CMP域内海洋CSEM法探测海底天然气水合物分辨能力研究

海洋CSEM法因其对海底高阻体反应灵敏,可用于探测和识别海底天然气水合物储层,然而,由于海底天然气水合物成因和成藏规律复杂,一些区域横向块状分布或是垂向多层分布的成藏模式加大了探测难度和成本,对于探测分辨能力也提出了更高的要求。为了在实际CSEM探测中进行高阻异常的现场快速评估,借鉴地震勘探共中心点道集的转换方式,将二维模型的海洋CSEM响应在CMP域单元内转换为一维模型的响应,进而实现二维模型CSEM资料在CMP域内的近似一维反演,针对不同电阻率模型讨论勘探参数对异常体分辨能力的影响。结果表明,海洋CSEM资料的CMP域反演对横向和纵向上相邻的水合物储集体具有一定的分辨能力,这为海洋CSEM法探测复杂成藏模式的水合物提供理论依据。

海洋CSEM法探测高阻储层的勘探参数设计

对选定测区运用海洋CSEM法进行实际探测之前,需综合考虑影响高阻储层探测的主要勘探参数,以确保探测的可行性及有效性。设计通用的一维模型,针对不同的勘探参数进行正演模拟,利用快速汉克尔变换计算其电磁响应,通过分析电磁响应曲线及异常特征,探讨海洋CSEM法探测高阻储层的勘探参数设计。研究表明,根据趋肤深度的计算结果结合频率-收发距归一化振幅图,可确定出合适的发射频率范围,而收发距范围可以由频率-收发距归一化振幅图确定,发射天线离海底越近接收到的电磁信号越强,越有利于高阻储层的探测。研究结果可为实际勘探参数的设计提供参考。

海洋CSEM法对二维水平板状水合物储集体的横向分辨能力研究

在不同发射频率和多收发距情况下,进行二维水平板状储集体正演计算,将模拟结果转换至共收发距域,提出针对此种模型研究归一化异常的方法。研究表明,海洋CSEM法对单一水合物储集体具有较好的横向分辨能力,将海洋CSEM资料转换至共收发距域可使电磁响应横向分辨能力的分析更为直观,归一化异常可作为定量衡量横向分辨能力的重要依据。

拖曳式海洋CSEM法探测海底天然气水合物的有效性研究

为了便于分析拖曳式海洋可控源电磁（CSEM）法对天然气水合物储层的探测能力，本文通过建立一维含水合物储层模型，正演计算获得CSEM响应，综合分析CSEM响应与发射频率及收发距的关系，以及水合物储层厚度变化和储层电阻率变化的CSEM响应特征。研究表明，CSEM响应对水合物储层的电阻率和厚度变化十分灵敏，验证了拖曳式海洋CSEM法探测海底天然气水合物的有效性。

海洋CSEM的共中心点域快速反演

海洋可控源电磁法(CSEM)对海底高阻体的反映比较灵敏,可用于天然气水合物探测资料的定性解释和反演研究.海洋CSEM资料的共中心点(CMP)域转换方式,可在横向上较好地分辨高阻储层.本文提出在CMP域实现一维频率域海洋可控源电磁资料高斯-牛顿反演算法.鉴于一维反演是解释地球物理资料的基础,较于二维和三维反演方法有着更高的计算效率和更低的硬件要求,将二维模型的响应在CMP域单元内表达为一维模型的响应,进而运用一维高斯-牛顿反演解释二维海洋CSEM资料.模型数据试算表明,海洋CSEM的CMP域反演速度较快,能够实现二维CSEM资料的反演解释.

海洋可控源电磁法对天然气水合物高阻薄层的可探测度

为了便于分析海洋可控源电磁法(CSEM)对天然气水合物高阻薄层的探测能力,定义了一个反映目标层可探测程度的量——可探测度,目标层可探测度越大,表明越容易被探测到。计算了不同水深情况下一维水合物模型的海洋CSEM归一化场、有效异常和可探测度。结果表明,在深水环境下,利用归一化场、有效异常和可探测度均可以识别水合物高阻薄层,但在浅水环境下,归一化场和有效异常受空气波畸变影响严重,不能很好地识别高阻薄层,而空气波对可探测度影响较小,在浅水区利用可探测度有利于识别水合物高阻薄层。

利用可探测度探讨海洋可控源电磁响应的等值性

储层特征参数的计算方法简单,能够直观地显示地下电阻率结构的变化,对海洋可控源电磁(CSEM)资料的定性解释非常重要.本文对比分析了不同水深环境下常规归一化振幅、改进的归一化振幅、有效异常和可探测度对于地下油气储层的识别能力.结果表明相较于其他三个参数,可探测度适用于不同水深环境且其分辨能力较高.另外,电磁场响应的等值性是造成反演解释多解性的主要原因之一,研究海洋CSEM法的等值现象有助于资料解释.本文计算了含中间薄层1D模型的可控源电磁场响应,结果表明海洋CSEM法存在不完全的S等值和T等值现象,但不存在H等值现象.在储层特征参数研究的基础上,采用可探测度对海洋地电模型的中间薄层进行识别,有利于解决海洋CSEM法的等值问题,从而提高电磁资料解释的质量.

天然气水合物电磁勘探研究进展

天然气水合物因能源资源潜力、环境效应问题和对地质灾害影响,受到了世界各国的广泛关注,成为了科学研究热点.目前,探测天然气水合物最有效的当属地震勘探,但其存在着一些问题,如只能探测水合物的底界、无法估算水合物浓度、BSR特征与水合物储层不一一对应等,而电磁方法则成为其有益的补充,可降低勘探成本和钻探风险.本文综述了海域与陆域冻土区电磁探测天然气水合物的研究进展,介绍了国内外天然气水合物的发展历程、电磁探测水合物的物性基础和电磁探测天然气水合物的研究现状.在海域水合物电磁勘探方面,重点阐述了频率域海洋可控源电磁法的原理、电磁法数值模拟、装备研发和应用研究的相关进展;在陆域水合物电磁勘探方面,论述了电磁法在探测冻土层、水合物成藏要素以及水合物有效性的研究进展.最后结合我国天然气水合物电磁勘探研究现状,提出了相关建议,为开展相关领域研究提供有益的参考.