[发明专利]用于测量海床电阻率的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2006年12月6日提出的名称为“用于测量海床电阻率的系 统和方法”的美国临时专利申请No.60/868905以及2007年2月20日提 出的名称为“用于测量海床电阻率的系统和方法”的美国发明专利申请 No.11/676936相关并要求其优先权。这些申请的发明人为Evgeniy P. Velikhov和Michael S.Zhdanov，并且通过引用合并于此。

技术领域

本发明大体涉及地球物理测量。更具体地，本发明涉及用于海上油气 勘探的测量海床电阻率的系统和方法。

背景技术

传统上，使用地震法进行油和气的勘探。这种地球物理技术提供地下 构造的合理的几何图像，该图像描绘油气沉积物可能的位置和形状的轮 廓。然而，地震法在区别水填充的沉积物与油或气填充的沉积物方面可能 会遇到困难。但是，水填充的沉积物和油气填充的沉积物的电学性质可以 显著地不同，因为油和气通常具有很高的电阻率(达到约10⁸Ω·m)，而 岩层中的水溶液通常导电性很好(约1Ω·m及以下)。

许多现有的用于海洋油气勘探的电磁技术通常基于使用大地电磁法 或将可控源放置在直接接近目标处。海洋可控源电磁法(MCSEM)具有 众所周知的与受限的勘测深度相关的实际限制。为了增加电磁场的穿透深 度，通常应使用大的发射机/接收机偏移以及，相应地，非常强力的发射 机。这些要求都会增加MCSEM测量的技术难度和成本。

大地电磁测量通常基于对由电离层/磁性层内的源所导致的电场和磁 场在海底的变化的研究。由于其区域性，大地磁场在水平方向几乎是均匀 的，并且会产生相对较弱的垂直电流。因此，大地磁场针对对于海底油气 沉积物为典型的薄的水平阻性目标通常具有非常有限的灵敏度和分辨率。 另外，向下传播的大地磁场在海水导电层内会迅速减弱，这会限制大地磁 场法在深水测量中的实际应用。因此存在改进测量海床电阻率的系统和方 法的需要。

附图说明

结合附图，通过下面的说明书和所附权利要求将更加充分地明白本发 明的示例性实施例。应理解这些附图仅仅描述示例性实施例，因此不应被 认为限制本发明的范围，将通过使用附图来描述本发明的示例性实施例及 附加特性和细节，其中：

图1为图解用于测量海床电阻率的系统的一个实施例的概念性框图；

图2为用于测量海床电阻率的方法的一个实施例的流程图；

图3为图解用于测量海床电阻率的系统的另一个实施例的概念性框 图；

图4为图解用于测量海床电阻率的系统的进一步的实施例的概念性 框图；

图5为图解用于测量海床电阻率的系统的更进一步的实施例的概念 性框图；

图6为图解用于测量海床电阻率的系统的进一步的实施例的概念性 框图；

图7为用于测量海床电阻率的方法的另一个实施例的流程图；

图8为用于测量海床电阻率的方法的进一步的实施例的流程图；

图9为用于测量海床电阻率的方法的更进一步的实施例的流程图；

图10为用于测量海床电阻率的方法的进一步的实施例的流程图；以 及

图11图解可以在计算设备中利用的各种部件。

发明内容

描述了一种用于矿产勘探的测量海床地层电阻率的方法，该方法利用 由置于陆地上和/或海中的远程发射机所产生的ULF/ELF电磁信号，目标 是对海床油气沉积物进行远程检测和成像。可以使用置于海底和/或置于 海底钻孔内的一系列电的(电流的)和/或磁的(感应)接收机来获取电 磁数据以测量ULF/ELF信号的电场和磁场中的频域或时域响应的幅度和 相位。信号可以由安置于陆地上和/或海洋中的远程发射机产生。可以使 用电磁场不同分量间的线性关系由所观测的ULF/ELF信号确定相应的电 磁传递函数。海底地质层组内的3D电导率分布可以用3D电磁反演技术 确定。可以将得到的电导率模型与已知的地质层组相关，用于海床材料特 性表征、海床油气沉积物的远程检测及成像。