时频电磁技术在黄土塬覆盖区河道砂油藏分布预测中的应用

鄂尔多斯盆地西部黄土塬覆盖区的中生界侏罗系油藏成藏主控因素复杂,在未开展三维地震勘探的区域,仅利用二维地震资料进行钻探的成功率较低。为了提高钻井成功率,针对该区侏罗系河道砂油藏特点,采用时频电磁双侧、双源激发、多线接收的油气检测技术方案。在鄂尔多斯盆地西部ZB地区进行攻关试验,总结了适用于黄土塬覆盖区的时频电磁采集、处理、解释技术方案,即两项针对性采集方案设计和三项针对性处理、解释技术。利用GeoEast软件系统,基于深度学习开展时频电磁多参数智能油气预测。根据时频电磁解释成果,在时频电磁强异常区域部署并完钻Z6井,获得工业油气流,表明时频电磁预测结果与实钻结果吻合,证实了在黄土塬覆盖区利用时频电磁技术对侏罗系薄储层进行油气预测的可靠性。

时频电磁法在巴什布拉克-乌泊尔构造带深部结构勘探中的应用

利用时频电磁数据资料,并结合测井资料约束提高电磁反演结果的分辨率,探讨塔西南西部地区巴什布拉克构造带和乌泊尔构造带深层电性结构及其油气分布区域。该区域地形、浅地表形态以及深层地质结构都较为复杂,无法得到有效的地震资料,严重制约了目标层的油气勘探。时频电磁具有勘探深度大,信噪比高,不受高阻屏蔽的优点。通过对巴什布拉克-乌泊尔区域时频电磁资料进行处理解释,有效识别了该区域的主要断裂及褶皱。南北向和西北向的反演电阻率剖面和极化率剖面,展示了塔西南凹陷同时受南天山和西昆仑山双向挤压的电性结构特征,两侧分别形成逆冲推覆体,呈对冲构造形式,覆盖于塔西南凹陷之上,两侧推覆体发育多排逆冲断层,呈叠瓦状分布,其南侧为乌泊尔构造带,北侧为巴什布拉克构造带,与盆地呈现明显的断层接触关系,南北两侧为区域性大断裂。

时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用

南京金牛湖地区地质构造复杂、低阻覆盖层厚、电磁干扰强,为了查明该地区深部地热资源,应用时频电磁法进行探测。本次布置了2条时频电磁法剖面,采用大功率发射信号能够有效地穿透低阻覆盖层,获得了信噪比较高的原始数据。通过对时频电磁数据的处理、分析、反演及综合解译,获得了勘查区4000 m以浅的二维电性结构模型。结合地热地质条件,优选了地热钻探井位,经钻探最终验证,推测地层与实际钻探基本吻合,在1600 m钻遇断裂,终孔深度2800 m,经后期抽水试验确定,日出水量大于500 m 3,钻井井口水温51℃,说明获得了优质的深部地热资源。综上所述,时频电磁法在金牛湖地区深部地热资源勘查中的应用效果较好,揭示了南京金牛湖地区较好的地热地质条件,为该地区地热旅游资源的开发利用奠定了坚实的基础。

时频电磁法频率域视电阻率求取方法研究

时频电磁法(TFEM)是一种应用于油气勘探领域,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探的可控源电磁方法。本文引入水平电流场源定义的广义视电阻率,结合TFEM的发射源特征,实现TFEM频率域视电阻率的求取;分析不同偏移距、发设距水平电场振幅和视电阻率特征,验证了方法的可行性。TFEM频率域视电阻率的求取和基于模型的研究,为TFEM勘探采集参数的设计和采集数据的处理提供科学的借鉴和参考。

时频电磁(TFEM)技术:数据采集参数设计

时频电磁法(TFEM)是一种应用于油气勘探领域、探测深度较大的可控源电磁方法。本文以Q地区探测目标地层为模型,基于探区噪声分析,对地质目标进行三维模拟,分析目标体电磁异常特征及规律,并对TFEM采集参数的设计进行了研究与分析。提出了等腰梯形区域测网布设、测点信号平衡的接收系统设计方法,以及基于目标异常对比分析的发射系统优化设计,同时提出针对目标的激发周期和叠加次数设置的激发参数设计方法,为TFEM勘探采集设计提供科学的借鉴和参考。

