EA019198B1 - Способ оценки и удаления ответного сигнала в виде воздушной волны в морской электромагнитной разведке - Google Patents

Способ оценки и удаления ответного сигнала в виде воздушной волны в морской электромагнитной разведке Download PDF

Info

Publication number
EA019198B1
EA019198B1 EA201000877A EA201000877A EA019198B1 EA 019198 B1 EA019198 B1 EA 019198B1 EA 201000877 A EA201000877 A EA 201000877A EA 201000877 A EA201000877 A EA 201000877A EA 019198 B1 EA019198 B1 EA 019198B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
response
spatially separated
water
air wave
distribution
Prior art date
Application number
EA201000877A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201000877A1 (ru
Inventor
Энтони Марьян Циолковски
Дэвид Алан Райт
Original Assignee
Пгс Геофизикал Ас
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Пгс Геофизикал Ас filed Critical Пгс Геофизикал Ас
Publication of EA201000877A1 publication Critical patent/EA201000877A1/ru
Publication of EA019198B1 publication Critical patent/EA019198B1/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/08Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with magnetic or electric fields produced or modified by objects or geological structures or by detecting devices
    • G01V3/083Controlled source electromagnetic [CSEM] surveying
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Способ определения распределения удельного сопротивления в формациях, расположенных ниже подошвы водного слоя, по сигналам электромагнитных переходных процессов, получаемым путем направления переходного электромагнитного поля в воду, и регистрации электромагнитного отклика на него в ряде мест, пространственно разнесенных от места направления, включает моделирование ответного сигнала в виде воздушной волны в каждом из ряда пространственно разнесенных мест. Моделированный отклик в виде воздушной волны вычитается из регистрируемого отклика для формирования импульсного отклика среды в каждом из ряда мест. Импульсные отклики геологической среды используются для определения распределения удельного сопротивления.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение в целом относится к области морской электромагнитной разведки. Конкретнее, настоящее изобретение относится к способу удаления ответного сигнала-помехи, называемого воздушной волной, из данных морской электромагнитной разведки.
Предшествующий уровень техники
Пористые осадочные пласты геологической среды, как правило, насыщены флюидами в результате осаждения в водоеме в процессе образования осадочных пород. Вследствие этого, первоначально флюиды полностью состояли из воды. В некоторых формациях геологической среды вода в поровых пространствах после образования осадочных пород была до некоторой степени вытеснена углеводородами, такими как нефть и газ. Таким образом, в поровых пространствах современных геологических формаций флюиды могут состоять из воды, газа или нефти, либо смеси этих компонентов.
Обнаружение формаций с не полностью водонасыщенным поровым пространством, то есть, когда в поровых пространствах могут присутствовать нефть или газ, представляет собой значительный экономический интерес. Некоторые способы обнаружения таких формаций включают определение наличия аномально высоких значений удельного электрического сопротивления геологической среды. Принцип такого обнаружения основан на том, что протекание электрического тока через пористую формацию связано с долей объема поровых пространств по отношению к общему объему породы, пространственной конфигурацией поровых пространств и электрическими свойствами флюидов, заполняющих поровые пространства. Например, пористые формации, насыщенные соленой водой, как правило, намного менее высокоомные, чем такие же формации, у которых часть или все поровые пространства заполнены углеводородами, поскольку соленая вода представляет собой относительно хороший электрический проводник, тогда как углеводороды, как правило, являются хорошими электрическими изоляторами.
Специалистам известны различные методики измерения удельного электрического сопротивления формаций геологической среды, например электромагнитная съемка способом переходных процессов с управляемым источником, описанная в международной публикации νθ 03/023452, содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки. Такие методики, в основном, включают направление электрического поля в геологическую среду и измерение электрического и (или) магнитного полей, возникающих в геологической среде в виде отклика на направляемое электромагнитное поле. При таких методиках измерений электромагнитное поле может быть направлено с помощью передатчика электрического поля, например устройства, выполненного с возможностью пропускания электрического тока через дипольный электрод. Альтернативно, может использоваться передатчик магнитного поля, например устройство, выполненное с возможностью пропускания электрического тока через проволочную рамку или ряд таких рамок. Приемники, используемые для обнаружения ответных электромагнитных полей, могут представлять собой, например, дипольные электроды для измерения разности потенциалов (потенциала электрического поля), либо проволочные рамки, ряд проволочных рамок или магнетометров для измерения амплитуды магнитного поля и (или) производных по времени от амплитуды магнитного поля.
