CN100395562C - 采用垂直电场测量的海底地质勘测方法及*** - Google Patents

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Abstract

一种用于测绘海底电导率的***结合了多个数据记录单元，其中每个单元(100)都是适于部署于海底上的某一位置用来测量水平电场和磁场的装置。与单元装置牢固连接并从其中垂直延伸出的是垂直定向的具有足够刚性的材料(158)，臂上设置有一对垂直排布的电极(160，162)，用于构成垂直定向的偶极子天线。这些电极与位于装置内的放大器电连接，放大器产生放大的信号并将其提供给同样位于该装置内的数据记录处理器。处理器在预定的时间周期内收集放大的电磁场信号的时序。

Description

采用垂直电场测量的海底地质勘测方法及***
相关申请
本申请要求2002年6月11日提交的第60/387,784号美国临时申请的优先权。本申请涉及第08/670,939号美国申请，其现已作为第5,770,945号专利被授权。此两个申请的全部公开内容作为参考合并到本发明中。
发明领域
本发明涉及通过大地电磁勘测或受控源电磁勘测来对海底电导率进行测量。
发明背景
大地电磁(MT)方法是一种通过测量自然界产生的电磁场来确定地表下岩石的电阻率或电导率的已有技术。MT勘测利用对电磁场的正交分量的时序测量来判定表面阻抗。此阻抗在宽频带和表面上得到观察，它决定了紧靠表面下方的电导率分布，此时大地水平层在数学上被模拟为一个传输线的多个分段。影响地表下物质电阻率的主要因素包括温度、压力、流体饱和度、结构、质地、成分和电化学参数。电阻率信息可用于测绘主要的地层学单元，确定相对孔隙度或为地质学解释提供支持。MT勘测的一个重要应用是石油勘探。此外，MT勘测可用于地震、重力以及磁场数据勘探。比较单独使用任何一种可能的技术，集合两种或两种以上不同勘测方法得到的数据将导致对地表下结构更全面的了解，当这种结构是使用一种给定技术无法确定时尤甚。例如，某些特定结构如埋藏于盐、玄武岩或碳酸盐下的沉积物只具有微弱的地震特性和产生率(productivity)。这些结构产生强烈的反射和回响，从而仅利用声学方法很难对埋藏的沉积物进行成像。另一方面，由于MT方法不涉及对人为地震事件响应的测量，因此可用于替代或与地震方法结合以降低由反射引入的误差。
虽然MT方法已在陆上作为石油勘探的辅助手段使用多年，但将其应用于海底大陆架勘探还是最近的事情。远程参考数据获取、加强的数据处理和多维建模和反演已经被需要用来对从MT勘测得到的可用信号产生有意义的响应。
近年来在海底MT数据的采集能力上取得了重要的进展。过去，限制MT作为海底测绘的一个主要原因是高频会被海水快速地衰减，导致海底电磁场功率在小于1000秒周期内的急剧损耗。然而，为实用于在对应石油勘探深度下测绘大陆架结构，MT测量必须在0.1-1000秒的周期内进行。本发明人已经通过开发一种***和方法着手解决此困难，此***和方法公开在1998年6月23日授权的题为“用于石油勘探的海底大地电磁***和方法”的第5,770,945号美国专利中，该专利与本申请共同转让并且作为参考合并于此。该专利中公开的***和方法利用水平电、磁场测量来绘制在石油勘探中所关心的海底地质结构图。该公开的***和方法所提供的一项重要改进来自于对更高频率(约1HZ)的使用，使其与现有技术中的***相比更适用于石油探测。
单独测量水平场只能提供所期望的详细地质结构图的部分信息。然而垂直电场不存在于地表，而存在于海洋中。因此，为了完全开发MT技术以用于海底勘探，将其用于测量可优先感知地质结构的侧向变化的垂直大地电磁阻抗将是有利的。以往在垂直电场测量方面的尝试使用了有噪声的带缆设备，例如沿着一个拖拽于船后的柔性电缆的长度方向每隔一段距离连接于其上的电极。例如，参见Srnka的第4,047,098号美国专利或者DeWitte的第2,839,721号美国专利。由于这些现有技术***也使用了低频放大器，因此它们仍旧受限于前述海底石油勘探应用中的频率限制。
第5,770,945号美国专利中描述的设备的一种附加用途是用于受控源电磁探测，其中一个电磁(EM)发射器被置于或牵引于海水中，优选地放置于海底或靠近海底。发射信号的幅度和相位用来确定地表下岩石和流体的电阻率。受控电磁源方法在本领域是公知的，并已几乎成为由很浅直至深海海水中测绘海底电导率的例行方法，它可在5公里水中获得高达30公里的海底穿透深度。然而，这些已知方法均未能识别和/或利用垂直电场的优势及其测量海底地表下结构侧向变化的能力。
