv/8.
В результате проведения коррекции всех временных рядов получают исправленные ряды для первого контура. Аналогичным образом проводят коррекцию для других контуров в данной малой ячейке. Если вычисленная сумма слишком велика, т.е. превышает е - максимально допустимую потенциальную невязку по контуру (что свидетельствует о воздействии сильных помех в данный момент времени), то устанавливают, на какую цепь главным образом приходится помеха, а затем используют значения для других цепей того же контура, чтобы вычислить значение для той цепи, которая обусловила большую разность потенциалов. Если данные для всех цепей в замкнутом контуре заметно разнятся, следует вовсе отбросить запись для данного момента времени.
Коррекцию других замкнутых контуров производят поочередно, причем поправки для общих границ и узлов можно вычислять совместно. Например, электрическое поле Ех для центральной точки представляет собой сумму первоначально записанной величины и всех значений поправок для всех замкнутых контуров. Наконец, для контроля действенности коррекции вычисляют невязку для внешнего контура малой ячейки. В результате коррекции получают новый набор временных рядов. Кажущиеся сопротивления и фазовые кривые для каждой точки, полученные вычислением энергетического спектра электромагнитного поля и тензора импеданса для каждой точки наблюдения, можно сравнить с исходными кривыми.
(4) Для краевых и центральной точки записывающую точку используют как центральную, к величине для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения. В результате коррекции получают новые временные ряды данных. Например, для данных электрического поля Ех для точки A12 по трем точкам А11, A12 и A13 вычисляют среднее значение электрического поля
Ех 12-3=(Е11+Е12+Е13)/3
и принимают его в качестве величины электрического поля для точки A12. Для электрического поля Еx для центральной точки А22 по трем точкам A21, A22 и А23 вычисляют среднее значение
Ex 22-3=(E21+E22+E23)/3
и принимают его в качестве значения электрического поля для точки A22.
Для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для точек, расположенных по направлению обхода ячейки. Например, для электрического поля Еx для угловой точки A11 вычисляют среднюю величину
Ех11-12=(3Е11+E12)/4
по точкам A11, A12 или
Еx 11-13=(4Е11+E12+E13)/6
по точкам А11, А12, А13 и принимают одну из них в качестве значения электрического поля для точки A11 и так далее.
Таким образом, можно вычислить новые значения компонентов электрического поля для каждой точки наблюдения для электродов, расположенных на различном расстоянии от точки. Значения, рассчитанные для самых дальних электродов, можно принять в качестве новых значений наблюдаемой характеристики электрического поля.
Чтобы установить величину гальванического эффекта в конкретной точке, можно вычислить вышеупомянутым способом энергетический спектр и последовательность топологий кажущегося сопротивления и фазовых кривых для данной точки. Строят в логарифмическом масштабе по обеим осям кривые кажущегося сопротивления для электродов, находящихся на различных расстояниях от той же точки наблюдения. Например, строят три кривые кажущегося сопротивления для точки А11, чтобы установить характер их расхождения. Если все три кривые совпадают, гальванический эффект отсутствует. Если же кривые для ближних электродов оказываются значительно выше или ниже кривых для дальних электродов, налицо гальванический эффект.
(5) Обработка новых временных рядов традиционным способом. В этих рядах подавлены шумы и гальванический эффект в результате шумоподавляющей коррекции во времени и фильтрации в пространстве, что позволяет получать новые срезы кажущихся сопротивлений и фазовые кривые с повышенной точностью и надежностью.
Промышленная применимость
Кажущиеся сопротивления, фазовые кривые для каждой точки и другие результаты можно получить путем вычисления энергетического спектра и оценки тензора импеданса, проводимых традиционным способом над данными, полученными согласно настоящему изобретении. При этом компоненты магнитного поля для каждой точки наблюдения в минимальной ячейке относятся к тому же полю, которое наблюдается в центральной точке. Настоящее изобретение позволяет подавить шумы и гальванический эффект, в результате чего существенно повышается качество электромагнитных данных, собираемых в областях, для которых характерны сильные помехи и гальванический эффект. Настоящее изобретение можно широко применять при сборе электромагнитных данных в самых разнообразных условиях как на суше, так и на море.