При электромагнитной съемке методом переходных процессов с управляемым источником может осуществляться управление электрическим током, пропускаемым через передатчик для возбуждения электромагнитного поля, с целью обеспечения одного или нескольких ступенчатых изменений амплитуды тока. Ступенчатое изменение тока передатчика наводит так называемые переходные электромагнитные поля, а отклики, измеренные приемниками, связаны с откликом формаций геологической среды в переходном режиме. Ступенчатое изменение тока передатчика можно получить путем включения тока, отключения тока, изменения его полярности или комбинации этих способов. Особенно эффективной формой коммутации тока передатчика, используемой для возбуждения электромагнитного поля с управляемым источником, является так называемая псевдослучайная двоичная последовательность (РКВ8, рксибо гапбот Ьшагу хецненсе).
Типовая система морской электромагнитной съемки включает управляемый источник тока, расположенный на исследовательском судне или вспомогательном судне. Судно буксирует передающий кабель на подошве водного слоя или вблизи от нее для передачи электромагнитного поля в формации, расположенные ниже подошвы водного слоя, путем пропускания тока переходного процесса между двумя электродами, расположенными на передатчике. Электромагнитный отклик (вторичное электромагнитное поле) системы, включающей воду и формации, расположенные ниже подошвы водного слоя, измеряется приемниками, расположенными на кабеле на подошве водного слоя или вблизи от нее. Приемники могут представлять собой пары электродов, выполненных таким образом, что каждый приемник измеряет разность потенциалов между своей парой электродов. Все электроды, как правило, находятся в одной вертикальной плоскости. В некоторых системах съемки для буксирования передатчика и приемников могут использоваться различные суда, что обеспечит более удобную корректировку расстояния передатчикприемник (удаления). Как описано в упомянутой выше публикации νθ 03/023452, выполняют измерение сигналов приемников, как и сигнала, передаваемого передатчиком. С помощью деконволюции измеренного сигнала приемника с измеренным сигналом передатчика, получают импульсный отклик среды для конкретной конфигурации передатчик-приемник.
- 1 019198
На практике электромагнитный сигнал, генерируемый передатчиком, может следовать по трем основным каналам передачи к приемнику (-ам), причем эти каналы проходят через формации, расположенные ниже подошвы водного слоя, через сам водный слой и через воздух, расположенный выше водного слоя. На глубоководных участках, достигающих, например, 2 км или больше, где передатчик и приемники расположены вблизи от подошвы водного слоя, что типично для известных методик съемки, часть сигнала, распространяющаяся через воздух, оказывает незначительное воздействие на сигналы, регистрируемые приемником (-ами), поскольку электромагнитный сигнал от передатчика оказывается существенно ослабленным и задержанным по времени относительно момента возникновения тока переходного процесса, поскольку он движется в направлении водной поверхности и возвращается к приемнику (-ам) на подошве водного слоя. Напротив, на мелководье, например, на глубине не более 100 м, часть сигнала, которая перемещается через воду и воздух, является существенной по отношению к суммарному измеренному сигналу. В связи с этим электромагнитная съемка на мелководье считается практически неприменимой.
Имеется потребность в методиках определения электромагнитного отклика формаций геологической среды, расположенных ниже подошвы водного слоя с учетом наличия воздушной волны.
Сущность изобретения
Способ в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения для определения распределения удельного сопротивления в формациях, расположенных ниже подошвы водного слоя, по сигналам электромагнитных переходных процессов, получаемым путем направления переходного электромагнитного поля в воду и регистрации электромагнитного отклика на него в ряде мест, пространственно разнесенных от указанного места направления, включает моделирование ответного сигнала (отклика) в виде воздушной волны в каждом из ряда пространственно разнесенных мест. Моделированный отклик в виде воздушной волны вычитается из регистрируемого отклика для формирования импульсного отклика среды в каждом из ряда мест. Импульсные отклики геологической среды используются для определения распределения удельного сопротивления.
Способ в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения для определения распределения удельного сопротивления ниже водного слоя по сигналам электромагнитных переходных процессов, получаемых путем направления переходного электромагнитного поля в воду и регистрации отклика на него в ряде пространственно разнесенных мест, включает формирование исходной модели распределения удельного сопротивления в воде и формациях. Первая часть воздушной волны соответствует месту направления поля, при этом выполняется расчет для каждого из пространственно разнесенных мест. Распределение удельного сопротивления водной части исходной модели корректируют, после чего повторяют расчет отклика первой части, пока разность между измеренной первой частью и рассчитанной первой частью не станет минимальной. Вторую часть воздушной волны рассчитывают для каждого из пространственно разнесенных мест и объединяют с первой частью для формирования полной воздушной волны. Воздушную волну вычитают из измеренного отклика в каждом месте для определения импульсного отклика. Распределение удельного сопротивления формируют по импульсным откликам.