因此，对能够使用垂直场测量海底地质结构侧向变化的***和方法存在需求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于测量垂直大地电磁阻抗的海底大地电磁***和方法。
本发明另一个目的是提供一种用于海底地表下测绘的方法和***，其可优先感知地质结构的侧向变化。
本发明还一个目的是提供一种通过对电磁发射器的响应而产生的垂直电场的测量来进行海底地表下测绘的方法和***。
在一个示例性实施例中，具有多个探测单元以用于地质探测的***中所使用的一个探测单元包括这样一种结构，其包括垂直排布(verticallydisplaced)的电极，这些电极被稳定地支撑在已部署有海底数据记录器的海底位置附近。该结构由绝缘材料制成，并且可以在一种形式上牢固地安装在海底数据记录器上。这些电极与一个放大器相连，其优选地为高增益、低输入阻抗、高频的放大器，放大器与用于记录被放大的信号的数据记录处理器相连。这种多部分的结合体适合于测量由受控电磁源产生的电场的垂直分量，或使用垂直电场和水平电场或水平磁场之间的转移函数来计算垂直的大地电磁阻抗。测得的控制信号的值(或大地电磁阻抗)可被用于推断海底地质结构。
根据本发明的一个方面所述，一种用于测绘海底电导率的***包括多个数据记录单元，每个单元包括一个适合部署于海底上的某一位置以用来测量水平电磁场的装置。与单元装置牢固连接并从其中垂直延伸出的是一个垂直定向的具有足够刚性的臂，臂上设置有多个垂直排布的电极，每个电极都位于单元装置之上。这些电极与位于装置内的放大器电连接，放大器产生一个放大的信号并将其提供给同样位于该装置内的数据记录处理器。处理器在一个预定的时间周期内(例如几百秒至几天)收集放大的电磁场信号的时序。被探测到的电场可以是自然产生的或使用电磁(EM)源人工产生的。
在一个实施方案中，一个电缆被与装置连接，优选地连接在单元的上部位置，并且第二组垂直排布的电极与其相连。至少一个浮子连接在电缆上，因此第二组垂直排布的电极沿着一个大致竖直的方向漂浮于高于该装置的平面。该第二组电极与位于装置内的第二放大器电连接，以为用于数据采集的数据记录处理器提供信号。
根据本发明的另一个方面所述，它提供了一种用于对海底电导率建模的方法，该方法包括：在海底上所关心区域中的不同位置处部署多个单元，其中所述各个单元包括：适于测量海底水平电场和磁场的装置，所述装置包括框架；垂直臂，其与所述框架相连并从框架伸出；多个垂直排布的电极，其设置于所述垂直臂上以形成第一垂直偶极子，其中每个电极与所述装置中的放大器电连接；并且其中所述垂直臂具有足够的刚性，从而使所述电极设置在高于海底的固定位置上；在预先选定的频谱内感测水平和垂直电场；收集与来自所述多个单元中的每个单元的感测到的电场相对应的数据；以及利用收集的数据建立电阻率模型。
附图简要说明
通过参考以下描述并结合附图，可以对本发明的工作机制和方式有进一步理解，其中
图1为具有水平和垂直电场传感器以及水平磁场传感器的勘测单元的立体示意图；
图2为依照本发明构造的定位在海底上的***的侧视图；
图3为依照一个可选实施例的用于测量垂直电场的勘测单元的示意图；以及
图4为本发明的记录单元的一个示例性实施方案的方框图。
具体实施方案
根据本发明，一种用于地质勘探的***包括多个勘测单元，它们部署在海底上的不同位置上，这些位置处在有兴趣对海底结构进行绘制的区域当中。典型的，通过例如起重机或可伸长的臂从适合于有效操作这些单元的船上部署这些勘测单元。每个单元中累积的数据被收集以进行处理。对于构建此类***的进一步描述已提供于第5,770,945的专利中，在此不再重复。此处所描述的单元(包括所有材料和任何标明的尺寸)相应于发明人构造的一个用于实验目的的测试单元，并提供了如何可以构造一个勘测单元的示例。因此，以下示例性实施方案的详细描述的意图并非是限制性的。
图1和图2示出了在本发明的***和方法中用来部署于海底的勘测单元100的示例性实施方案。在该示例性实施方案中，勘测单元100基本上可以分为四个主要部分。第一部分为记录单元，包括多通道数字数据记录处理器，磁场后置放大器和电场放大器，它们均包含于第一防水压力罩112中。第二部分为第二防水压力罩114，其包含有声学导航/释放(release)***116。正如本领域技术人员将会明白的那样，记录单元和导航/释放***这两部分可合并为一个单独的防水压力罩，或者可使用两个以上的防水罩来容纳这些电子装置。因此，在此所描述的将该部分划分为两个压力罩仅为示例性的而非限制性的。
