[发明专利]基于磁场导数环流测量的近海烃电磁勘探方法和装置

说明书

技术领域

描述了一种近海烃的电磁勘探系统。该系统包括产生电磁能量并将电流注入垂直的浮点电缆(flooded cable)的发射机。由该电流在介质中产生的感应垂直电流时间导数的响应被一系列磁力计测量。所测量的响应对目标的电阻率很敏感，其被提出用来寻找和确认烃藏。

背景技术

现在，已知且应用了一些用于烃探测的可控源电磁(CSEM)方法。它们或者使用由船牵引的水平电缆作为发射机(SBL、MTEM、CSEMT和其他方法；例如参见美国专利第4,617,518号，斯尔恩卡的第6,522,146号，他西的第5,563,513号，艾德斯姆的第0027130号，第0052685号，第0048105号，第6,859,038号，第6,864,684号，第6,628,119号等；麦格雷戈的第2006132137号和第7,337,064号等；利西岑的第2008/189042等；瑞特的欧洲专利第EP1,425,612号等。同样参见麦格雷戈和辛哈的国际公开第WO03/048812号，麦格雷戈的第WO2004049008号，第GB2395563号，第AU20032855号，康蒂的第US6,842,006号等，以及参考文献目录中引用的出版物)，或者使用由船固定或牵引的垂直电缆作为发射机(MOSES，TEMP-VEL/TEMP-OEL；例如参见1981年的爱德华兹等，1985年的爱德华兹等，挪威专利巴尔苏科夫的第323889号(等同于WO2007/053025A1)，和参考文献中引用的其他出版物)。

所有用于勘探的电磁(EM)方法使用的烃目标的主要特性是它比主岩有更高的电阻率。由大地电勘探理论可知，对于这样一个目标，最大的灵敏度由电磁场的电流模式提供。如在MOSES、TEMP-VEL/TEMP-OEL和VESOTEM方法中(沙夫等，1992年；巴尔苏科夫等，2006年；利西岑等，2008年)，可以通过垂直海底电缆注入的电流在海水中激发电流模式。

在TEMP-VEL和TEMP-OEL方法中，由电极测量的垂直电场用来决定介质响应。这些方法中使用的时域和近区在浅海和深海中都能探深。TEMP-VEL/TEMP-OEL覆盖了非常宽的深度范围，且关于烃目标提供最佳的分辨率。然而它们有一个缺点，缘于在测勘海洋时常用的非极化电极的漂移和固有噪声。

在MOSES方法中，磁场的两个水平分量在频域中测量，方位角分量用于介质响应的决定。由于频域和磁场的快速减弱，这种方法相比于TEMP-VEL/TEMP-OEL和VESOTEM具有较小的探测深度范围和对处于深处的目标有较低的分辨率。

VESOTEM方法用通过海床上的非极化电极获得的电场的两个水平分量来操作。VESOTEM方法不用电场的垂直分量。

在与MOSES和VESOTEM方法同样的方式中，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法使用连接至发电机的垂直电导体。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中，当响应被应用，结构中感应了电场的垂直分量，它在电流脉冲之间的暂停中被记录。在TEMP-VEL/TEMP-OEL方法中使用的时域和近区给出了在浅海和深海中实施探深的可能性。因此，TEMP-VEL/TEMP-OEL方法覆盖较宽的深度范围，对于烃目标提供改善的分辨率。正因如此，本发明以TEMP-VEL/TEMP-OEL方法作为它的出发点。

注意到这点很重要，基于通过接触电极测量电场的所有方法都有严重的缺陷，缘于在近海勘探时通常用的非极化电极的漂移和固有噪声。

最受欢迎的SBL方法使用水平发射机电缆和提供最大测量信号的水平接收机，然而他们有最小的分辨率和探测深度。

发明内容

本发明的目的在于纠正或减少至少一项现有技术的缺陷。

该目的通过以下说明书和接下来的权利要求书中描述的特征来实现。

提供了一个发明，结合垂直电缆作为发射机，以一种涉及到现有技术的先进的方式，在时域的近区和磁感应的方位角分量的时间导数的环流测量。

本发明应用垂直电缆作为发射机，在时域的近区和磁感应的方位角分量的时间导数的环流测量，因此结合TEMP-VEL/TEMP-OEL和MOSES方法所有的优点成为一个新方法的可能性被提出。

电场垂直分量EZ的测量或者由海水中电极决定的简单的垂直电缆产生，或者由直接接触海水的特殊结构的电子传感器(康斯特布尔，2005年，2008年)产生。