Прочие особенности и преимущества настоящего изобретения будут ясны из нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения.
Краткий перечень фигур чертежей
На фиг. 1 показан пример импульсного отклика среды на переходный электромагнитный процесс в морской среде.
На фиг. 2 показан другой пример импульсного отклика среды на переходный электромагнитный процесс в морской среде.
На фиг. 3 показан пример разделения на компоненты импульсного отклика на переходный электромагнитный процесс в морской среде.
На фиг. 4 показан пример морских исследований с использованием способа согласно настоящему изобретению.
На фиг. 5 показана блок-схема, демонстрирующая пример процесса согласно настоящему изобретению.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Как объяснялось в разделе Предшествующий уровень техники настоящего документа, при электромагнитной съемке методом переходных процессов переходное электромагнитное поле, возникающее в результате одного или нескольких ступенчатых изменений тока, подаваемого на передатчик, направляют в геологическую среду, при этом отклик на наведенное переходное электромагнитное поле измеряют, как правило, в ряде мест, пространственно разнесенных относительно места, куда направляют электромагнитное поле. Может выполняться измерение наведенного напряжения, магнитного поля или их сочетания. Суммарный импульсный отклик всего строения среды, находящейся ниже приемника и передатчиков, можно получить путем деконволюции измеренного отклика в переходном режиме при измерении тока передатчика. Различные примеры возникновения тока переходного процесса, способного возбуждать необходимое электромагнитное поле, что касается настоящего изобретения, могут включать, без ограничений, включение постоянного тока, отключение постоянного тока, изменение полярности или
- 2 019198 кодирование постоянного тока с помощью последовательности коммутаций, такой как псевдослучайная двоичная последовательность (РВВ8, рксибо гапбот Ьшагу 5сс.|испес).
На фиг. 1 показан пример фактического суммарного импульсного отклика при морской разведке по измерениям, выполненным в Северном море на глубине воды порядка 100 м и расстоянии передатчикприемник приблизительно 2 км. Исходный максимум амплитуды, показанный на кривой 2, возникающий сразу же после коммутации тока, идентифицируется в качестве воздушной волны, и именно этот отклик является предметом настоящего изобретения. Второй, несколько более высокий максимум, показанный на кривой 4 и возникающий спустя приблизительно 0,25 с после коммутации тока, представляет собой отклик геологической среды на направленное в нее переходное электромагнитное поле. Фактически измеренный суммарный импульсный отклик является суперпозицией воздушной волны и отклика геологической среды.
На фиг. 2 показан пример суммарного импульсного отклика, измеренного в Северном море при глубине воды порядка 100 м и расстоянии передатчик-приемник приблизительно 4 км. Исходный максимум, показанный на кривой 6 и возникающий спустя приблизительно 0,1 с после появления тока переходного процесса, является воздушной волной. Второй, меньший максимум, показанный на кривой 8 и возникающий спустя приблизительно 0,9 с после появления тока переходного процесса, является импульсным откликом геологической среды.
Как объяснялось в разделе Предшествующий уровень техники настоящего документа, для получения электромагнитных сигналов в водном слое в целях разведки формаций, расположенных ниже водного слоя, особое внимание при разработке методики электромагнитной съемки уделяется глубине воды. Для методик морской электромагнитной съемки, известных специалистам, при использовании которых передатчики и приемники, как правило, располагаются вблизи от подошвы водного слоя, ожидается, что воздушная волна окажет существенное воздействие на измерения, выполняемые приемником, если глубина воды недостаточна. На фиг. 3 показан синтетический электромагнитный отклик на переходный процесс, рассчитанный для мелководной морской среды, состоящей из водного слоя и формаций, расположенных ниже водного слоя. Отклик, показанный на графике фиг. 3, представляет собой производную по времени от измеренного напряжения после ступенчатого изменения тока от передатчика с дипольным моментом 1 А-м. При моделировании, показанном на фиг. 3, модельный водный слой имеет глубину 100 м и обладает электропроводностью 3,3 См/м. Модельное удаление передатчик-приемник составляет 2 км, а модельные формации в геологической среде представлены полупространством с удельным сопротивлением 1 Ом-м (электропроводностью 1 См/м). Суммарный отклик, показанный позицией 18, включает отклик, вызванный воздушной волной, который разделяется на отдельную кривую, показанную позицией 16, и отклик от формаций геологической среды, который разделяется на отдельную кривую, показанную позицией 20. Можно видеть, что воздушная волна 16 начинается с кратковременного максимума высокой амплитуды, а затем затухает во времени. Однако в момент начала отклика геологической среды 20 воздушная волна 16 все еще обладает значительной амплитудой. В связи с изложенным выше, воздушная волна 16 может оказывать существенное воздействие на кажущийся отклик формаций, расположенных ниже водного слоя (30 на фиг. 4). Таким образом, воздушная волна 16 представляет собой помеху для части передаваемого электромагнитного сигнала, которая проходит через формации до регистрации, причем эта часть содержит представляющую интерес информацию об удельном электрическом сопротивлении геологической среды.
