一種探測油氣儲層的可控源電磁方法與流程

本發明具體涉及一種探測油氣儲層的可控源電磁方法，屬于地球物理勘探技術領域。

背景技術：

人工源地震方法是探測油氣的主要手段。通過對深部油氣儲層構造的判斷來評估可能存在的油氣。然而，油氣與水的波速(密度)差異可能很小，僅通過地震法確定鉆孔的風險較大。油氣的一個重要物理特性是其具有高電阻，因此利用以地球物質電性為基礎的電法勘探手段進行分辨油氣與水。經過幾十年發展，可控源電磁法(CSEM)已成為油氣儲層探測及檢測的有效手段，成為地震探測的有利補充。

CSEM的工作環境可以是陸地也可以是海洋。在海洋環境中，接收裝置固定于探測區域，發射源通過船拖拽移動并發射某一個或幾個頻率的電流，從而不斷改變收-發距實現不同深度的疊加覆蓋測量。而在陸地環境中，接收裝置在測區內不斷移動，發射源固定在離測點一定距離處，并發射一系列不同頻率的電流實現不同深度的探測。目前CSEM的觀測區域主要集中在軸向和赤道向，一般通過觀測這兩個區域的電場分量進行地下深部目標體的探測，見圖1。

CSEM勘探中空氣波是影響探測效果的一個重要因素。為了避免這種影響，我們希望盡量采集到空氣波影響較小的電磁場。

技術實現要素：

因此，為解決上述問題，本發明提出一種利用地面長導線為發射源，在與發射源呈30-40度夾角的區域內進行觀測水平電場的新型陸地可控源電磁法，

本發明探測油氣儲層的可控源電磁方法具體為利用地面長導線為發射源，在與發射源呈30-40度夾角的區域內進行觀測水平電場，對觀測數據進行一維反演。

進一步的，所述方法具體包括：

步驟一布置接地長導線發射源；

首先確定目標體的大致深度，根據目標體深度確定發射源位置；

步驟二選擇發射電流頻率；

根據目標體深度與測區平均電阻率選擇頻率范圍；根據趨膚深度公式中的已知的d和ρ反算所需的最低頻率f；

步驟三觀測電場分量；

利用接收機在與發射源呈30-40度夾角的區域內進行水平電場分量Ex的觀測；

步驟四移動發射源；

完成一個發射源控制的最佳觀測區域以后，移動發射源進行其他區域的測量，發射源的位置應確保測線與發射源之間的角度在30-40度之間；

步驟五數據反演；

對水平電場實測數據進行一維反演。

其中，所述步驟一中發射源距接收點的距離等于1-2倍的探測深度，發射源長度為1-2km。

其中，所述步驟三中電極距的長度可選擇為30m-100m之間，電極距與發射源平行。

其中，所述步驟五中的數據反演方法包括最小梯度法、最小二乘法、Occam法。

本發明的有益效果在于：本發明提出的可控源電磁法在與發射源呈30-40度夾角之間的區域進行觀測水平電場，可以獲得直接波占主導的電磁波，有效地降低了空氣波的影響，實現了對高阻目標體的最大靈敏度觀測。本方法可明顯提高對深部油氣儲層的探測效果。

附圖說明

圖1是背景技術中傳統可控源電磁法示意圖；

圖2是本發明可控源電磁法示意圖；

圖3是用于數值模擬的一維層狀模型；

圖4與均勻半空間之間的相對誤差平面分布圖；

圖5是利用本發明對圖3正演數據的一維反演結果；

圖6是本發明實測數據的一維反演剖面圖；

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行說明：

一種探測油氣儲層的陸地可控源電磁方法，如圖2所示，具體實施方式如下：

設計如圖3所示一維層狀模型，中間薄層代表油氣儲層。對該模型進行一維正演計算水平電場Ex分量，并與不含薄層的均勻半空間正演結果對比，按照公式計算相對異常。將η的對數值繪制如圖4所示。相對異常最大的區域近似與發射源呈30-40度角，表明在該區域內可獲得對高阻薄層的最高靈敏度。對該區域的正演數據進行一維Occam反演得到如圖5所示的反演結果，很好地反映了真實地層情況。

根據上述結論，本發明實際施工時應在與發射源呈30-40度角的區域內進行觀測，具體來說，包括如下步驟：

1.布置接地長導線發射源：

首先確定目標體的大致深度，根據目標體深度確定發射源位置。一般情況下，發射源距接收點的距離等于1-2倍的探測深度。發射源長度一般為1-2km。發射源的位置應確保測線與發射源之間的角度在30-40度之間，如圖2所示。其中圖中所示A、B、C、D區域具有對稱性，具有相同的探測能力。因此在實際工作中可根據地形情況選擇合適的位置布置發射源，使測線位于上述其中一個區域即可。

2.選擇發射電流頻率：

根據目標體深度與測區平均電阻率選擇頻率范圍。根據趨膚深度公式中的已知的d和ρ反算所需的最低頻率f。通常為了得到由淺及深的電性特征，一般選擇發射以對數等間隔排列的包含高頻到低頻的一系列頻率，如9600Hz-0.1Hz。

3.觀測電場分量：

利用接收機在如圖2所示的區域內進行水平電場分量Ex的觀測。根據目標體尺寸確定電極距，一般情況下，電極距MN的長度可選擇為30m-100m之間。電極距MN與發射源平行，并沿測線逐點觀測。

4.移動發射源：

當完成一個發射源控制的最佳觀測區域以后，需要移動發射源進行其他區域的測量。發射源的移動準則參照布置原則，即使測線與發射源之間的角度為30-40度，且位于最佳收發距范圍內。

5.數據反演；

利用不同反演方法對實測數據進行一維反演。選擇的方法有最小梯度法、最小二乘法和Occam法。反演中需要發射源端點的真實坐標以及對應各測點的真實坐標。

探測實例：

圖6為利用本發明實際探測數據進行一維occam反演得到的視電阻率-深度剖面。揭露了地下深度2500米-3000米之間的高阻異常。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。