海洋CSEM探测海底天然气水合物的有效异常研究

鉴于海洋CSEM响应对海底地层的电性变化比较灵敏,故可以依据水合物储层和围岩沉积层的CSEM响应差异,确定海底天然气水合物储层的分布范围。在考虑噪声情况下,通过建立一维含水合物储层模型,正演计算获得CSEM响应,进而求得有效异常、综合分析有效异常与发射频率及收发距的关系。研究表明,电磁响应的有效异常可用于确定合适的勘探频率,并由此获得相应的归一化振幅比和相位差曲线,利用有效异常对水合物储层电阻率变化十分灵敏的特性,寻找水合物储层,证明海洋CSEM探测海底天然气水合物的可行性。     

海洋可控源电磁法深海油藏开采监测仿真

海洋可控源电磁法在油气藏开采过程监测方面具有一定的应用价值.基于二维海洋地电模型,利用二维海洋可控源正演程序计算了不同地电模型的电磁响应,对不同环境、不同工作方式下的海洋可控源电磁法监测油气储层开采过程进行仿真分析,对比了"海底发射,海底接收"、"海底发射,井中接收"和"井中发射,井中接收"三种观测方式的监测效果.结果...     

海洋可控源电磁法三维模拟电性模型研究

海洋可控源电磁法(MCSEM)是实现海洋油气圈闭评价和精确勘探的有效手段。目前,关于准确、高效、稳定的MCSEM数据三维正演模拟研究已取得长足进步。文中针对MCSEM正演的三维精确建模,从海洋地层岩石分类特征出发,细化三维网格电性表征,建立基于孔隙度和岩石物性特征的网格单元函数,给出了海洋可控源电磁回路中包括铜棒电极的网格单元和海水层、海底沉积层、油气储层及其盖层等五种类型介质的电阻率表征,同时通过对上述五类介质的频散测试数据进行复电阻率等效模型拟合,进一步获得其复电阻率最优表征。考虑储层岩石孔隙度及海水分层特征、充分利用已知信息的建模方法能够提高三维模拟精度,为直接反演储层含油饱和度提供了一种思路,这必将推动MCSEM在油气勘探领域更广泛的应用。     

海洋可控源电磁勘探技术

随着海洋油气勘探开发由浅水区走向深水区,海洋可控源电磁技术(CSEM)可以有效降低深水勘探的钻探风险,正逐步发挥越来越大的作用。由于烃的导电性很差,因此含油气岩层的电阻率远大于周围含水的围岩。通过CSEM勘探技术可以找出低阻背景中的高阻异常体。将CSEM勘探结果与地震资料综合解释,可以大大提高钻探的成功率。论述了CSEM的基本原理、施工方式及影响勘探效果的因素,并与地震勘探资料进行了比较,旨在为我国深水油气勘探开发在选择勘探技术方法上提供参考。     

可燃冰与油气双储层模型的海洋可控源电磁响应特征模拟分析

利用海洋可控源电磁(MCSEM)法可识别海底电阻率异常体,在海洋油气探测中得到了广泛的应用。基于复杂电性结构海底地层模型,提出一种基于预条件迭代求解的频率域矢量有限元电磁正演模拟方法,基于不完全LU分解的预条件方法,提高了迭代求解效率,层状模型模拟结果验证了方法的有效性。基于结构化任意六面体单元建立了真实的南海某海域地电模型,并针对不同构造矿藏储层特征,分别建立了深埋藏油气储层模型、可燃冰矿体模型及复杂基底地质模型,得到了不同激发、接收模式下的MCSEM响应特征：收发距较小时,地形影响较明显;对于埋藏较浅的可燃冰矿体,收发距较小时异常明显,而埋藏较深的油气储层则在收发距较大时异常明显。     

