基于场延拓的海洋可控源电磁正演模拟及各向异性特征识别

海洋可控源电磁法近年来被广泛应用于海洋油气勘探之中,凭借对高阻含油储层的有效识别大大降低干井率,节约钻探成本。受沉积环境的影响,海底地层常常表现出宏观各向异性,而对海洋各向异性模拟算法进行研究可以更有效地进行海洋电磁数据解释。本文从频率域麦克斯韦方程出发,基于标量势分解理论,通过标量势函数与场的连续性条件,在波数域中将电磁场分别向海底深部和海水中延拓,并在海底耦合到发射源上完成电磁场的求解,进而利用汉克尔变换得到了空间域电磁场。通过对海底介质一维各向异性模型电磁响应特征的分析研究发现,覆盖层各向异性对电磁响应有明显的影响;然而,海底高阻层仅垂向电阻率和厚度对海洋电磁响应产生明显影响。通过极性图的方式可以对海底介质各向异性特征进行有效识别。     

海洋可控源电磁法几类偶极源探测海底高阻薄层的分辨率分析

针对海洋可控源中几类典型偶极源发射装置,建立各向异性地层高阻油气藏模型,采用基于格林函数的海洋一维地层解析方法,借助电磁场的互易性质,计算得到不同偶极源激发的电磁响应曲线。分析了不同偶极源的电磁响应特征,比较了各电磁场分量振幅和相位归一化曲线幅值。结果表明：垂直电偶极子源的各场的振幅归一化曲线对异常的反应最大,水平电偶极源对高阻层的分辨率高于垂直磁偶极源,水平电偶极源的轴向观测模式和水平磁偶极子源的赤道观测模式均有较好的分辨率,这两种模式下测量的与测线平行的电场和与测线垂直的磁场的分辨率最佳,且存在着最佳收发距,相位也有着近似相同的变化规律。     

海洋可控源电磁法多参数正演响应特征分析

鉴于介质的色散现象,充分考虑介质电磁参数(ε、μ、σ),获得各层介质中的电磁场和势函数。为了考察岩、矿石电磁参数、海水深度和海底地层厚度等变化时海洋电磁响应特征规律,给出典型地电模型和观测系统参数,借助高精度快速汉克尔滤波系数,采用30点高斯勒让德数值求积方法,计算水平电性源频率域可控源电磁法(CSEM)在海底各观测点电场Ez和磁场Bx的正演响应。结果表明,随海水深度变浅,电场Ez和磁场Bx振幅曲线变化幅度增大,空气波逐渐占据主导地位,当水深超过3km时,观测区内可以忽略空气波的影响;电场Ez分量对海底高阻层引起的异常大,而中低阻层引起的异常小,磁场Bx分量幅值对目标层电导率变化与Ez相同,因此,水平电性源频率域CSEM法不适宜探测海底低阻目标。并且对厚层目标层的探测能力高于薄层。针对岩层中磁导率变化的情况,海底沉积物电性均匀或者呈层状分布时,电场Ez和磁场Bx幅值均受到影响。此外,电场Ez和磁场Bx的幅值基本不受介电常数变化而影响。海洋可控源的探测效果与偏移距的选择有密切关系,有利偏移距范围为3000m^12000m。     

各向异性介质中大地电磁场的异常特征

给出各向异性介质二维地电断面大地电磁场的边值问题以及等价的变分问题。对计算区域采用矩形网格中进一步三角细化的剖分方式并在三角单元内进行线性插值,解出有限单元法数值解。通过典型模型的正演模拟,得到大地电磁测深曲线,并与前人的研究工作对比,验证了该方法的有效性。     

轴向各向异性巷?孔瞬变电磁三分量响应特征研究

巷?孔瞬变电磁法在存在明显电导率各向异性的勘探区会产生较大的解释误差。基于时域有限差分算法,通过引入电导率各向异性张量构建控制方程、将矩形回线源电流密度加入Maxwell方程安培环路定理实现任意电流源的加载,以差分代替微分对控制方程进行离散,实现巷?孔瞬变电磁三维模型正演计算。在与解析解对比验证算法计算精度的基础上,构建全空间模型、层状模型和三维块状模型进行正演并分析电导率各向异性对巷?孔瞬变电磁三分量响应的影响程度与方式。结果表明:垂直轴电导率对巷?孔瞬变电磁三分量响应基本没有影响,水平轴电导率对巷?孔瞬变电磁三分量响应影响较大,其中,?B_x/?t响应主要受y轴电导率影响,?B_y/?t响应主要受x轴电导率影响;通过三分量响应的形态和幅值的相互关系可以辨别各向异性介质所在方位及主轴电导率方向;当异常体所处全空间介质为电导率各向异性时,异常体产生的异常响应会被全空间介质电导率各向异性产生的异常响应所淹没。电导率轴向各向异性特征在巷?孔瞬变电磁法解释过程中不可忽略,研究成果为巷?孔瞬变电磁法各向异性解释提供指导,也为各向异性反演提供参考。      