第三部分由四个固定于长度为5米的悬臂(boom)尾部的银-氯化银(Ag-AgCl)电极118-121和两个位于沿着竖直臂158的长度方向上的不同位置的银-氯化银(Ag-AgCl)电极160，162组成。第四部分包括磁感应线圈传感器112-114。该***的所有部件与用于漂浮的玻璃球126和用于部署于海底的锚128一起被固定于或连接于抗腐蚀塑料(如聚乙烯)和铝或不锈钢框架上。一个提升斗(lifting bail)102被连接在框架138的顶部或合并于其中，以方便部署和回收时的操作。
如图3所示，在该示例性实施方案中，压力罩112包括一个内直径为15厘米的经过电镀和喷漆以抗腐蚀的铝管，其端帽被O型环密封。本领域技术人员应该明白，也可使用不同的尺寸和材料。压力罩112的一个端帽包括高压水下连接装置，用以与连接遥控传感器118-121、164、166的电缆相连。整个***可以抵抗深度为6000米时的水压(多大8000psi.)。在该示例性实施方案中，四个例如可从Billings Industries或Benthos公司(马萨诸塞的北法尔茅斯)获得的13英寸的浮球被连接在单元上。可选地，也可使用如可从Cuming公司(马萨诸塞的艾文戴尔)获得的合成泡沫浮体或其它复合泡沫取代玻璃。框架138的上部连接有附加的浮子，其被用作飘泊线路浮子(stray line float)127。一个回收闪光灯(未示出)以及无线电发射机(未示出)可被置于浮子127中以便于在海面上定位和回收勘测单元100。
压力罩114按照与罩112类似的形式构造，其具有适当的端口以与电缆相连，从而允许与其它电子部件进行电连接。也可使用包括大容量的玻璃球在内的其它类型的压力罩。
压力罩112被支撑于框架138的内部以保护装置在操作过程中免受损坏。框架138同时支撑浮子126、包含有声学导航/释放***的压力罩114、磁强计线圈122-124、电机悬臂139-142以及形成装置底部的混凝土锚。
声学释放***116提供了在记录周期结束时从海底释放单元100的装置。在一个实施方案中，机械释放部分110、111可用来将锚128与单元的其它部分分离，使得浮子将被释放的部分升至水面以实现回收。许多水下声学释放***，例如那些基于燃烧线(burn wire)和其它技术的水下声学释放***，其在市场上是可得到的并且也可用于实现这个目的，它包括Benthos公司制造的产品。
水平电场或大地传感器为接地的偶极子天线。在本示例性实施方案中，悬臂139-142是长度为5米、直径约为2英寸的半刚性塑料(例如聚氯乙稀或聚丙烯)管。该管优选为具有足够的直径以将电极118-121置入其中，从而在操作(例如部署和回收)单元的过程中保护电极。绝缘的铜线(未示出)穿过管子与放大器的电极118-121相连。可选地，悬臂139-142可由固体杆形成，例如玻璃纤维或其它耐用材料，其直径约为1至2厘米或更大(.05至1.0英寸或更大)。应根据所用材料的类型来选择合适的直径。在本可选实施方案中，电极118-121将被保留在它们各自的悬臂以外，并且用于连接放大器的绝缘线将沿着杆的外表面延伸，优选地使用扣件例如夹子或电缆结将其固定于沿着悬臂长度方向的点上。
通过形成“X”形的悬臂以产生两个正交的10米长偶极子。使用两个10米长的悬臂也可达到同样的效果，因为关键是要提供与期望的偶极子长度一致的总悬臂长度。也可使用长度不同的偶极子天线，这一点对本领域技术人员来说是显而易见的。偶极子末端的接地可以由充满银-氯化银电解液的电极118-121提供。
为进行垂直电场探测，一个在优选实施方案中为圆柱形管的垂直臂底座160以相对于海底垂直的方向连接在框架138上。垂直臂162被***底座160中并通过适当的紧固装置被固定，因此其垂直伸出于框架138和单元100的电部件之上。垂直臂162为具有足够刚性的材料管或杆的形式。为了得到所期望的硬度，优选使用聚碳酸酯(例如
Figure C0381372100121
