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。     

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。     

时间域可控源电磁法探测海底天然气水合物可行性分析

海底天然气水合物储层和低阻沉积围岩之间存在明显的电阻率差异,观测这种电阻率差异所产生的电磁异常,有可能确定天然气水合物的分布范围和饱和度。通过建立不同孔隙度和天然气水合物饱和度的一维地电模型,分析时间域海洋可控源电磁(CSEM)响应和有效异常的特征,探讨时间域海洋CSEM法探测海底天然气水合物的可行性。     

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。     

时间域可控源电磁法探测海底天然气水合物可行性分析北大核心CSCD

海底天然气水合物储层和低阻沉积围岩之间存在明显的电阻率差异,观测这种电阻率差异所产生的电磁异常,有可能确定天然气水合物的分布范围和饱和度。通过建立不同孔隙度和天然气水合物饱和度的一维地电模型,分析时间域海洋可控源电磁(CSEM)响应和有效异常的特征,探讨时间域海洋CSEM法探测海底天然气水合物的可行性。     

影响CSEM勘探效果因素分析

海洋可控源电磁勘探技术(Marine Controlled-Source Electromagnetic Methods,mCSEM)通过探测地层电阻率的分布情况,并与地震资料结合来确定构造中是否含有油气,可以大大降低勘探风险.深水油气勘探开发的成本非常高,采用CSEM进行油气勘探已被世界各大石油公司认可.虽然CSEM勘探在深水油气勘探中取得了较好的效果,但其最终的勘探效果受水深及海底地形、目标层埋深、目标层与围岩电阻率差异、目标层厚度与侧向规模、浅部高阻层以及目标层附近非油气高阻异常体等因素的影响.通过对CSEM勘探影响因素的分析认为,在进行CSEM勘探前须对各种因素进行分析,并结合地质资料进行模拟.只有在各种条件满足CSEM勘探的前提下,才能取得令人满意的效果.     

2.5维海洋非线性共轭梯度反演应用效果研究

为了研究频率域2.5维非线性共轭梯度反演在海洋天然气水合物探测中的实际应用效果,利用美国Scripps研究所在South Hydrate海域采集的可控源电磁探测数据进行2.5维非线性共轭梯度反演计算,结合其他地球物理方法在同一海区的研究结果,综合分析2.5维反演计算的准确性和有效性。结果表明,非线性共轭梯度反演能够清晰地反映出该区域海底面以下1~2 km地层的电导率结构分布,其局部反演结果与地震反射、地震层序、测井分析结果基本一致,且对小尺寸异常、浅层高阻体分辨力较强,尤其在海洋天然气水合物探测方面具有较大潜力。     

测井约束的海洋CSEM反演及其在南黄海中部隆起区勘探应用

海洋可控源电磁法(Controlled-Source ElectroMagnetic, CSEM)对于油气储藏饱和度判别具有较高的敏感性,这为其用于油气储藏检测奠定了基础。但是海洋CSEM相较于地震勘探而言对异常体的垂向分辨率较低,这为海洋CSEM资料反演异常体垂向结构带来困难。由于测井数据具有垂向分辨率高的特点,蕴含丰富的电阻率和深度等信息,测井信息的引入可在一定程度上改善海洋CSEM资料垂向分辨率低的不足。将测井数据作为先验信息引入目标函数的模型加权矩阵中,引导反演的迭代方向,并根据测井信息对电阻率垂向变化区域进行局部细化,精细刻画细化区域的电阻率变化,进而提高海洋CSEM反演的垂向分辨率,逼近反演的最优解。在南黄海中部隆起区的应用中,对海洋CSEM实测数据进行测井约束反演,其结果表明,测井约束的海洋CSEM反演结果不仅呈现了地电断面的基本结构,而且还能突出垂向发生明显变化的层位,表现出较高的垂向分辨率。     

基于三参数S变换的多级重心频率衰减梯度属性分析

本文提出一种基于三参数S变换的多级重心频率衰减梯度属性并将其用于储层预测。首先,利用三参数S变换计算地震信号目的层的时频谱;然后利用信号的多级重心选定拟合频段并计算每个时刻振幅谱的高频段频率衰减梯度,得到属性值;最后利用频率衰减梯度属性值的变化进行含油气储层预测。理论模型和实际数据应用结果表明,与常规频率衰减梯度属性对比,基于三参数S变换提取的多级重心频率衰减梯度属性更加稳定,能更好地刻画储层的边界和识别油气。     