海洋可控源电磁发射系统中的绝缘在线监测技术研究

海洋可控源电磁法广泛用于天然气水合物、海底油气资源勘探和地质构造勘查。在海上作业时,船载甲板供电单元通过深拖缆向海底的海洋可控源电磁发射机提供电能。利用深拖缆传输高压大功率电能的过程中,需要对高压供电回路的绝缘电阻进行自动实时测量和监测,确保电能的安全传输和供电异常时的及时处理。本文基于高压宽频耦合器件、绝缘检测模块、远程数据传输部件和上位机监控软件,通过收集高压端至外壳地之间的漏电电流,将其模拟放大,通过测量电压值,反算绝缘电阻,实现了对高压回路对大地之间绝缘电阻的自动测量和监测。所形成的自动绝缘在线监测技术,经过海上试验验证,能够满足海洋可控源电磁发射系统的要求,很好地在线评价了系统的绝缘性能,为海洋仪器同类功能的研发提供了有益的参考。     

基于Duilib库的海洋可控源电磁数据预处理软件开发

随着海洋可控源电磁法预处理技术的不断发展与应用,开发一套可视化预处理集成软件,对海洋可控源电磁数据处理有着重要意义.这里基于VS2013平台,采用C++语言编写,使用MFC与Duilib界面库进行开发,运用MVC设计模式有效的提高了开发效率,借用多线程编程大幅度提高了运算速度;结合数据预处理方法,研发出了一套高集成度、...     

任意各向异性介质三维有限元航空电磁响应模拟

在航空电磁探测方法应用中,地下探测环境复杂,地下介质物性参数存在各向异性特征。如果采用常规各向同性介质模型,在资料解释过程中会产生严重的偏差。本文基于矢量有限元法开展三维任意各向异性频率域航空电磁响应模拟计算研究。首先,将总场分解成一次场和二次场,对空气介质的均匀全空间进行一次场解析计算,同时利用矢量有限元法对二次电场的双旋度方程进行求解。为提高求解速度,采用共享内存直接求解器PARDISO对大规模稀疏矩阵并行计算,大大提高了三维模型的计算速度。之后开展了4种典型目标模型的三维各向异性介质模拟：围岩各向同性-目标体各向异性（绕z轴旋转）模型;围岩各向同性-目标体各向异性（绕x轴旋转）模型;围岩各向异性-目标体各向异性（绕z轴旋转）模型;围岩各向异性-目标体各向异性（绕x轴旋转）模型。对比分析了不同模型在不同旋转角度情况下,磁场实虚分量的变化特征,进而总结了各向异性参数对航空电磁响应的影响规律和识别方法。     

东濮凹陷古近系沙河街组边缘海-浅海相识别与油气储层

东濮凹陷古近系沙河街组有无海相沉积久争不决。痕迹学、沉积学和古生物学综合研究,识别出那里存在海退与海进层序。海退层序在开31井3 553.30 m和3 552.70 m处分别见到压扁层理、双泥披(double clay drapes)。3 551.70 m处,出现丘状交错层理(表现为洼槽状向上弯曲平行纹理和凸起状向上弯曲平行纹理),显示前滨和临滨环境。3 551.50 m处,代表后滨环境的植物根迹出现,完成一个海退层序。另一个海退层序出现在新胡4井,从见到海相痕迹化石Diplocraterion、Palaeophycos、Terebellina开始(2 969.10 m;2 966.40 m)到出现植物根迹(2 931.93 m)结束。以上两个海退层序反映东濮凹陷沙四段沉积期,海水影响所及,仅限于边缘海的前滨和临滨深度范围。与海退层序不同,海进层序显示海水显著加深。文72-104井指示三角洲边缘海湾环境的痕迹化石Teichichnus(3 146 m),过渡带痕迹Rhizocoralliun(3 109.28 m)至滨外生物痕迹Zoophycos(3 050.10 m),记录到一次具有滨外环境的海进过程。开34井3 424 m至3 260 m依次出现透镜层理、植物根迹、透镜层理、羽状交错层理,解释为前滨环境。3 267~3 260 m由压扁层理(3 267.00 m)双向前积层理(3 266.81 m)为标志的前滨环境到具有Thalassinoides(3 266.25 m)、Macaronichnos痕迹化石所指示的临滨环境,再到生物扰动达70%并具颗石藻所代表的滨外浅海环境,结束一次海进过程。海进层序被固底底质控制痕迹相所指示的沉积不连续界面所限定,有利于不整合圈闭的形成。     