На фиг. 4 показан пример системы морской электромагнитной съемки, которая может использоваться в соответствии с настоящим изобретением. Система может включать одно или несколько исследовательских судов, одно из которых показано позицией 22, движущихся по поверхности 21 водоема 30, например озера или океана. Судно 22 может буксировать электромагнитный передающий кабель 24 в водоеме 30. То же судно 22 или другое судно (не показано) может буксировать электромагнитный приемный кабель 26 в воде 30. Судно 22 может везти оборудование (не показанное отдельно) типов, известных специалистам, для возбуждения передающего кабеля 24 и регистрации и записи сигналов от одного или нескольких приемников 26А на приемном кабеле 26. На конце приемного кабеля 26 может помещаться хвостовой буй 28, снабженный различными устройствами для навигации и обработки сигналов (не показанными отдельно).
Передатчик на передающем кабеле 24 может представлять собой пару электродов 24А. Один или несколько приемников на приемном кабеле 26 могут представлять собой пару электродов, показанную позициями 26А, 26В, 26С для каждой такой пары. Использование пар электродов для измерения отклика в виде электрического поля не ограничивает объем настоящего изобретения. В других системах могут применяться, альтернативно или дополнительно, различные измерительные преобразователи магнитных полей, такие как соленоиды, магнетометры или рамочные антенны для измерения магнитного поля, возникающего в виде отклика на направленное в среду переходное электромагнитное поле.
Поскольку вода, в особенности морская, является хорошим электрическим проводником, при контакте воды с электродами 24А и 26А, 26В, 26С возникает их электрическое взаимодействие с формациями 32, расположенными ниже подошвы водного слоя 31. Сигнал передатчика может представлять собой
- 3 019198 просто ступенчатое изменение тока, подаваемого на электроды 24А передатчика, но может быть и коммутируемым сигналом переходного процесса, включая, например, псевдослучайную двоичную последовательность. Приемники (пары электродов 26А, 26В, 26С) могут измерять разность потенциалов или, например, скорость изменения магнитного поля, возбуждаемого сигналом передатчика. Отклики, записанные от приемников (пары электродов 26А, 26В, 26С), могут загружаться на жесткий диск или другой носитель информации общего назначения, программируемый компьютер.
Сущность способа согласно настоящему изобретению заключается в получении характеристики полной воздушной волны, присутствующей в отклике, измеряемом каждым приемником, посредством моделирования и инверсии. После того как характеристики определены для каждого измерения с помощью приемника, отклик в виде воздушной волны можно вычесть из данных измерения, при этом в качестве остатка получают только импульсный отклик геологической среды.
Импульсный отклик водного слоя и геологической среды на любом приемнике можно рассчитать для трехмерной модели водного слоя и формаций геологической среды, расположенных ниже подошвы водного слоя. Модель может включать геометрические параметры передатчика-приемника, рельеф дна водного слоя, удельное сопротивление водного слоя р„, (которое может быть постоянным или изменяться с глубиной) и модель удельного сопротивления геологической среды (ниже подошвы водного слоя). Последняя модель может быть приближенно известна по каким-либо другим доступным петрофизическим или геофизическим данным о геологической среде, например, по диаграммам геофизических исследований близлежащих скважин.
В отношении фиг. 2 и 3 важно отметить, что большая часть отклика в виде воздушной волны возникает, в основном, прежде, чем импульсный отклик геологической среды достигнет значительного уровня. Следовательно, отклик в виде воздушной волны преимущественно зависит от параметров водного слоя и, по существу, не зависит от электропроводности и ее пространственного распределения ниже подошвы водного слоя (31 на фиг. 4). На основании моделирования магнитных полей было определено, что воздушная волна намного более чувствительна к глубине (^ на фиг. 4) передатчика и приемников ниже поверхности воды (21 на фиг. 4), чем к рельефу (форме) водного слоя.