海底宏渗漏气体走航式海洋电阻率法探测效果模拟与观测系统设计

为实现海底宏渗漏气体连续调查，提出了一种走航式海洋电阻率探测技术。根据前人原位观测资料和含气水体电阻率特征构建地电模型；采用数值模拟和室内试验方法获得不同参数电阻率映像剖面，分析确定探测剖面异常特征，评价探测效果。在此基础上进一步进行了探测系统设计和实验测试。研究结果表明，走航式海洋电法探测电缆可由2个供电电流极和8个电位测量极组成，电位极距需小于0.05 m；测量可采用偶极装置通过并行采集方式实现。气体分布区表现为高阻异常，异常模式由走航速度、排列长度和气体分布区横向宽度共同决定，可分为7种情形；探测电阻率极大值和气体喷出流速存在正相关指数关系。该技术可实现气体分布范围和喷出速率快速探测。     

深海多金属硫化物瞬变电磁激电效应初探

瞬变电磁法是深海多金属硫化物勘探的有效手段。海底多金属硫化物中高品位的金属组分会引起极强的激电效应，且对瞬变电磁响应产生显著影响。本文通过实验室测量和数值模拟对深海多金属硫化物的激电效应进行了探讨和分析。首先对西南印度洋中脊热液区的岩矿石样品进行了较为系统的电性测试，典型硫化物的复电阻率在频率域有最大达160 mrad相位移动，时间域与频率域的测量结果表明，极化率参数可以很好地区分硫化矿物与围岩。利用Cole-Cole模型对实测复电阻率进行解释，得到复电阻率的特征参数，分析各参数与块状硫化物组分和结构的关系，并根据极化率参数对典型硫化物进行了分类。将典型硫化物的激电参数用于计算层状介质的瞬变电磁响应，计算结果表明，在海底多金属硫化物矿床瞬变电磁法响应的最佳观测时窗内可同时观测到激电效应的影响。虽然在采集时窗晚期瞬变响应发生畸变，但在信号接收早期，激电效应能有效增强瞬变电磁法对深海多金属硫化物的探测能力，为瞬变电磁实测数据提供解释依据。     

复杂地形结构下瞬变电磁三维正演模拟

如何确定海底多金属硫化物的空间分布并对其进行资源量评价至关重要。瞬变电磁法是陆地金属矿床勘探的重要手段,但海底的崎岖地形、硫化物的复杂结构以及不稳定的近底观测条件为瞬变电磁在海洋中的应用提出了挑战。为验证瞬变电磁方法对热液区硫化物的勘探应用潜力,本文采用了有限元方法,结合大西洋洋中脊TAG热液区实测地形数据和硫化物深部剖面进行三维正演模拟,通过对比仪器在不同位置、姿态、离底高度的正演模拟结果发现:重叠回线探测装置在离底高度小于60 m时,可以有效探测到TAG丘体的高电导率异常。海底复杂地形以及仪器拖曳方式都会对二次场早期响应产生干扰,同时仪器姿态变化也会改变所探测到的响应,这表明,应结合研究区域的海底地形、仪器海底定位以及姿态数据才能更好的对实测瞬变电磁数据进行合理解释。     

赤道海洋Kelvin波对外强迫风场的响应

采用无界理想海洋线性扰动模型,对赤道海洋Kelvin波在纬向风场异常强迫下的响应即强迫赤道海洋Kelvin波的异常做了解析求解,主要结果如下:该强迫赤道海洋Kelvin波的频率、波长和波速都与外强迫风场的相同,在赤道纬向流振幅最大并随纬度增加衰减,该风场越强,该强迫赤道海洋Kelvin波也越强,两者呈正比关系。当该风场频率和范围确定后,则该强迫赤道海洋Kelvin波被限制在一定平均水深范围内;该风场的频率越高、纬向波长越长、随纬度增加衰减越小,则该水深就越大。在所取参数下,该风场异常与该强迫赤道海洋Kelvin波流场异常的位相基本相同。在西风强迫下有东向流,反之亦然;强迫赤道海洋Kelvin波的流场与位势场则完全同位相,东向流对应于正位势,反之亦然,这也是经典Kelvin波的配置。该强迫赤道海洋Kelvin波与经典Kelvin波的不同在于:前者是频散的强迫波动,并被限制在一定水深中;后者是自由波动。将该强迫Kelvin波的解析解与热带印度洋和太平洋的实况以及诊断进行对比后知,两者总体看来一致,实际热带大洋中该强迫赤道海洋Kelvin波应确实存在。     