合成源MCSEM高阻薄层识别

对于浅水区海洋可控源电磁法（MCSEM）来说，由于来自海—空界面的空气波与来自海底地层的有效信号耦合，增大了提取有效信号的难度，降低了该方法对高阻油气藏的识别能力，阻碍了其在浅水区的应用。利用雷达领域合成孔径思想的合成源处理方法能够突出储层的电阻率异常响应，从而更好地识别高阻油气藏。本文讨论了MCSEM电磁场合成源干涉法，计算并对比了一维层状模型合成源的归一化振幅、有效异常和可探测度对高阻油气藏的识别能力。然后计算对比了浅水区二维和三维海洋地电模型合成源的可探测度；最后对某区域的实际数据进行处理，结果表明利用可探测度可以提高海洋可控源电磁合成源干涉法对储层的识别能力。     

海洋可控源电磁信号噪声压制综述

海洋可控源电磁法（Marine Controlled Source ElectroMagnetic,MCSEM）是探测海底石油、天然气储层等矿产资源的一种新兴的海洋地球物理勘探方法。由于海洋环境复杂,电磁信号极易受到各种噪声的干扰,影响反演和解释效果。首先介绍MCSEM方法的原理及关键的数据预处理方法,然后总结了目前常见的随机噪声、空气波噪声和海水扰动噪声压制方法;最后分析了MCSEM数据去噪的发展方向。     

二维海底地层可控源海洋电磁响应的数值模拟

利用等参有限元方法对不同类型的偶极子源在二维海底地层上方产生的电磁场响应进行了数值模拟。通过对构造走向进行Fourier变换,将全三维电磁问题转化为一系列二维电磁问题,并在波数域求解,极大地减小了计算量;导出了适用于二维海底地层中任意方向的电偶极子或磁偶极子响应的波数域电磁场方程,并在x-z平面内采用等参有限元方法求解,利用Fourier逆变换得到空间域海洋电磁响应;采用具有一定面积的伪δ函数表达源电流分布,提高了数值解的精度;利用层状含高阻油气储层和低阻水层模型的数值模拟结果,分析了不同方向的电偶极子源和磁偶极子源的敏感性。模拟结果表明,水平电偶极子激发测得的两个电场分量和一个水平磁场分量,均对海底高阻层响应灵敏,适合于油气储层直接探测;水平磁偶极子激发的两个磁场分量和一个水平电场分量,尽管响应幅度较低,但在高阻储层能产生一定的异常,可以为水平电偶极子激发油气探测提供补充信息。     

海底节点式时频双域电磁采集系统及试验

国家“十三·五”科技创新规划明确要求建立保障国家能源安全和战略利益的技术体系,加强“深海、深地、深空、深蓝”等领域的战略高技术部署,研发海洋可控源电磁系统、加快深海探测技术研发具有重要意义。首先介绍海底节点时频双域电磁采集系统工作原理,然后详细阐述了该系统的电磁传感器、数据采集站、声学系统及框架设计,并对整体采集性能进行分析;最后通过测试验证了该系统的投放、信号采集、海底释放、回收等重要环节的性能特征。实际试验剖面解释结果与已知海底含气储层信息吻合,表明该系统具有实用性,初步达到了工业化应用水平,为推动中国海洋电磁勘探技术的工业化应用奠定了基础。     

激励及地电条件与天然气水合物的电偶源电场响应

海底天然气水合物电磁勘探采用动态水平电偶源发射与静态阵列式海底偶极接收的测量方式。基于一维地电模型,求解海底水平层状介质的电偶源电场响应,得到海底两个水平正交电场的传播表达式,据此研究天然气水合物电场响应的影响因素。对供电频率、电偶源离地高度、海水深度、覆盖层厚度以及天然气水合物地层自身的物理化学结构等因素与归一化电场幅值的关系分别进行了计算分析,结果显示:调整供电频率可使归一化电场幅值变化于10-16~10-10V/(A.m2);将电偶源施放至离海底数十米高度进行拖曳可获得较好的作业效果,且不改变信号采集的质量;深水及浅薄覆盖层属于有利的探测环境,该环境下的感应场源具有较高的信噪比;天然气水合物的孔隙度、饱和度影响介质电阻率值,其电阻率越高,电场响应幅值越大。正演模拟结果可对天然气水合物探测设备研制及海洋作业提出切实可行的设计方案。图7参22     