Первая часть воздушной волны может быть определена как часть, для которой отклик среды является пренебрежимо малым. Первая часть настоящего способа состоит в моделировании первой части воздушной волны, которая возникает в интервале от 0 приблизительно до 0,1 с, как показано в качестве примера на фиг. 3. Первая часть воздушной волны является наиболее чувствительной к параметрам водного слоя, например, глубине передатчика и приемников, глубине водного слоя и удельному сопротивлению, большая часть которых известна или может быть определена. Однако в качестве основного параметра этой части способа определяется удельное сопротивление водного слоя. Удельное сопротивление может быть одинаковым по всему водному слою, либо может изменяться в зависимости от глубины, например, в виде последовательности слоев или значения удельного сопротивления поверхности и градиента глубины. Параметры удельного сопротивления модели водного слоя корректируют таким образом, чтобы разность между первой частью воздушной волны в измеренном отклике от каждого приемника и соответствующей модельной воздушной волной для каждого приемника была минимальной. Поскольку конкретно первая часть воздушной волны не обладает высокой чувствительностью к параметрам формаций геологической среды, нет необходимости знать их с высокой точностью при моделировании первой части воздушной волны.
Предполагается, что модель удельного сопротивления воды, найденная с помощью указанного выше процесса инверсии, должна быть близка к значениям, найденным путем измерений. Измеренные значения, при наличии таковых, следует использовать для построения исходной модели. Приближенные значения для исходной модели могут быть найдены по стандартным таблицам, учитывая температуру и соленость морской воды. Результат процесса инверсии считается, по существу, правильным, если расчетная первая часть воздушной волны, по существу, согласуется с первой частью измеренной воздушной волны для ряда приемников.
Получив, таким образом, первую часть воздушной волны, необходимо затем определить ее оставшуюся часть. В одном примере, если водный слой имеет, по существу, одинаковую глубину, воздушную волну можно рассчитать для расстояния передатчик-приемник г, намного большего, чем наибольшее фактическое расстояние между передатчиком и приемником для примера системы, показанного на фиг.
4. Можно предположить, что такая рассчитанная воздушная волна, по существу, не содержит импульсного отклика геологической среды. Альтернативный вариант состоит в том, чтобы аппроксимировать кривую по хвосту формы воздушной волны. Установлено, что заднюю часть воздушной волны можно аппроксимировать с помощью кривой формы
в которой 0(1) представляет амплитуду сигнала в зависимости от времени, а коэффициенты А, В и С отличаются для каждой пары передатчик-приемник. Часто данных, содержащихся в измеренных откликах приемников, недостаточно, чтобы точно рассчитать коэффициенты А, В и С. Однако модельные
- 4 019198 данные можно рассчитать при любой требуемой частоте выборки, чтобы коэффициенты А, В и С можно было найти путем аппроксимации результата уравнения (1) по модельным данным. Процесс состоит из следующих шагов, объясняемых со ссылкой на фиг. 5.
Данные морской электромагнитной разведки методом переходных процессов собирают в блоке 40 и обрабатывают с целью получения импульсных откликов для каждой пары передатчик-приемник. Последняя обработка может включать, например, деконволюцию сигнала приемника с сигналом тока передатчика при использовании такой кодируемой последовательности сигналов передатчика, как РКВ8. Исходная модель удельного сопротивления системы вода-геологическая среда создается в блоке 42. Такая модель включает параметры водного слоя и геологической среды, в том числе удельное сопротивление, как объясняется выше. Синтетические импульсные отклики на основе исходной модели генерируются в блоке 43 для каждой пары передатчик-приемник или, исходя из положения передатчика, для каждого приемника; эти отклики должны предпочтительно включать положения отдельных передатчиков и приемников для каждого выполненного измерения. В блоке 44 первая часть синтетического импульсного отклика сравнивается с первой частью измеренного импульсного отклика для всех приемников. При отсутствии удовлетворительного соответствия, когда в качестве неограничивающего примера, среднеквадратичная погрешность составляет в лучшем случае около одного процента, параметры удельного сопротивления водного слоя корректируются в блоке 45, и синтетические отклики пересчитываются в блоке 43, пока разность между измеренными откликами и синтетическими откликами в первой части отклика воздушной волны не будет сведена к минимум для всех сигналов приемников. В блоке 46 вторая часть, или хвост воздушной волны оценивается для каждой пары передатчик-приемник путем аппроксимации соответствующей кривой по затухающей части модельной воздушной волны, например, уравнению (1). После этого в блоке 48 получают полную воздушную волну для каждого сигнала приемника путем объединения первой части, полученной в блоке 44, как объясняется выше, с хвостом, полученным в блоке 46 с помощью объяснявшейся выше аппроксимации. Затем, в блоке 50 полную воздушную волну вычитают из суммарного измеренного импульсного отклика для каждого приемника. Остаток, который представляет собой импульсный отклик геологической среды, измеренный на каждом приемнике, можно использовать в блоке 52 в любой форме процесса инверсии для формирования модели или изображения пространственного распределения электропроводности в геологической среде ниже подошвы водного слоя.
