海洋可控源电磁勘探中MT噪声降噪效果评估方法研究

信号去噪是海洋可控源电磁勘探(Marine Controlled-Source Electromagnetic,MCSEM)数据处理过程中的重要环节.在中、远收发距处,大地天然电磁信号(Magneto Telluric,MT)是影响MCSEM反演质量的主要噪声之一.尽管已有学者提出一些MT噪声降噪方法,但由于缺乏降噪效果的量化评价,导致这些方法的有效性亟待验证.针对上述问题,本文将信号和噪声一维正演、噪声降噪处理、电阻率一维反演相结合,提出一种MT噪声降噪效果评估方法.该方法利用电阻率反演结果与电阻率输入值的均方相对误差作为降噪效果的量化评价指标.为提高灵活性,既可以利用正演的手段生成MT噪声,也可以直接输入MCSEM发射机不开机时间段的实测数据作为MT噪声.利用该评估方法,验证了短时窗结合预白化滤波降噪方法的有效性.在所开展的实验中,实测数据的均方相对误差为231%.相比于不进行降噪处理的直接反演结果,均方相对误差减小了126%.本文所研究的评估方法可应用于MT噪声降噪方法有效性的量化评估,也可推广至其他类型噪声降噪效果的量化评估.

海洋可控源电磁勘探中双对称发射波形的优化

海洋可控源电磁勘探(Marine Controlled-Source Electromagnetic,MCSEM)是一门新兴的海洋油气勘探技术.在MCSEM测量中最常采用的发射信号就是方波信号,但方波信号各谐波成分的能量随着奇次谐波次数n的增加严重衰减,这可能使得很多谐波成分在有效传输距离内检测不到.为了有效提高MCSEM信号的信噪比,学者D.Myer对发射波形进行了优化,提出了一种双对称波形.但D.Myer针对双对称波形只是进行了初步的理论分析并没有进行实验验证,本文对双对称波形的实现提出了合理的实验方案,并从中选取了最优波形.

可控源海洋电磁勘探中空气波影响的理论分析和数值模拟

可控源海洋电磁勘探(MCSEM)中空气波对海底电磁响应的影响已为业界所熟知,且已提出了多种压制方法.然而,由于空气波与海水层中其它信号相互作用的复杂性,至今其作用机理及对有效信号的影响方式尚未完全清楚,这也阻碍了浅水域MCSEM油气勘探的应用.本文在前人研究的基础上,基于一维层状介质的电磁位和电磁场分析,采用电磁场的模式分解理论导出了空气、海水层和海底地层之间的相互作用关系.分析了MCSEM电磁响应的影响因素和空气波的作用机理.以无限水深假想模型、三层介质模型和四层介质模型为基础,导出了水平电偶极子(HED)的横电(TE)和横磁(TM)模式的电磁场关系,分析显示了前人提出的上下行波分离进行空气波压制所存在的缺陷.通过理论和数值模拟知道,利用横电(TE)和横磁(TM)模式受空气相互作用影响的差异和电磁场水平分量与垂直分量受空气层相互作用影响程度的不同可减弱空气波对有效信号的影响,这将有助于实现浅水域海洋电磁勘探数据的有效利用.

浅水域可控源海洋电磁测量中空气波的渐近表达与波场分离方法

可控源海洋电磁(MCSEM)勘探中空气波对海底电磁响应的影响已为业界所重视,它是由水平电偶极子源发射的电磁信号沿空气-海水界面传播与来自海底地层的有效信号相互作用产生的。在浅水域勘探时,空气波淹没来自地层的有效信号,使浅水域MCSEM实现油气层识别产生困难。基于层状介质模型,采用电磁场的模式分解理论导出了半空间电阻率模型的空气波表达式,利用该式将空气波在海水层的传播近似用海水-空气界面与海底地层之间的多次鸣震表达。结合源和接收器两边电磁场的传播特征,导出了有限水深时空气波近似关系,用于近似模拟空气波响应。为了对比不同方法压制空气波的效果,基于上行波场和下行波场的分解方法,获得了含油气高阻储层上上行波的异常幅度增大数倍的结果,显示了波场分解方法压制空气波的良好效果。最后,利用不含油气层的背景模型和含油气储层模型电磁响应的数值模拟结果,比较空气波渐近表达和波场分离2种空气波压制方法可知:对于水平层状模型后者效果更好;前者可适用于崎岖海底地层的数据处理,后者只适用于水平海底地层。

可控源电磁发射系统运行参数实时监测技术

海洋可控源电磁(MCSEM)是应用地球物理方法探测海底油气资源的新方法,由于海上工作环境的特殊性,监测甲板温度、湿度以及船上装备的相关参数对安全、有效生产意义重大。基于对MCSEM生产工作和甲板工作模式的研究,设计了一套适用于MCSEM工作的甲板监控系统开发方法。主要是基于.NET Framework类库,应用C#和C++语言进行了监控软件的研发,设计了软件的网络结构、数据存储和用户界面,综合运用了Socket网络编程技术、多线程技术、ADO.NET数据库技术以及GDI+和OSG结合的显示技术,较好地实现了海洋可控源电磁勘探生产过程的监控。