Claims (10)
1. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования, отличающийся тем, что предусматривает следующие шаги:
(1) выставляют электроды в рабочей области в виде решетки из малых ячеек, в центре малой ячейки устанавливают станцию для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля, также устанавливают станцию для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля в каждом углу малой ячейки и в каждой краевой точке малой ячейки, причем электроды для измерения компонентов электрического поля ставят L-образно известным способом в угловых точках решетки, Т-образно в краевых и крестообразно в серединных, а станцию для измерения двух (Нх, Нн) или трех (Нх, Нy, Hz) взаимно перпендикулярных компонентов магнитного поля устанавливают в центр минимальной ячейки, причем направления Hz и Нy параллельны направлениям одноименных компонент электрического поля;
(2) во время сеанса записи все измерительные станции синхронно и с одинаковыми настройками пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля, а частоту выборки задают сообразно исследуемому диапазону частот;
(3) записанные данные обрабатывают, чтобы устранить помехи и получить очищенные от помех данные;
(4) для краевых и центральной точки к величине компонентов электрического поля для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения, для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух точек, расположенных по направлению ячейки, причем компоненты электрического поля, полученные на максимальном удалении, принимают в качестве новых значений электрического поля;
(5) в результате обработки данных наблюдения на предшествующих этапах получают новые временные ряды данных, в которых устранены шумы и гальванический эффект, и эти данные обрабатывают известным способом для вычисления кажущихся сопротивлений и фазовых кривых.
(1) выставляют электроды в рабочей области в виде решетки из малых ячеек, в центре малой ячейки устанавливают станцию для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля, также устанавливают станцию для измерения двух компонентов (Ех, Еy) электрического поля в каждом углу малой ячейки и в каждой краевой точке малой ячейки, причем электроды для измерения компонентов электрического поля ставят L-образно известным способом в угловых точках решетки, Т-образно в краевых и крестообразно в серединных, а станцию для измерения двух (Нх, Нн) или трех (Нх, Нy, Hz) взаимно перпендикулярных компонентов магнитного поля устанавливают в центр минимальной ячейки, причем направления Hz и Нy параллельны направлениям одноименных компонент электрического поля;
(2) во время сеанса записи все измерительные станции синхронно и с одинаковыми настройками пишут временные ряды данных естественного электромагнитного поля, а частоту выборки задают сообразно исследуемому диапазону частот;
(3) записанные данные обрабатывают, чтобы устранить помехи и получить очищенные от помех данные;
(4) для краевых и центральной точки к величине компонентов электрического поля для данной точки прибавляют одинаковый компонент с двух смежных точек, чтобы вычислить среднее значение изменяющихся во времени характеристик электрического поля для всех точек наблюдения, для угловых точек при вычислении среднего значения в качестве смежных берут одноименные компоненты электрического поля для двух точек, расположенных по направлению ячейки, причем компоненты электрического поля, полученные на максимальном удалении, принимают в качестве новых значений электрического поля;
(5) в результате обработки данных наблюдения на предшествующих этапах получают новые временные ряды данных, в которых устранены шумы и гальванический эффект, и эти данные обрабатывают известным способом для вычисления кажущихся сопротивлений и фазовых кривых.
2. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (1) каждая малая ячейка представляет собой модуль 2×2, 3×3, 4×4 или 5×5 точек, причем ячейку 3×3 точки делят на 4 минимальные ячейки, а ячейку 4×4 точки делят на 9 минимальных ячеек.
3. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (1) в угловых и краевых точках малой ячейки, а также в средних точках отрезков, соединяющих всякие две смежные точки наблюдения, расположены заземленные точки (М, N) приемных электродов, а также общих электродов смежных точек наблюдения, причем в центральной точке электрод не предусмотрен.
4. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (1) всякие две смежные точки наблюдения малой ячейки соединены общим электродом, и поскольку малая ячейка представляет собой замкнутый контур, сумма разностей потенциалов, регистрируемых измерительной станцией, в любой момент времени равна нулю.
5. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на этапе (1) расстояние между каждой из точек наблюдения в минимальной ячейке и магнитной станцией составляет 0,5L или 0,707L, где L - длина стороны минимальной ячейки.
6. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на этапе (2) для высоких частот задают высокую частоту выборки для получения сравнительно короткого сеанса, для средних частот задают среднюю частоту выборки, а для низких частот задают низкую частоту выборки, чтобы получить сравнительно продолжительный сеанс записи.
7. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (3) шумоподавляющая обработка предусматривает следующие шаги:
1) определяют невязку в каждом замкнутом контуре для каждой точки наблюдения в данном контуре;
2) производят коррекцию в каждом малом контуре;
3) опознают пораженные помехами данные и вычисляют данные без помех на основании правила замкнутого контура для потенциального поля;
причем если весь контур целиком в некоторый момент времени подвергается воздействию помех, а невязка превышает заданную максимальную величину, то данные для этого момента отбрасывают, после чего производят коррекцию для внешнего контура малой ячейки, и таким образом вычисляют данные, очищенные от помех.
1) определяют невязку в каждом замкнутом контуре для каждой точки наблюдения в данном контуре;
2) производят коррекцию в каждом малом контуре;
3) опознают пораженные помехами данные и вычисляют данные без помех на основании правила замкнутого контура для потенциального поля;
причем если весь контур целиком в некоторый момент времени подвергается воздействию помех, а невязка превышает заданную максимальную величину, то данные для этого момента отбрасывают, после чего производят коррекцию для внешнего контура малой ячейки, и таким образом вычисляют данные, очищенные от помех.
8. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (3) данные наблюдений считаются очищенными от помех, когда невязка по любому контуру меньше наперед заданной максимально допустимой величины.
9. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (4) под двумя смежными точками понимают две точки, лежащие на одной прямой по обе стороны от прямой линии наблюдения, а для угловой точки в качестве смежных берут точки, лежащие на одной прямой по одну сторону от прямой линии наблюдения.
10. Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования по п.1, отличающийся тем, что на шаге (5) указанный известный способ предусматривает следующие шаги:
1) вычисляют энергетический спектр и тензор импеданса, чтобы получить кажущиеся сопротивления, фазовые кривые и другие вычисляемые данные для каждой точки, причем компоненты магнитного поля относятся к тому же полю, которое присутствует в центральной точке;
2) анализируют энергетический спектр и оценивают тензор импеданса для временных рядов, полученных с электродов, находящихся на различном расстоянии от данной точки наблюдения, чтобы вычислить последовательность топологий кривых кажущегося сопротивления для данной точки;
3) строят кривые кажущегося сопротивления для разноудаленных относительно данной точки наблюдения электродов в логарифмическом масштабе по обеим осям;
4) анализируют характер их расхождения, чтобы определить, поражены ли они воздействием гальванического эффекта: кривая кажущегося сопротивления, снимаемая с самого дальнего электрода, в наименьшей степени подвержена гальваническому эффекту, и если все кривые совпадают с кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект отсутствует, но если кривые для ближних электродов смещены относительно кривой для самого дальнего электрода, то гальванический эффект присутствует, причем, как правило, сила гальванического эффекта пропорциональна разносу кривых.