Способы согласно настоящему изобретению могут обеспечивать возможность получения точных результатов электромагнитной съемки даже в относительно мелкой воде в отличие от способов, известных специалистам до появления настоящего изобретения.
Хотя изобретение описано с использованием ограниченного числа вариантов осуществления, специалисты, воспользовавшись раскрытым здесь изобретением, смогут вывести из настоящего описания другие варианты осуществления, не отступающие от объема раскрытого здесь изобретения. Соответственно, объем настоящего изобретения ограничивается только прилагаемой формулой.

Claims (13)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ определения распределения удельного сопротивления в формациях, расположенных ниже подошвы водного слоя, включающий следующие шаги:
    моделируют отклик в виде воздушной волны в каждом из ряда мест, пространственно разнесенных в слое воды от места направления переходного электромагнитного поля в воду;
    вычитают моделированный отклик в виде воздушной волны из регистрируемого отклика для формирования импульсного отклика геологической среды в каждом из указанного ряда мест, при этом регистрируемый отклик формируют из электромагнитных сигналов переходного процесса, полученных путем направления переходного электромагнитного поля в воду в определенном месте и регистрации электромагнитного отклика на него в ряде пространственно разнесенных мест; и используют импульсные отклики геологической среды для определения распределения удельного сопротивления.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что моделирование отклика в виде воздушной волны включает следующие шаги:
    генерируют исходную модель распределения удельного сопротивления в воде и в формациях;
    рассчитывают отклик первой части воздушной волны, соответствующий каждому из пространственно разнесенных мест;
    корректируют распределение удельного сопротивления водной части исходной модели и повторяют расчет отклика первой части, пока разность между измеренной первой частью и рассчитанной первой частью не станет минимальной для каждого из пространственно разнесенных мест; и рассчитывают вторую часть воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест и объединяют вторую часть с результатом корректировки и повторного расчета первой части для формирования полной воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест.
  3. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что расчет второй части включает аппроксимацию.
  4. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что аппроксимирующая кривая имеет форму
    - 5 019198 в которой С(1) представляет амплитуду сигнала в зависимости от времени, а А, В и С представляют собой константы, определенные путем эмпирического сопоставления аппроксимирующей кривой с измеренным откликом в каждом из ряда пространственно разнесенных мест.
  5. 5. Способ определения распределения удельного сопротивления в формациях, расположенных ниже подошвы водного слоя, по сигналам электромагнитных переходных процессов, получаемым путем направления переходного электромагнитного поля в воду и регистрации электромагнитного отклика на него в ряде мест, пространственно разнесенных от места направления переходного электромагнитного поля, включающий следующие шаги:
    генерируют исходную модель распределения удельного сопротивления в воде и в формациях; рассчитывают отклик первой части воздушной волны, соответствующий указанному месту направления и каждому из пространственно разнесенных мест;
    корректируют распределение удельного сопротивления водной части исходной модели и повторяют расчет отклика первой части, пока разность между измеренной первой частью и рассчитанной первой частью не станет минимальной для каждого из пространственно разнесенных мест, при этом измеренную первую часть получают путем направления переходного электромагнитного поля в воду в определенном месте и регистрации электромагнитного отклика на него в ряде пространственно разнесенных мест;
    рассчитывают вторую часть воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест и объединяют вторую часть с результатом корректировки и повторного расчета первой части для формирования полной воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест;
    вычитают полную воздушную волну из измеренного отклика в каждом из пространственно разнесенных мест для определения импульсного отклика геологической среды и формируют распределение удельного сопротивления формаций по импульсным откликам геологической среды.
  6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчет второй части включает аппроксимацию.
  7. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что аппроксимирующая кривая имеет форму в которой С(1) представляет амплитуду сигнала в зависимости от времени, а А, В и С представляют собой константы, определенные путем эмпирического сопоставления аппроксимирующей кривой с измеренным откликом в каждом из ряда пространственно разнесенных мест.
  8. 8. Способ определения распределения удельного сопротивления в формациях, расположенных ниже подошвы водного слоя, включающий следующие шаги:
    направляют переходное электромагнитное поле в воду;
    регистрируют электромагнитный отклик на направленное электромагнитное поле в ряде мест, пространственно разнесенных от места направления электромагнитного поля;
    моделируют отклик в виде воздушной волны в каждом из ряда пространственно разнесенных мест; вычитают моделированный отклик в виде воздушной волны из регистрируемого отклика для формирования импульсного отклика геологической среды в каждом из ряда указанных мест и используют импульсные отклики геологической среды для определения распределения удельного сопротивления.