利用分频技术预测薄层

根据薄层厚度、速度和频率与调谐振幅之间的关系,计算出目的层特定薄层发生调谐时所要求的频率,沿这一特定薄层所在的地震层位做分频处理,把与薄层发生调谐时的频率对应的谱振幅平面图显示处来,该图上最大振幅平面展布即所研究的薄层的展布范围。这种方法提高了薄储层的识别能力,突破了传统的1/4波长的限制。     

印度东部大陆边缘天然气水合物储层地球物理研究进展

印度国家天然气水合物计划(NGHP)先后实施了两次钻探,发现了高富集度的裂隙充填型水合物和砂岩储层水合物,确定了未来水合物开采的优先地区。NGHP钻探的成功建立在丰富的基础地质调查和地球物理研究基础上。文章对印度东部大陆边缘的天然气水合物储层地球物理研究工作进行了较全面的总结,分析了相关研究工作的思路和前景,获得了几点思考和认识,希望可以为水合物储层的地球物理研究提供参考借鉴。一是似海底反射和强反射振幅等流体活动标志是识别高富集度水合物的有力指示;二是提出了水合物储层地球物理研究应该重点关注的几个方向,包括:全波形反演的应用、各向异性电阻率探测、可控源电磁勘探以及基于地震测井数据的水合物饱和度估算方法等。     

变速海水运动感应电磁场数值模拟及特征分析

海水是一种高电导率的流体,根据电磁感应定律,运动的海水切割地磁场会在海水中产生感应电流,从而产生感应电磁场。本文从麦克斯韦方程出发,推导出一维速度场海水运动感应电磁场偏微分方程,利用电磁场水平分量在海表面和海底面上的连续性条件,得到海水运动感应电磁场表达式,并编写了Fortran计算程序。计算了常速度海水运动感应电磁场,并与格林函数法计算结果进行了对比,两种方法的计算结果一致。计算了变速度(即海水运动速度随深度变化)海水运动感应电磁场,并讨论了海水运动周期和海底介质电导率对海水运动感应电磁场的影响。计算结果表明:海水运动周期和海底介质电导率对常速度海水运动和变速度海水运动感应电磁场都有影响,但影响程度不同。在本文所述模型和参数条件下,海水运动感应电场和感应磁场振幅分别可达6μV/m和10nT,这与海洋大地电磁响应的量级相当。因而在处理海洋大地电磁数据时,海水运动感应电磁响应是不可忽略的噪音干扰,需要采用必要的压制手段。     

摆式波能转换装置水动力特性频域分析

基于势流理论,建立波浪与摆式波能转换装置作用的三维频域分析模型。应用数值模型对两种质量的摆式波能转换装置进行水动力分析,在考虑粘性阻尼作用的条件下,计算传动系统的最优扭阻系数。在最佳工况下,开展了波浪频率对摆板运动响应和俘获能量影响的系统研究,给出了波浪最佳频率范围、摆板振幅、能量俘获效率以及摆板表面的波动压强。     

正弦激励下零浮力海洋拖缆动力特性与实验研究

海洋地震拖缆是海洋油气资源勘探中的关键设备,为研究海洋地震拖缆的动力特性及其在不同频率正弦激励干扰下的动力响应,建立了零浮力拖缆的数学模型,设计了一套完整的实验方案,通过弹性测力机构放大张力信号以排除环境干扰,测量了不同拖曳速度与激振频率条件下拖缆首部的张力变化及缆上位移响应情况,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。弹性测力机构具有良好的线性度与可重复性,拖缆受到的水阻力与拖曳速度的平方成正比,数值计算与实验结果对比验证了数学模型的正确性,初步分析了正弦激励作用下零浮力拖缆的动力学响应。     

速度约束的海洋大地电磁聚焦反演方法

本文利用海洋地震探测方法对速度、密度连续性发生变化的地层成像精度高的优点,提高海洋大地电磁(MT)反演空间分辨能力,提出速度约束的海洋MT聚焦反演方法,可以将OBS深部地震探测获得的速度结构模型作为先验信息引入到海洋MT反演目标函数的模型约束泛函中,对反演迭代过程中的电阻率模型施加速度结构约束。根据南黄海千里岩隆起区构建的速度-电阻率模型的反演测试表明,基于MGS聚焦稳定泛函的大地电磁反演方法可以得到高阻层以下的低阻层结构,速度约束下的海洋MT反演可以进一步提高对电阻率估计的精度：在速度约束信息准确的情况下,可以大幅提高海洋MT反演对电性结构的垂向分辨能力;当高速屏蔽层下不同地层波阻抗差异很小而影响速度模型精度时,该方法仍可利用速度梯度信息进行层位约束,提高相应层位识别能力。     

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。