)或类似的耐用塑料来形成臂162。如果使用加固或填充以用来提供硬度的材料，则也可使用其它材料如PVC(聚氯乙稀)、聚丙烯或类似材料。第一和第二垂直排布(vertically displaced)的电极164和166被设置在沿着垂直臂162的长度方向的不同点上以形成垂直导向的偶极子天线。电极164和166优选地包括银-氯化银电极，即，与水平场测量所用的相同的电极，该电极通过绝缘线168(图2中可见)和电缆169分别与包括在电子罩112内的数据记录器104相连。在优选实施方案中，电极164，166均被保持在臂162的内部，同时较低的电极164被设置在高于单元100主体的高度处，以减小来自任何偏转的水平场的不利影响并避免由于接近勘测单元100主体中的金属和塑料部分而导致的失真。电极166优选地设置在垂直臂162的顶部或在其附近。
通常，垂直场测量电极能放置的离噪声源(例如记录器或者单元的框架)越远，信噪比越高。然而，臂在水中的运动又是另一个噪声源。因此，应选择垂直臂162的长度和刚度使得电极与单元装置100之间的距离为最大，同时其又不会受水流和海水中其它运动的影响而过分摆动。此外，垂直臂的长度不应太长以至于影响单元的部署。在优选实施方案中，垂直臂162的长度约在1至2米之间。
在图3概略示出的一个可选实施方案中，通过为单元100添加其上附有第二对垂直排布的电极192、194的柔性电缆190，可以提供附加的垂直电场测量。一个或更多的浮子196连接至电缆190，以使得电缆漂浮在单元上方。像对第一垂直偶极子那样，应该将其下电极设置在高于框架的高度处，以使来自其余组件的噪声达到最小。用于连接到放大器的绝缘线198从外部或优选地从内部沿着电缆190或套管或环绕电缆的外套延伸。该第二对垂直放置的电极192、194用作垂直场测量的第二偶极子天线。电缆的采用允许产生更长的偶极子，即，相对于刚性臂而言可获得更远的电极间隔。如上所述，天线越长，信噪比(SNR)越好，然而电极在水中的运动会引入其他噪声。因此，在选择第二垂直天线阵列的长度时必须进行权衡，以优化SNR。在示例性实施方案中，电缆足够长，从而由第二阵列构成的偶极子天线在10米左右。只要SNR对于所需测量是足够的，则可也以使用30米长或更长的电缆。
如Hoversten，G.M.，H.F.Morrison和S.Constable在题为“Marinemagnetotellurics for petroleum exploration，Part II：Numerical analysis ofsubsalt resolution”Geophysics，Vol.63，No.3(1998)，pp.826-840的文章中所述的转移函数(transfer function)被用于从垂直电场测量中产生垂直地磁阻抗值。本领域的技术人员应该明白，其他转移函数可用于达到本发明的目的。一般来说，转移函数是测得的垂直电场与测得的水平电场或水平磁场的比值，其包括振幅分量和相位分量。垂直电场数据可与水平电场和/或水平磁场数据结合，以产生单个MT值。此举可以通过将MT张量的大小(其通常为将水平电场与水平磁场关联的2×2复矩阵)有效地扩展至包括垂直分量的更大张量而实现。另一方面，在分析中可考虑张量的独立分量。在本示例性实施方案中，对结果的解析是利用正向(一维、二维或三维)和/或逆向(一维或二维)建模(modeling)来进行的，这种建模使用可从市场上得到的软件包来进行MT数据的解析。这种软件包的例子如可从德克萨斯州的奥斯丁的Geotools公司获得的MT软件，以及可从科罗拉多州的戈尔登的Interprex公司获得的EMIX MT软件。
重新参考图1，磁场传感器(磁力计)122、144为多匝(muti-turn)镍铁高导磁率合金(Mu-metal)芯线圈，其与通常用于陆地MT勘测的传感器相类似。在优选实施方案中，使用铝线形成线圈以降低重量，然而，也可以使用其他适于构成线圈的导线例如铜。在较宽的频谱范围内测量地磁源场，优选地在0.001Hz到至多10Hz之间。每个磁传感器122、124都被包在铝压力罩150、152中，铝压力罩直径大约为6厘米、长度约为1.3米，而且压力罩150、152正交地排列在框架138上。使用两个磁场线圈，***的重量、浮力和稳定性的增加被记录下来。如果使用三个线圈正交排列以测量Hx、Hy、Hz，可记录整个三维磁矢量。
来自每个磁力计122、124的输出信号被输入到斩波放大器(chopperamplifier)106(如图4中所示)，该斩波放大器106具有与在第5,770,945号专利中所述的电场放大器类似的结构。由放大器106提供的增益约为105。