  9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что моделирование отклика в виде воздушной волны включает следующие шаги:
    генерируют исходную модель распределения удельного сопротивления в воде и в формациях; рассчитывают отклик первой части воздушной волны, соответствующий каждому из пространственно разнесенных мест;
    корректируют распределение удельного сопротивления водной части исходной модели и повторяют расчет отклика первой части, пока разность между измеренной первой частью и рассчитанной первой частью не станет минимальной для каждого из пространственно разнесенных мест; и рассчитывают вторую часть воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест и объединяют вторую часть с результатом корректировки и повторного расчета первой части для формирования полной воздушной волны для каждого из пространственно разнесенных мест.
  10. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что расчет второй части включает аппроксимацию.
  11. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что аппроксимирующая кривая имеет форму в которой С(1) представляет амплитуду сигнала в зависимости от времени, а А, В и С представляют собой константы, определенные путем эмпирического сопоставления аппроксимирующей кривой с измеренным откликом в каждом из ряда пространственно разнесенных мест.
  12. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что направление электромагнитного поля включает пропус
    - 6 019198 кание электрического тока через дипольный электрод.
  13. 13. Способ по п.8, отличающийся тем, что регистрация включает измерение напряжений, подаваемых на пары электродов, пространственно разнесенных по горизонтали.
EA201000877A 2009-06-26 2010-06-25 Способ оценки и удаления ответного сигнала в виде воздушной волны в морской электромагнитной разведке EA019198B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/459,158 US8131522B2 (en) 2009-06-26 2009-06-26 Method for estimating and removing air wave response in marine electromagnetic surveying

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201000877A1 EA201000877A1 (ru) 2010-12-30
EA019198B1 true EA019198B1 (ru) 2014-01-30

Family

ID=42829901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201000877A EA019198B1 (ru) 2009-06-26 2010-06-25 Способ оценки и удаления ответного сигнала в виде воздушной волны в морской электромагнитной разведке

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8131522B2 (ru)
EP (1) EP2267488B1 (ru)
CN (1) CN101937104B (ru)
BR (1) BRPI1002287B1 (ru)
CA (1) CA2707784C (ru)
EA (1) EA019198B1 (ru)
EG (1) EG25995A (ru)
MX (1) MX2010007110A (ru)
MY (1) MY159323A (ru)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9372280B2 (en) 2012-01-25 2016-06-21 Pgs Geophysical As System and method for in-sea electrode conditioning
US9383469B2 (en) 2012-04-30 2016-07-05 Pgs Geophysical As Methods and systems for noise-based streamer depth profile control
US8994378B2 (en) 2012-05-09 2015-03-31 Pgs Geophysical As Acquisition system and method for towed electromagnetic sensor cable and source
US8898102B2 (en) 2012-05-25 2014-11-25 Pgs Geophysical As Adaptive computational grid for inverse problems
US9274241B2 (en) * 2013-03-14 2016-03-01 Pgs Geophysical As Method and system for suppressing swell-induced electromagnetic noise
WO2015050985A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-09 Schlumberger Canada Limited Methods, computer-readable media, and systems for applying 1-dimensional (1d) processing in a non-1d formation
CN104391332B (zh) * 2014-11-14 2017-06-23 吉林大学 浅海双频可控源电磁勘探方法
CN104360401B (zh) * 2014-12-10 2016-10-12 中国科学院地质与地球物理研究所 一种瞬变电磁b场确定地下目标体地质信息方法
US10365394B2 (en) * 2015-08-03 2019-07-30 Groundmetrics, Inc. Workflow to use borehole completion as antenna for geophysical applications
US10175277B2 (en) 2015-08-31 2019-01-08 Pgs Geophysical As Identification of degrading electrodes in a marine electromagnetic survey system
CN107121609B (zh) * 2017-05-22 2023-04-07 广西大学 一种基于prbs扰动注入的电网阻抗在线辨识方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007094676A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Multifield Geophysics As Electromagnetic method on shallow water using a controlled source
US7277806B2 (en) * 2003-06-26 2007-10-02 Exxonmobil Upstream Research Company Method for removing air wave effect from offshore frequency domain controlled-source electromagnetic data
WO2007136276A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Norsk Hydro Asa Method for electromagnetic geophysical surveying of subsea rock formations