时频电磁(TFEM)勘探技术:数据采集系统

大功率电磁仪器系统是深部矿产资源勘探的基础,发展大功率、高精度电磁仪器具有重要意义。基于深层油气勘探需求开发的时频电磁(TFEM)勘探仪器系统,可同时实现时间域和频率域电磁一体化勘探。模拟研究证明,该系统的技术指标能够满足时间域与频率域、电法与磁法的一体化勘探要求,亦可实现近区和远区的数据采集。这套由东方地球物理公司(BGP)自主研制的时频电磁法仪器系统包括大功率恒流电磁发射机、分布式/节点式多类型电磁信号接收机等。接收机的动态范围大于120dB,可接收信号的频率范围是0.001~500Hz,数据采集实验证明其技术指标达到了国际同类仪器水平,可为中国深部资源勘探提供有力支撑。

时频电磁(TFEM)技术:数据处理

时频电磁(TFEM)技术应用于油气勘探已二十余年,发挥了重要作用,系统研究数据处理对于该方法的发展具有重要意义。文中厘清了TFEM数据处理流程,分析了数据处理的特点和优势;给出了电磁属性的概念,改进了主要电磁属性参数提取方法,明确了TFEM法油水识别因子;进一步论述了储层目标多解性的约束处理解释方法。展示了实际探区的含油含水实例,实际剖面显示出油气因子与地震异常的叠加能够更好地指示有利含油目标,具有重要的实用价值,为TFEM数据处理方法的发展指明了方向。

TFEM组网式时频电磁采集系统组成及功能

TFEM组网式时频电磁采集系统是由东方地球物理公司和中科院电子所为适应时频电磁法勘探而开发的一套数据采集接收系统。系统具有高精度数据采集、数据安全存储、数据长距离实时传输、自标定、GPS同步、阻抗测量等功能。本文介绍了TFEM时频电磁采集系统的系统组成、技术指标、软、硬件功能及应用。

时频电磁(TFEM)技术:数据联合约束反演

在油气勘探中,时频电磁(TFEM)数据反演可以利用更多的已知资料。充分利用已知资料有效减小反演非唯一性具有重要意义。建立联合反演目标函数,采用人工鱼群算法实现TFEM勘探水平电场和垂直磁场的联合约束反演;设计层厚度、电阻率和极化率等参数三类模型空间,以实现对不同层位参数的灵活约束,给出了模型参数空间设置的方法和规则,能够充分利用或多或少的已知资料对反演参数进行约束;同时提出了三类模型的分步反演方案,其中一些措施有效地减小了反演结果的非唯一性、提高了反演精度。模型测试和实际剖面反演表明,人工鱼群算法和分步约束的反演方案能够很好地克服反演的非唯一性并确保勘探精度和效果,有较强的实用性。

时频电磁法在滇西北红山铜钼多金属矿的应用与找矿突破

时频电磁法是一种新兴的电磁勘探方法。它同时采集时间域和频率域的电磁信号,通过对信号中的激发极化信息加以提取及利用,可同时研究地质体的电阻率和极化率信息。它刚开始被广泛应用于油气、页岩气勘探领域,近年来开始大量应用于金属矿山。它在研究构造形态、断裂性质及展布特征等方面具有重要的促进作用。该方法技术不仅丰富了解释参数,还提高了解释的可靠性、准确性,起到了提高钻井见油见矿成功率的效果,赢得了更大的应用范围。在红山铜钼多金属矿深边部找矿中,该方法技术通过强人工电流激发,既压制了矿山的工业干扰源,也能提取和识别矿区岩矿石的电阻率与极化率差异,达到寻找成矿有利部位的目的。该方法技术在红山铜钼多金属矿深边部找矿中取得了理想的效果,在此类矿山找矿进程中具有借鉴意义。