1) вычисляют энергетический спектр и тензор импеданса, чтобы получить кажущиеся сопротивления, фазовые кривые и другие вычисляемые данные для каждой точки, причем компоненты магнитного поля относятся к тому же полю, которое присутствует в центральной точке;
2) анализируют энергетический спектр и оценивают тензор импеданса для временных рядов, полученных с электродов, находящихся на различном расстоянии от данной точки наблюдения, чтобы вычислить последовательность топологий кривых кажущегося сопротивления для данной точки;
3) строят кривые кажущегося сопротивления для разноудаленных относительно данной точки наблюдения электродов в логарифмическом масштабе по обеим осям;
4) анализируют характер их расхождения, чтобы определить, поражены ли они воздействием гальванического эффекта: кривая кажущегося сопротивления, снимаемая с самого дальнего электрода, в наименьшей степени подвержена гальваническому эффекту, и если все кривые совпадают с кривой для самого дальнего электрода, гальванический эффект отсутствует, но если кривые для ближних электродов смещены относительно кривой для самого дальнего электрода, то гальванический эффект присутствует, причем, как правило, сила гальванического эффекта пропорциональна разносу кривых.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2008101036950A CN101556340B (zh) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | 三维小面元大地电磁连续阵列数据采集方法 |
| CN200810103695.0 | 2008-04-10 | ||
| PCT/CN2009/000049 WO2009124446A1 (zh) | 2008-04-10 | 2009-01-14 | 三维小面元电磁连续阵列数据采集方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010145243A RU2010145243A (ru) | 2012-05-20 |
| RU2500002C2 true RU2500002C2 (ru) | 2013-11-27 |
Family
ID=41161524
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010145243/28A RU2500002C2 (ru) | 2008-04-10 | 2009-01-14 | Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8330464B2 (ru) |
| EP (1) | EP2267487B1 (ru) |
| CN (1) | CN101556340B (ru) |
| RU (1) | RU2500002C2 (ru) |
| WO (1) | WO2009124446A1 (ru) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101949973B (zh) * | 2010-09-15 | 2012-02-01 | 吉林大学 | 地电位测量方法 |
| CN102466822B (zh) * | 2010-11-04 | 2013-09-04 | 中国石油天然气集团公司 | 一种海洋电磁勘探四极互组合布极方法 |
| IT1403606B1 (it) * | 2010-12-22 | 2013-10-31 | Eni Spa | Sistema di rilevamento di formazioni geologiche sottomarine in particolare per la localizzazione di formazioni di idrocarburi |
| US8928324B2 (en) | 2011-12-27 | 2015-01-06 | Pgs Geophysical As | In-line and broadside marine electromagnetic surveying |
| CN103278853B (zh) * | 2013-04-24 | 2016-02-17 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 一种单通道大地电场仪 |
| CN103198157B (zh) * | 2013-04-28 | 2016-02-03 | 南京信息工程大学 | 一种大地电场数据的压缩存储处理方法 |
| CN103278855B (zh) * | 2013-05-13 | 2015-06-24 | 江苏大学 | 一种消除巷道和地形对直流勘探视电阻率影响的方法 |
| KR101415309B1 (ko) * | 2014-04-10 | 2014-07-04 | 한국지질자원연구원 | 스트리핑을 위한 위로 연속법의 최적 연속 거리 결정을 위한 장치 및 방법 |