WO2008008124A2 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Exxonmobil Upstream Research Company Removing air wave noise from electromagnetic survey data
RU2007130549A (ru) * 2005-01-10 2009-02-20 Норск Хюдро АСА (NO) Электромагнитная разведка углеводородов в мелком море

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0121719D0 (en) 2001-09-07 2001-10-31 Univ Edinburgh Method for detection fo subsurface resistivity contrasts
GB2402745B (en) 2003-06-10 2005-08-24 Activeem Ltd Electromagnetic surveying for hydrocarbon reservoirs
GB0604829D0 (en) 2006-03-10 2006-04-19 Mtem Ltd Optimisation of mtem parameters
GB0616870D0 (en) 2006-08-25 2006-10-04 Mtem Ltd Improvements In Marine EM Exploration
GB0702661D0 (en) 2007-02-12 2007-03-21 Mtem Ltd Improvements in marine EM exploration
US8063642B2 (en) * 2008-06-11 2011-11-22 Mtem Ltd Method for subsurface electromagnetic surveying using two or more simultaneously actuated electromagnetic sources
US7795873B2 (en) 2008-07-15 2010-09-14 Mtem Ltd Method for attenuating air wave response in marine electromagnetic surveying
US8258791B2 (en) * 2009-01-27 2012-09-04 Mtem Ltd. Method for subsurface electromagnetic surveying using two or more simultaneously actuated electromagnetic sources to impart electromagnetic signals into a subsurface formation and thereby determining a formation response to each signal
US8143897B2 (en) * 2009-02-11 2012-03-27 Mtem Ltd. Short-offset transient electromagnetic geophysical surveying
US20100235100A1 (en) * 2009-03-16 2010-09-16 Bruce Alan Hobbs Method for determining resistivity anisotropy from earth electromagnetic responses

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7277806B2 (en) * 2003-06-26 2007-10-02 Exxonmobil Upstream Research Company Method for removing air wave effect from offshore frequency domain controlled-source electromagnetic data
RU2007130549A (ru) * 2005-01-10 2009-02-20 Норск Хюдро АСА (NO) Электромагнитная разведка углеводородов в мелком море
WO2007094676A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-23 Multifield Geophysics As Electromagnetic method on shallow water using a controlled source
WO2007136276A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Norsk Hydro Asa Method for electromagnetic geophysical surveying of subsea rock formations
WO2008008124A2 (en) * 2006-07-13 2008-01-17 Exxonmobil Upstream Research Company Removing air wave noise from electromagnetic survey data

Also Published As

Publication number Publication date
US8131522B2 (en) 2012-03-06
EP2267488A1 (en) 2010-12-29
EG25995A (en) 2012-12-04
CN101937104B (zh) 2014-11-12
CN101937104A (zh) 2011-01-05
AU2010202341A1 (en) 2011-01-20
AU2010202341A2 (en) 2012-05-17
BRPI1002287A2 (pt) 2011-07-26
MY159323A (en) 2016-12-30
CA2707784A1 (en) 2010-12-26
MX2010007110A (es) 2011-01-05
US20100327885A1 (en) 2010-12-30
EP2267488B1 (en) 2016-01-06
CA2707784C (en) 2013-02-05
EA201000877A1 (ru) 2010-12-30
BRPI1002287B1 (pt) 2019-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA019198B1 (ru) Способ оценки и удаления ответного сигнала в виде воздушной волны в морской электромагнитной разведке
CA2654442C (en) Method for acquiring and interpreting seismoelectric and electroseismic data
RU2428719C2 (ru) Способ картирования коллектора углеводородов и устройство для осуществления этого способа
US8264227B2 (en) Marine EM exploration
EP2182389A2 (en) Method for acquiring controlled source electromagnetic survey data to assist in attenuating correlated noise
GB2488892A (en) Determining geodetic positions of points on geophysical survey streamers towed at different depths
EP2313795B1 (en) Method for attenuating air wave response in marine transient electromagnetic surveying
EP2159606A2 (en) Method for Attenuating Correlated Noise in Controlled Source Electromagnetic Survey Data
AU2008215982B8 (en) Improvements in marine EM exploration
AU2010200948A1 (en) Method for determining resistivity anisotropy from earth electromagnetic responses
US20120182017A1 (en) Subsurface electromagnetic survey technique using expendable conductivity, temperature, and depth measurement devices
Vrbancich et al. A case study of AEM bathymetry in Geographe Bay and over Cape Naturaliste, Western Australia, Part 2: 25 and 12.5 Hz GEOTEM
Engelmark et al. Application of synthetic aperture concepts to Towed Streamer EM data.
Mattsson et al. Fast 1D inversion of towed streamer electromagnetic data to estimate vertical and horizontal resistivity
MX2008007044A (en) Improvements in marine em exploration

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ RU