海洋磁性源瞬变电磁探测系统姿态变化影响研究

近年来,随着海洋油气资源开发和利用的逐步深入,海洋磁性源瞬变电磁法得到广泛应用。在实际数据采集中,由于海底环境、洋流、航速不均等因素的影响,发射与接收回线装置在海水中的姿态难以保持稳定。探测系统姿态变化会导致收、发回线装置与海底电性异常体的耦合关系发生变化,观测数据出现较大误差,影响解释结果的可靠性。为此,首先基于电磁场基本理论推导了有限水深条件下海底各向同性水平层状介质模型中任意磁偶极源频率域三分量电磁场表达式,基于电磁场叠加原理分析了海洋磁性回线源电磁响应特征;其次,针对姿态变化前、后分别定义两类坐标系及相关的发射、接收双旋转矩阵,建立了水下拖曳式磁性源姿态变化的数学模型;最后,以浅海拖曳式中心回线瞬变电磁探测系统为例,通过模型算例分析收、发系统姿态变化引起的观测数据误差分布特征,及瞬变电磁响应结果与姿态变化角度、衰减时间、海水深度、海底沉积层电性等参数之间的关系。研究成果有助于量化海洋磁性源瞬变电磁探测系统的参数设计,为该方法的推广及数据的处理、解释提供理论基础。     

GMECS系统海洋可控源电磁预处理模块

随着海洋物探方法、装备技术、数据处理能力的提升,使得深海油气战略资源勘探成为可能。海洋可控源电磁勘探技术即为满足海底石油、天然气水合物、多金属矿勘探以及海洋环境地质调查等领域需要,逐步发展起来的一种重要的海洋物探技术。海底节点式电磁勘探系统(OBNEM)是东方地球物理公司为开展海洋可控源电磁勘探最新研发的一整套发射、采集系统。为实现配套装备的自主知识产权的实用化数据预处理技术,研发出能提高数据噪声压制能力和时频转换精度的GMECS系统海洋可控源电磁预处理方法,以满足工业生产需求。本文对该预处理模块及其应用效果进行了介绍。     

可控源时域电磁剖面成像方法与应用

为了提高可控源时域电磁成像方法的分辨能力,实现对油气储层的有效识别,在多道瞬变电磁法的研究基础上,开展可控源时域电磁剖面成像方法与实际应用研究,以期提高视电阻率成像的稳定性与可靠性,解决油气储层与油水分界面识别难题。首先,以瞬变电磁场扩散理论为基础,将阶跃电流激发条件下得到的电场响应做微分运算,得到电场分量二次场波峰幅值与其走时的对应关系,定义了该方法视电阻率计算公式及其成像方法;其次,确立了该方法的野外资料采集方式,即保持地面观测点不动,依次移动发射源,将采集到的数据进行归一化处理,结合视电阻率成像方法,获取地下地质构造视电阻率剖面;最后,利用该成像方法对大庆宋芳屯油田可控源时域电磁法试验资料进行了处理,获取了试验区视电阻率拟断面图。结果表明,通过与试验区测井资料及瞬变电磁二维反演电阻率剖面对比认为,该方法成像简单快速,降低了反演的非唯一性,增强了资料解释的可靠性,成像结果具有良好的地质效果。     

海洋可控源电磁勘探技术与装备

近年来在西方海洋油气勘探界已将海洋可控源电磁勘探技术列入正常的勘探程序,要求在深海目标钻探前有海洋可控源电磁资料的评价。而在每年的EAGE、SEG年会上,有关海洋可控源电磁法勘探技术的论文、报告及相关的公司展区,一直是参会代表们关注的热点。这种关注和变化主要源于新开发的海洋可控源电磁法可以提高海上钻探成功率,大大降低钻探风险。国外著名油公司ExxonMobil、Statoil、Shell等进行的海上油气田电磁法现场试验及应用工作,展示了海洋电磁法诱人的应用前景。Morgan Stanley、华尔街期刊等权威经济机构对海洋电磁法商业服务价值的评估,更是推波助澜,使海洋可控源电磁法倍受业界关注。本文在介绍海洋可控源电磁勘探方法、装备、原理、应用的基础上,提出了加快发展我国海洋可控源电磁勘探技术的建议与认识。     