数据记录处理器104可以是具有适当接口的分立器件如CPU及存储器的结合，或者可以是适于与地质仪器一起使用的市场上可获得的数据记录器。选择适当数据记录处理器的标准是本领域的技术人员所熟知的。如图4所示，数据记录处理器104包含在压力罩112中，其被配置用于六个部分的操作。通过所示的硬盘驱动器214或其他大容量存储装置(如RAM设备)提供数据存储。通过将电极118-119和120-121分别交流(AC)耦合至高增益放大器108和110的输入，从而构成用于海洋中电场测量的水平偶极子天线。由磁力计线圈112-124产生的信号被输入到放大器106中进行放大。通过将电极164和166交流耦合至放大器208的输入，从而形成垂直偶极子天线，放大器208为与放大器108、110相同类型的放大器。除了测量直流(DC)电位，这些天线还测量由于地磁场产生的电磁感应而产生的垂直场。场的变化是由于海底结构的各层中的横向差异引起的。
针对极低噪声(＜0.13nV/Hz1/2)和高增益(104至106)工作而设计的放大器108、110和208产生与其各个电场相对应的输出以传输至数据记录处理器104。在第5,770,945号专利中提供了高增益放大器的进一步细节，在此不再重复。
除了MT测量，勘测单元100能够用于测量人工产生的信号，如深牵引装置即“受控EM源”提供的信号，其发射受控的电磁信号。EM发射器的一个适当的例子是100至500米的水平电偶极子，其被牵引着靠近(10-100米)海底并注入102-103安培到海水中。这种发射器由Constable，S.和Cox，C.S.在“Marine controlled source electromagnetic sounding 2.thePEGASUS experiment”，J.Geophys.Res.101(1996)pp.5519-5530中进行了描述。发射器被牵引在距离电场记录器10米-10千米距离处。在与被发射信号相适应的频谱范围内读出电极164和166的电位。此频谱优选为0.1-100Hz的多个离散频率。受控源发射的幅度和相位作为范围和频率的函数而被用于推断海底地理结构。受控EM源测量可在时域上进行从而代替在频域上进行，此时，离散频率由发射信号的快速开和关所代替。
地磁在分析电导特性方面优于受控EM源技术。另一方面，受控EM源勘测在分析电阻特性方面更好。因此，有必要结合这两种技术以获得更好的分析，特别是在低电阻性岩石例如玄武岩区域。
根据本发明的方法，勘测单元100设置在感兴趣进行海底结构建模的海底区域的不同位置处。典型地，勘测单元运用在适于有效处理单元的船只上，例如具有起重机或可延伸臂的船只。在某处部署15至100个单元时，勘测单元之间的典型间隔约为几十米至几千米。在预定时间周期(该周期可以约为几小时至几天)之后，来自船只的声学信号促使每个勘测单元上的锚释放，从而使勘测单元升到海面上以进行回收。收集数据的时间周期取决于数据收集速率和数据处理单元的数据存储容量。由每个单元积累的数据被收集并被传送到处理***，以进行分析及数据输出。在优选实施方案中，进行数据的解析，以产生所感兴趣的区域内的结构的一个或更多的电阻率或表观电阻率(apparent resistivity)模型。
显然存在上文中没有说明的其他实施方案，但其很明显包含在本发明的精神和范围内。以上说明和附图因此仅为示例性的，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种采用垂直电场测量的海底地质勘探***，所述***包括部署在海底不同位置上的多个单元，每个所述单元包括：
包含用于支撑多个电极的框架的装置，所述装置被配置用于搁置在海底上；
一对电极，其相对于所述框架以相互垂直移位的方式安装，从而形成偶极子，其中所述偶极子的每个电极与一提供信号的输出电连接，所述信号由存在于海底附近的垂直电场引致。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述一对电极中较低的电极被安装在高于所述框架的位置上。
3.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电极对被设置在与所述框架相连的具有足够刚性的臂上。
4.如权利要求3所述的***，其特征在于，所述臂具有范围在1到2米之间的长度。