利用时频电磁法识别辽河盆地东部凹陷火成岩油气目标

时频电磁法具有激发信号强、探测深度大、精度高的特点,可以通过探测油气藏的电和电化学异常确定含油气状况,是精细识别火成岩储层目标并进行地面油气检测技术中最有潜力的方法之一.通过统计辽河盆地中HX凹陷电测井资料,证实了时频电磁法具备识别不同火成岩的物性基础.井震-时频电磁联合反演落实了断裂-构造特征,对沙河街组火成岩内幕刻画更清晰,共识别出沙河街组内幕沙三段5期火山活动.通过提取与电阻率和极化率相关的振幅和相位异常,对比已知钻井出油情况,总结出了一套极化率评价的分级标准.结合地震资料,运用时频电磁法,反推HX凹陷油气运移机制.通过研究获得了该区油气评价模板.根据这一模板在该地区识别出多个油气有利区,并经后续钻探证实.该方法可为类似地区油气评价提供借鉴.

柴窝堡地区时频电磁测线解释研究

准噶尔盆地柴窝堡地区具有较好的油气勘探前景,但该地区以往油气勘探程度较低,控制程度不均衡,存在地质结构、烃源层分布及构造特征等认识不清的问题,进而制约了对该地区的勘探潜力的认识。本文在建立地层电性模版的基础上,明确芦草沟组与下伏地层有明显电性界面,并对14条时频电磁测线进行处理解释研究,联合时间域与频率域进行优势互补,提高了目标探测能力,绘制芦草沟组底部埋深平面图,进一步指导柴窝堡地区的勘探方向。

基于时频电磁法的富有机质页岩层系勘探研究

我国地质条件复杂、多样,能否充分发挥出非地震勘探技术成本低、效率高的技术优势,检验电法勘探技术在页岩气勘探中的有效性,是当前在页岩气勘探起步阶段亟待解决的重要问题之一.本文介绍了在研究和总结含气页岩密度、极化率、电阻率等岩石物理特征基础上,在四川盆地南部筠连地区开展的物性调查、时频电磁法勘探试验工作.勘探研究结果表明,本地区分布的富有机质页岩层系-志留系龙马溪组(S1l)具备开展电法勘探工作的物性条件,时频电磁法具有勘探富有机质页岩层系的能力.

Hilbert-Huang变换与大地电磁信号的时频分析

将Hilbert-Huang变换引入大地电磁信号的时频分析中,介绍HHT(Hilbert-Huang transform)时频分析原理及方法,给出仿真信号的经验模态分解及其时频分布,并对实测大地电磁信号进行HHT时频处理与剖析。研究结果表明:Hilbert能量谱随时频的具体分布具有很强的非稳态动态变换时频刻画能力;时频谱的时间、频率分辨率不受Heisenberg测不准原理的限制,且其时间、频率分辨率都很高,有很好的时频聚集性;HHT方法能用于描述大地电磁信号的非线性时变特征,是大地电磁信号时频分析的有效工具。

基于时频图像分析的核爆与雷电电磁脉冲识别

根据核爆和雷电电磁脉冲信号非平稳、非线性特点,对核爆电磁脉冲(NEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)信号进行了Hilbert谱分析,计算了二者Hilbert谱的图像区域特征,对二者进行了识别研究,并且从NEMP和LEMP不同的产生机理上对识别结果进行了分析。实验结果表明:以Hilbert谱的面积和重心,以及六维图像区域特征作为特征,对NEMP和LEMP的识别率达到了90%以上,可以对二者进行有效识别。

基于时频分析的电磁轨道发射电感梯度研究

为研究电磁轨道发射试验过程的导轨电感梯度,本文首先利用Matlab时频工具箱对发射试验的电流信号进行处理,得到了发射过程中电流的时频曲线;同时通过Ansoft建模仿真得到了不同频率下的导轨电感梯度值;进而得到实际发射过程中对应于不同时刻的导轨电感梯度值。结果表明在整个发射过程中,工作电流频率是在逐渐减小的,而导轨的电感梯度是在非线性增大;对比由此电感梯度与常值电感梯度(0.40μH/m)引起的推力表明:在发射的初期,二者大小非常接近,但在发射的后期(1.0ms以后)推力差异增大,常值时的推力值较前者偏小约4%。