| CN105116452A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-02 | 中国石油天然气集团公司 | 一种确定地质异常体电阻率和极化率的方法和装置 |
| CN105445805B (zh) * | 2015-11-16 | 2017-08-25 | 中南大学 | 一种时空阵列差分电磁勘探方法 |
| CN105717547B (zh) * | 2015-12-22 | 2017-12-08 | 吉林大学 | 一种各向异性介质大地电磁无网格数值模拟方法 |
| CN107966738A (zh) | 2017-11-02 | 2018-04-27 | 中国科学院地质与地球物理研究所 | 地面电磁法仪器野外作业控制及数据处理方法及系统 |
| CN107748391B (zh) * | 2017-11-30 | 2023-09-22 | 长江大学 | 一种增强可控源电磁法采集信号的观测方法及系统 |
| CN108107478B (zh) * | 2017-12-25 | 2019-06-04 | 湖南科技大学 | 大地电磁同步探测与实时反演方法及系统 |
| CN108387444B (zh) * | 2018-04-02 | 2020-06-30 | 东方华隆（北京）石油技术有限公司 | 一种基于井地电位成像的套管井压裂连续监测控制方法 |
| CN109375272A (zh) * | 2018-11-09 | 2019-02-22 | 安徽省勘查技术院 | 一种新的在低阻厚覆盖区进行三维激电的工作方法和技术 |
| CN109901226B (zh) * | 2019-04-15 | 2021-09-07 | 国科（重庆）仪器有限公司 | 一种可控源张量大地电磁系统及其控制计算方法 |
| CN110596763B (zh) * | 2019-08-23 | 2021-04-23 | 南方科技大学 | 一种大地电磁数据的三维采集方法、装置及终端设备 |
| CN113126172B (zh) * | 2020-01-16 | 2024-01-30 | 中国石油天然气集团有限公司 | 静位移校正方法及装置 |
| CN113447991A (zh) * | 2020-03-24 | 2021-09-28 | 中国石油化工股份有限公司 | 地下电性异常体重建方法及装置 |
| CN112433252B (zh) * | 2020-11-06 | 2021-08-10 | 浙江大学 | 电极随机分布式三维高密度电法数据采集方法 |
| NO346411B1 (en) * | 2021-03-03 | 2022-07-11 | Captrol As | Method and apparatus for performing a marine CSEM survey |
| CN114114431B (zh) * | 2021-11-29 | 2022-08-19 | 合肥工业大学 | 一种基于双模并行电法的小极距电位提取方法 |
| CN114152987B (zh) * | 2021-12-21 | 2022-10-28 | 中国科学技术大学 | 基于双模并行电法的真三维观测系统布置及真三维数据体合成方法 |
| CN118244366B (zh) * | 2024-05-28 | 2024-08-09 | 浙江大学 | 一种随机分布式张量电阻率测量方法及测量系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4862089A (en) * | 1988-09-23 | 1989-08-29 | Amoco Corporation | Method of magnetotelluric exploration using a zigzag array |
| US5043667A (en) * | 1989-04-21 | 1991-08-27 | Amoco Corporation | Method of magnetotelluric exploration using areal arrays |
| RU2084929C1 (ru) * | 1993-03-24 | 1997-07-20 | Владимир Сергеевич Могилатов | Способ геоэлектроразведки |
| WO2001020366A1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Remote reservoir resistivity mapping |
| CN101017205A (zh) * | 2007-03-08 | 2007-08-15 | 刘俊昌 | 一种高分辨率去静态频率域大地电磁法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4757262A (en) * | 1984-07-31 | 1988-07-12 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for geophysical exploration using electromagnetic array |
| WO1991019210A1 (en) * | 1990-06-06 | 1991-12-12 | Unett Pty Limited | Sub-audio magnetics instrument |
| US6950747B2 (en) * | 2003-01-30 | 2005-09-27 | Kent Byerly | Methods of processing magnetotelluric signals |
| CN1532560A (zh) * | 2003-03-21 | 2004-09-29 | 中国石油集团东方地球物理勘探有限责 | 自然电位多极环路梯度观测方法 |
| CN1239922C (zh) * | 2003-08-01 | 2006-02-01 | 中国石油天然气集团公司 | 人工源时间频率电磁测深方法 |
| CN1252492C (zh) * | 2003-12-25 | 2006-04-19 | 周仁安 | 大地电磁波电阻率测量方法及其仪器 |
| CN100429531C (zh) * | 2006-01-20 | 2008-10-29 | 中国石油天然气集团公司 | 目标最小化的三维电磁快速反演方法 |
