一種凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明是關于天然氣水合物勘探技術，具體地，是關于利用具有深度探測能力的電磁技術進行凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探方法及裝置。
【背景技術】
[0002]天然氣水合物是一種絕緣固體，電阻率很大，具有電磁法勘探的物性基礎，利用電阻率測井進行深部天然氣水合物的識別，是目前天然氣水合物勘探常用的一種手段。瞬變電磁法(TEM，Transient Electromagnetic Method)也可以探測深部地質體的電性特征，利用接地線源(電偶源)或者不接地回線(磁源)向地下發送一次脈沖磁場，在一次脈沖磁場的間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，研究其隨時間的變化規律來探測介質的電性特征。
[0003]在可能存在天然氣水合物的凍土地區，國外目前常用的電磁法的應用研究，在大多數情況下探測到的目標是凍土層，究其原因是所使用的電磁儀器分辨率有限，導致無法探測到深部的高阻層。
[0004]以尋找天然氣水合物為目的，國內在凍土帶也開展了多次電磁法的應用研究，例如，用GDP-32 II型多功能電測儀進行永久凍土層的分布規律研究，能夠有效地劃分出反射界面和電性層位，并推斷出永久凍土層的分布。或者，用V8多功能電法儀開展可控源音頻大地電磁法(CSAMT)的天然氣水合物探測實驗，這種方法很好的分辨出天然氣水合物形成、運移所需要的凍土蓋層和斷裂構造，但沒有識別出天然氣水合物的電阻率異常，主要原因是區內天然氣水合物分布零散、藏儲個體規模有限，而且僅伏在凍土層之下難以形成足夠的電阻率差異。
[0005]以上所述的這些研究顯示，電磁法沒有探測到深部的天然氣水合物，一方面是埋藏太深，目前的電磁儀器無法探測到，例如，俄羅斯Messoyakha多年凍土厚320m，水合物埋藏深度500?1500m ;美國阿拉斯加多年凍土厚度174?630m，水合物埋深320?700m ;加拿大馬更些三角洲，多年凍土 510?740m，水合物埋深800?1300m ;另一方面是天然氣水合物規模太小，一些電磁設備分辨率無法識別。比如國內木里地區的凍土厚度一般50?70m，最厚95m，水合物埋深為133?396m，凍土厚度和天然氣水合物的埋深都小于國外的深度，而目前電磁法設備的探測能力，遠遠大于這一深度，說明有可能是設備分辨率或者淺層高阻對下伏高阻的屏蔽結果。以上這些原因，都會影響對深部的天然氣水合物的探測結果。因此，如何提供一種有效的天然氣水合物的勘探方法，是目前亟待解決的問題。
【發明內容】
[0006]本發明實施例的主要目的在于提供一種凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探方法及裝置，從而有效地對凍土帶天然氣水合物進行勘探，以獲取更加準確的勘探數據。
[0007]為了實現上述目的，本發明實施例提供一種凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探方法，所述的瞬變電磁勘探方法包括:步驟a:獲取勘探區的勘探數據，所述的勘探數據包括:凍土數據、土壤電阻率數據、巖石電阻率數據、地質數據及探井數據；步驟b:根據所述凍土數據、土壤電阻率數據及巖石電阻率數據分析不同深度地層巖性的視電阻率特征，以確定勘探區地下視電阻率的分布模式；步驟C:根據所述地質數據及探井數據確定勘探區的地質構造特征，并根據所述地質構造特征確定勘探區瞬變電磁數據采集的測線、測點；步驟d:根據所述測線、測點采集勘探區的瞬變電磁數據；步驟e:采用全時間道方式根據所述瞬變電磁數據計算全時間道視電阻率，并生成全時間道視電阻率斷面圖；以及采用時間道分段方式根據所述瞬變電磁數據計算時間道分段視電阻率，并生成時間道分段視電阻率斷面圖；步驟f:根據所述分布模式確定所述全時間道視電阻率斷面圖及時間道分段視電阻率斷面圖的其中之一作為實際視電阻率斷面圖；步驟g:根據所述的視電阻率特征、地質構造特征及實際視電阻率斷面圖判斷天然氣水合物賦存層的分布情況。
[0008]在一實施例中，在上述的步驟c及步驟d之間，該瞬變電磁勘探方法還包括:步驟h:應用衛星遙感影像對所述的測線、測點位置進行優化，根據所述衛星遙感影像剔除或修改所述的測線、測點，以規避瞬變電磁干擾源。
[0009]在一實施例中，上述的步驟f包括:將所述全時間道視電阻率斷面圖及時間道分段視電阻率斷面圖中與所述分布模式中的相同點更多的一個作為合理視電阻率斷面圖；應用GPS測量的測點高程值和勘探區凍土底界的深度值，校正所述合理視電阻率斷面圖中相應測點地下視電阻率的深度誤差，生成所述的實際視電阻率斷面圖。