井海电磁法一维正演模拟

井海电磁法是将垂直双极线源置放在海底油气井中,供以交流电,在海底或海面接收电磁场响应以监测海底油气藏在开发过程中的变化,此法是一项以较低的成本监测海底油气藏开发的技术。井海电磁在国际上已经逐渐受到海洋油气开发研究的关注。根据垂直电偶极子在海洋一维层状介质中电磁场响应公式,将有限长线源离散成有限个垂直电偶极子,通过叠加原理,模拟整个有限长线源在任意观测点的电磁响应。为此设计了深海、浅海和已知储层下方含有未知储层等模型,得到了将垂直双极源分别放置于深海和浅海海底油气井中一维模型的正演计算结果,结果表明,井海电磁独特的激发模式不仅适合深海油气开发,在浅海受到空气波干扰也较小,对于中国海洋油气的开发具有实际意义。     

激电效应对海洋可控源电磁响应的影响

在海洋可控源电磁法数值模拟和反演解释中,通常没有考虑激电效应的影响。本文基于Cole-Cole模型,在一维和二维海洋可控源电磁正演模拟中考虑了激电效应,计算海洋可控源电磁场响应,并定义一个新的参数——IP强度,用以表征激电效应的强弱。在一维海洋可控源电磁反演中也考虑了激电效应,分析激电效应对反演结果的影响。计算结果表明:激电参数、观测频率、储层厚度等参数会影响激电效应的强度,激电效应会导致反演结果中油气储层电阻率偏大,但是影响不是非常显著。     

薄层处理技术在厚层状非均质储层测井解释中的应用

以ZJD构造E1f1段厚层状非均质储层为例,应用薄层处理技术对储层进行了精细划分和地层电阻率的求取,建立以含油气饱和度为核心内容的地层电阻率-孔隙度-地层原始含气饱和度解释图版,使解释精度大大提高,并对储层进行了综合评价与分类,为类似储层的评价提供了成功经验.     

井间电磁油气储层监测技术的发展和应用

井间电磁探测方法（Cross-hole Electromagnetic Method,CHEM）是近20年发展起来的一项新的储层监测和评价技术,它可以提供井间储层电阻率分布信息,进而实现流体空间分布的描述。该技术可用于识别由于储层非均质性等造成的死油区、监测储层的宏观波及系数、优化设计加密井位和提升油藏数值模拟的有效性。通过对近年国际学术会议及相关学术期刊关于井间电磁探测技术文献的追踪分析,介绍了井间电磁探测技术的基本原理、响应数值模拟、采集设计与处理解释技术和目前在油气储层监测中的应用状况及存在的问题,指出了井间电磁探测技术未来的发展与研究方向,以供国内电磁勘探业界及相关研究人员参考。     

技术动态

Geophysics和The Leading Edge联袂推出海上“可控源电磁法”专题海上可控源电磁法用来勘探油气是20世纪80年代提出的,但直到5年以前才获得工业性应用。然而,如此短的时间已经证明这一方法是自三维地震以来油气勘探中最为重大的技术。鉴于这个领域的快速增长,SEG的2份刊物破天荒地同时推出了相关的专题:今年Geophysics第2期刊登了10篇与可控源电磁法(Controlled-Source Electro Magnetic,CSEM)相关的论文,The Leading Edge第3期专题展示的CSEM实例证明了这项技术在降低勘探和开发计划风险中的作用。大部分CSEM测量都是在海上,一…     

大功率海洋可控源电磁勘探系统装备性能及应用

海洋可控源电磁法(MCSEM)在海底石油、天然气水合物、多金属矿勘探以及海洋环境地质调查等领域应用广泛,是一种重要的海洋地球物理调查方法。我国海洋地质调查受现有硬件装备、技术水平、资源条件等因素的限制,多年以来一直没有突破性进展。近年来,在国家863海洋技术领域重大课题支持下,我国在海洋电磁勘探装备、方法理论研究等领域都有了明显的进步。特别是由东方地球物理公司牵头负责的"十二五"863计划课题"深水可控源电磁勘探开发系统"在六所大学和两家企业的共同努力下,自主研发了我国首套大功率海洋可控源电磁勘探系统装备,并在南海某已知油气目标区成功进行了工业化应用,为进一步开展商业化应用奠定了基础。