快速识别页岩气“甜点”目标的时频电磁勘探技术及应用

通过研究南方碳酸盐岩海相地层发育区岩石标本电磁物性特征,得出页岩层系在地层剖面中为典型的低阻目标,具备利用电磁法勘探的基础,同时,基于岩石样品和井中岩芯的测定结果证实富有机质页岩层系的高极化响应和高TOC含量有很好的对应关系,具备利用极化异常圈定页岩气"甜点"区的有利条件。时频电磁法将时间域电性勘探和频率域极化性勘探结合在一起,通过大功率发射有效激发页岩层系的响应,配合地震勘探等技术,发挥了综合勘探的技术经济优势,实现了快速识别页岩气"甜点"目标的目的。笔者从页岩气目标的物性基础研究入手,总结了针对页岩气目标的电性和极化性异常提取和综合分析技术,为页岩气勘探提高成功率提供了一种快速识别"甜点"目标的新思路和有效手段。

基于时频电磁法的富有机质页岩层系勘探进一步研究

为了发挥非地震勘探技术成本低、效率高的优势,检验电法勘探技术在页岩气勘探中的有效性,分别于2011、2012年对分布于四川盆地南部的志留系龙马溪组-奥陶系五峰组、寒武系牛蹄塘组两套典型富有机质页岩层系进行了时频电磁法(Time-Frequency Electromagnetic Method,TFEM)页岩气勘探试验。岩石样本研究表明,这两套页岩层系具有较为明显的低密度、低磁化率、高极化率、高TOC、相对高电阻率,即"两低、两高、一相对高"的物性特征。2012年进行的面积时频电磁法勘探试验结果与2011年完成的二维时频电磁法勘探试验结果均表明,试验区分布的志留系龙马溪组-奥陶系五峰组层系具有高极化率与相对高电阻率异常分布特征。以时频电磁法勘探获取的高极化率异常为主,通过多参数评价,预测了试验区两套目标层系的TOC高值分布区。

基于NSTFT-WVD变换的芦山M_S7.0级地震前后地球天然脉冲电磁场信号时频分析

本文针对地球天然脉冲电磁场（ENPEMF）信号的非平稳性特点,通过采用归一化STFT-WVD变换（NSTFT-WVD）提取芦山MS7.0地震前地表天然脉冲电磁场信号的时频特性,来研究大地震发生前地表天然脉冲磁场的时频特点。通过对线性调频信号分别进行Short-Time Fourier Transform（STFT）和WignerVille Distribution（WVD）,对比分析两者时频聚集的优缺点,提出采用NSTFT-WVD变换方法,可得到时频聚集特性更优且可抑制交叉项的时频分析方法。结果表明,对于ENPEMF非平稳信号,NSTFT-WVD变换能较为真实地反映震前ENPEMF信号的时-频-能量谱的联合分布特性,即震前1~2天呈现较为明显的脉冲全频率段静默状态,通道2和通道3数据的震前时频表现基本一致,具有较好的临震前兆的特点。

基于快速S变换时频空间模型的电磁干扰复杂度评估方法

针对复杂电磁环境电磁干扰复杂度定性与定量评估问题,该文提出一种基于快速S变换时频空间模型的复杂度评估方法。利用快速S变换方法同步提取时域占用度、频域占用度和能量占用度等评估指标,给出了具体计算方法。在此基础上建立快速S变换时频空间评估模型,将时域、频域和能量域3维向量的F范数和均方根作为电磁环境主观复杂度和客观复杂度评估指标,克服了传统电磁干扰复杂度评估独立参数定级不能全面反映电磁干扰整体特性的局限性。仿真结果表明,采用该模型能有效同步提取时频及能量评估特征参数,时频空间评估模型能精确反映整体电磁干扰特征;实验测试结果验证了本文所提评估方法的正确性。