[0010]在一實施例中，應用GPS測量的測點高程值和勘探區凍土底界的深度值，校正所述合理視電阻率斷面圖中相應測點地下視電阻率的深度誤差，包括:應用所述GPS測量的測點高程值，校正地形引起的深度誤差；以及應用所述勘探區凍土底界的深度值，校正深度反演引起的深度誤差。
[0011]在一實施例中，上述的步驟g包括:根據所述實際視電阻率斷面圖中的淺部高阻特征，判斷凍土層的分布情況；根據所述實際視電阻率斷面圖中的深部高阻特征，判斷天然氣水合物賦存層的分布情況；以及根據所述的視電阻率特征、地質構造特征及實際視電阻率斷面圖判斷天然氣水合物賦存層的厚度及展布情況。
[0012]本發明實施例還提供一種凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探裝置，所述的瞬變電磁勘探裝置包括:勘探數據獲取單元，用于獲取勘探區的勘探數據，所述的勘探數據包括:凍土數據、土壤電阻率數據、巖石電阻率數據、地質數據及探井數據；分布模式確定單元，用于根據所述凍土數據、土壤電阻率數據及巖石電阻率數據分析不同深度地層巖性的視電阻率特征，以確定勘探區地下視電阻率的分布模式；測點及測線確定單元，用于根據所述地質數據及探井數據確定勘探區的地質構造特征，并根據所述地質構造特征確定勘探區瞬變電磁數據采集的測線、測點；瞬變電磁數據采集單元，用于根據所述測線、測點采集勘探區的瞬變電磁數據；視電阻率斷面圖生成單元，用于采用全時間道方式根據所述瞬變電磁數據計算全時間道視電阻率，并生成全時間道視電阻率斷面圖；以及采用時間道分段方式根據所述瞬變電磁數據計算時間道分段視電阻率，并生成時間道分段視電阻率斷面圖；實際視電阻率斷面圖確定單元，用于根據所述分布模式確定所述全時間道視電阻率斷面圖及時間道分段視電阻率斷面圖的其中之一作為實際視電阻率斷面圖；分布情況判斷單元，用于根據所述的視電阻率特征、地質構造特征及實際視電阻率斷面圖判斷天然氣水合物賦存層的分布情況。
[0013]在一實施例中，上述的瞬變電磁勘探裝置還包括:測線及測點優化單元，用于應用衛星遙感影像對所述的測線、測點位置進行優化，根據所述衛星遙感影像剔除或修改所述的測線、測點，以規避瞬變電磁干擾源。
[0014]在一實施例中，上述的實際視電阻率斷面圖確定單元包括:
[0015]合理視電阻率斷面圖確定模塊，用于將所述全時間道視電阻率斷面圖及時間道分段視電阻率斷面圖中與所述分布模式中的相同點更多的一個作為合理視電阻率斷面圖；實際視電阻率斷面圖生成模塊，用于應用GPS測量的測點高程值和勘探區凍土底界的深度值，校正所述合理視電阻率斷面圖中相應測點地下視電阻率的深度誤差，生成所述的實際視電阻率斷面圖。
[0016]在一實施例中，上述的實際視電阻率斷面圖生成模塊具體用于:應用所述GPS測量的測點高程值，校正地形引起的深度誤差；應用所述勘探區凍土底界的深度值，校正深度反演引起的深度誤差；以及將經過深度誤差校正后的合理視電阻率斷面圖作為所述實際視電阻率斷面圖。
[0017]在一實施例中，上述的分布情況判斷單元包括:凍土層分布情況判斷模塊，用于根據所述實際視電阻率斷面圖中的淺部高阻特征，判斷凍土層的分布情況；天然氣水合物賦存層分布情況判斷模塊，用于根據所述實際視電阻率斷面圖中的深部高阻特征，判斷天然氣水合物賦存層的分布情況；以及厚度及展布情況判斷模塊，用于根據所述的視電阻率特征、地質構造特征及實際視電阻率斷面圖判斷天然氣水合物賦存層的厚度及展布情況。
[0018]通過本發明，根據天氣水合物的高阻特性，應用瞬變電磁法進行深部天然氣水合物的探測，采集勘探區深部的電磁數據，采用全時間道和時間道分段處理方式，開展濾波和視電阻率計算，對這兩種處理方式得到的視電阻率斷面圖應用勘探區電阻率分布模式進行合理性檢驗，根據檢驗合理的視電阻率數據生成勘探區最終的視電阻率斷面圖。再結合凍土、地質和探井等數據，判別視電阻率斷面圖中的天然氣水合物賦存層，實現天然氣水合物的資源潛力評價。
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1為本發明實施例的凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探方法的流程圖；
[0021]圖2為本發明實施例的青海木里勘探區瞬變電磁數據采集測線測點分布圖；
[0022]圖3為本發明實施例的瞬變電磁數據采集方式示意圖；
[0023]圖4為本發明實施例的視電阻率處理結果對比圖；
[0024]圖5為本發明實施例的實際視電阻率斷面圖；
[0025]圖6為本發明實施例的凍土帶天然氣水合物的瞬變電磁勘探裝置的結構示意圖；
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