| CN100487493C (zh) * | 2006-05-11 | 2009-05-13 | 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司 | 一种大地电磁阻抗测量方法 |
| CN100554998C (zh) * | 2006-05-11 | 2009-10-28 | 侯树麒 | 地震勘探数据采集系统 |
-
2008
- 2008-04-10 CN CN2008101036950A patent/CN101556340B/zh active Active
-
2009
- 2009-01-14 WO PCT/CN2009/000049 patent/WO2009124446A1/zh active Application Filing
- 2009-01-14 EP EP09729497.9A patent/EP2267487B1/en active Active
- 2009-01-14 RU RU2010145243/28A patent/RU2500002C2/ru active
-
2010
- 2010-09-22 US US12/924,268 patent/US8330464B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4862089A (en) * | 1988-09-23 | 1989-08-29 | Amoco Corporation | Method of magnetotelluric exploration using a zigzag array |
| US5043667A (en) * | 1989-04-21 | 1991-08-27 | Amoco Corporation | Method of magnetotelluric exploration using areal arrays |
| RU2084929C1 (ru) * | 1993-03-24 | 1997-07-20 | Владимир Сергеевич Могилатов | Способ геоэлектроразведки |
| WO2001020366A1 (en) * | 1999-09-15 | 2001-03-22 | Exxonmobil Upstream Research Company | Remote reservoir resistivity mapping |
| CN101017205A (zh) * | 2007-03-08 | 2007-08-15 | 刘俊昌 | 一种高分辨率去静态频率域大地电磁法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2267487B1 (en) | 2022-04-06 |
| US8330464B2 (en) | 2012-12-11 |
| EP2267487A4 (en) | 2017-08-02 |
| EP2267487A1 (en) | 2010-12-29 |
| US20110037473A1 (en) | 2011-02-17 |
| CN101556340B (zh) | 2011-08-03 |
| WO2009124446A1 (zh) | 2009-10-15 |
| CN101556340A (zh) | 2009-10-14 |
| RU2010145243A (ru) | 2012-05-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2500002C2 (ru) | Способ сбора данных посредством трехмерного регулярного электромагнитного массива малых ячеек интегрирования | |
| CN108873083B (zh) | 一种人工场源频率域电磁视电阻率测量方法 | |
| CN102305941A (zh) | 由叠前时间偏移直接扫描确定地层叠加品质因子方法 | |
| CN109669212B (zh) | 地震数据处理方法、地层品质因子估算方法与装置 | |
| CN109885903B (zh) | 一种基于模型的地面核磁共振信号尖峰噪声去除方法 | |
| CN103954992B (zh) | 一种反褶积方法及装置 | |
| CN105866852B (zh) | 一种基于相关性检测的远参考大地电磁阻抗计算方法 | |
| CN111103621A (zh) | 一种主动源共成像点叠加多道面波分析方法 | |
| CN106970419A (zh) | 一种基于线性Bregman算法的非均匀曲波三维地震数据重建方法 | |
| CN109765616B (zh) | 一种保幅波场延拓校正方法及系统 | |
| CN103926622A (zh) | 一种基于l1范数多道匹配滤波压制多次波的方法 | |
| CN105548718A (zh) | 一种基于混合整体最小二乘法的系统谐波阻抗计算方法 | |
| CN113156427A (zh) | 探地雷达数据的反演方法和装置 | |
| CN105510975B (zh) | 提高地震数据信噪比的方法及装置 | |
| CN116520419A (zh) | 一种热流体裂缝通道识别方法 | |
| CN104749643B (zh) | 一种用于电磁干扰地区的csamt测量方法和装置 | |
| CN106249292A (zh) | 一种共反射点道集优化处理方法及系统 | |
| CN113406707A (zh) | 一种大地电磁多尺度、多时段探测方法 | |
| CN113158830A (zh) | 一种剩余重力异常场分离方法 | |
| CN114428343A (zh) | 基于归一化互相关的Marchenko成像方法及系统 | |
| CN103513288B (zh) | 一种二维网格数据的补偿方向滤波方法 | |
| CN109143327B (zh) | 一种基于块状约束的q值初始建模方法及系统 | |
| CN104618033B (zh) | 一种多层自适应形态滤波重力信号噪声抑制方法 | |
| CN110749923A (zh) | 一种基于范数方程提高分辨率的反褶积方法 | |
| CN105078447A (zh) | 一种心电信号r波定位方法 |