5.如权利要求1所述的***，进一步包括第二对电极，其相对于所述框架以相互垂直移位的方式安装，从而形成第二偶极子，其中所述第二偶极子的每个电极与一提供信号的第二输出电连接，所述信号由存在于海底附近的垂直电场引致。
6.如权利要求5所述的***，进一步包括与所述框架相连的电缆，其中所述第二偶极子安装在所述电缆上，并且所述第二对电极之间的移位充分大于所述第一对电极之间的移位。
7.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述电极被安装在与所述框架相连的电缆上，并且进一步包括设置于所述电缆末端的浮子。
8.如权利要求1所述的***，进一步包括：
至少两个磁场感应传感器，其相互正交地水平设置于所述框架上。
9.如权利要求1所述的***，进一步包括：
一对水平偶极子，其从所述框架以相互正交的方向伸出，用于产生一对第一电场信号；
至少一个第一放大器，其与所述水平和垂直偶极子电连接，用于放大各个第一和第二电场信号，所述第一放大器具有低输入阻抗和高增益；
数据记录处理器，其与每个所述第一放大器电连接，用于接收放大的电场信号，并存储表征所述电场信号的数据；
定时装置，用于使所述数据记录处理器与所述***中其它单元上的数据记录处理器同步操作；
电源，其与所述数据记录处理器、所述定时装置以及所述第一和第二放大器电连接；
至少一个罩壳，其用于包容所述数据记录处理器、所述定时装置、所述第一放大器以及所述电源，所述至少一个罩壳适于耐受海水的腐蚀和压力；
用于将所述单元部署在海底的装置；以及
用于从海底回收所述单元的装置。
10.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述第二电极对中较低的电极被设置在高于所述框架的高度上。
11.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述垂直移位的电极被设置在与所述框架相连的具有足够刚性的臂上。
12.如权利要求11所述的***，其特征在于，所述具有足够刚性的臂具有范围在1到2米之间的长度。
13.如权利要求11所述的***，进一步包括：
电缆，其与所述框架相连并从框架伸出；
浮子，其设置于所述电缆末端；以及
第二垂直偶极子，其包括第二对垂直移位的电极，所述电极设置在所述电缆上以用来产生第三电场信号，其中所述第二垂直偶极子充分长于所述第一垂直偶极子，并且其中所述第二垂直偶极子与所述至少一个第一放大器电连接。
14.如权利要求9所述的***，其特征在于，所述垂直移位的电极被设置在一电缆上，并且进一步包括设置于所述电缆末端的浮子。
15.如权利要求9所述的***，进一步包括：
至少两个磁场感应传感器，其相互正交地水平设置于所述框架上；
第二放大器，其设置于所述至少一个罩壳中，并与所述感应传感器电连接，用于放大由各个感应传感器产生的磁场信号；并且
其中所述第二放大器与所述电源相连，并为所述数据记录处理器提供放大的磁场信号。
16.一种采用垂直电场测量的海底地质勘探方法，包括：
在海底上所关心区域中的不同位置处部署多个单元，以及利用所述单元感测预先选定的频谱上的垂直电场，其中，所述各个单元包括：
包含用于支撑多个电极的框架的装置，所述装置被配置用于搁置在海底上；以及
一对电极，其相对于所述框架以相互垂直移位的方式安装，从而形成垂直偶极子，其中所述偶极子的每个电极与一提供信号的输出电连接，所述信号由存在于海底附近的垂直电场引致。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，每个单元包括第二对电极，其安装在与所述框架相连的电缆上，相互之间垂直移位以形成第二垂直偶极子，并且其移位量大于所述第一对电极之间的移位。
18.如权利要求16或17之一所述的方法，进一步包括：
将电磁发射器拖至靠近所关心区域之中的海底；
其中所述感测步骤包括探测由所述电磁发射器产生的电场。
19.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述装置还适用于测量磁场。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括收集与感测到的垂直电场相对应的数据，以建立所关心区域内的海底电阻率模型。
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