全拖曳式深海直流电阻率法三维任意各向异性正演模拟

高精度、高效率的深海勘探是当前国家海洋资源勘探开发的研究热点之一,设计观测效率高、勘探成本低的探测方式,开发可精确计算海底复杂电性环境的正演模拟算法有助于推进该研究的进展。本文基于前人的研究经验,引入了全拖曳式深海直流电阻率观测方式,同时考虑到海底沉积环境的电各向异性,开发了基于非结构有限元方法的三维任意各向异性深海直流电阻率正演算法,实现了对海底任意电各向异性情况的仿真模拟。本文算法与层状一维模型半解析解的对比验证了算法的精度。对典型各向异性电性模型的仿真模拟和分析,证明了全拖曳式深海探测方式对海底沉积层和矿产资源电各向异性的高分辨率。在此基础上,总结了电导率各向异性主轴沿笛卡尔坐标旋转时视电阻率分布也发生同方向旋转的视电阻率分布特征,并根据海底地形对各向异性探测的影响进行了简单探讨。     

松辽盆地火山岩储层三维可视化描述

以松辽盆地升平地区作为目标区,优选出Petrel软件。首先利用构造层面及断层数据建立了构造模型和断层模型,然后通过确定性建模和随机建模结合的方法,同时结合断层和构造模型建立了该区火山岩相三维地质模型,在三维空间上详细刻画了典型火山岩体的岩相特征和在三度空间的变化规律,实现了对营城组升平地区复杂构造目标区火山岩储层的三维可视化动态表述和展示。通过三维构造模型可以看出,工区西北部及南部缺失营城组地层,其内部发育由两个构造高点所构成的穹窿构造,该构造以-2 810 m等深线圈闭,构造面积32.45 km²,构造高点海拔为-2 660.5 m,构造幅度150.5 m,断层多为南北向展布,长度一般为2～5 km,断距一般为8～30 m。     

三维地震勘探在湖泊等浅水系地表条件下的应用效果分析

介绍了在湖泊浅滩及养殖区密集的浅水系地表条件下开展三维地震勘探的主要特点和难点,并提出了具有针对性的技术措施,从而保证了野外数据采集和资料处理的质量。通过对三维地震勘探的野外数据采集、资料处理的总结和地质成果的验证,说明了三维地震在湖泊和鱼塘密集区等地表为浅水系地区取得较好勘探效果,并为今后地表复杂地区的三维地震勘探工作提供了借鉴经验。     

浅层气藏流体相控属性参数建模及应用

对钻井资料较少的莺歌海盆地某气田采用流体相控属性建模,利用叠前纵横波速度比反演预测储层含气性和储层测井综合解释成果,用随机模拟方法建立储层的流体相模型;用流体相模型进行间接相控,建立了用波阻抗约束的随机模拟孔隙度模型,解决了浅层气藏由于受含气效应影响导致模拟的气层孔隙度偏高而难以正确反映储层物性分布的问题。在此基础上求得连通因子平面分布,勾出孔隙度分隔带,解释了研究区压力和气体类型分区特征。     

下寺湾油田长8段储层相控建模研究

运用Petrel储层建模软件,对下寺湾油田长8段砂组进行储层相控建模研究。首先利用序贯指示模拟方法建立能够表征储层较大规模非均质性的沉积微相模型;在沉积微相模型建立之后,采取相控物性参数建模方法,分小层分微相统计各种物性参数分布特征;然后利用序贯高斯模拟方法分别进行模拟,建立了研究区的孔隙度模型、渗透率模型和含油饱和度模型。结果证明按此方法建立的模型效果较好,客观反映了地质实际,为该区下一步滚动勘探开发提供了地质依据。     

周家湾地区前侏罗纪古地貌恢复及油气富集规律

前侏罗纪古地貌控制着中下侏罗统沉积发育及油气的富集规律, 精确恢复刻画古地貌形态对于侏罗系油气勘探至关重要.以鄂尔多斯盆地周家湾地区为例, 在沉积相、砂体展布、古流向物源、古厚度恢复、古水深校正等分析的基础上, 结合地质、钻井、测井等解释资料, 应用三维储层建模技术, 定性定量地对前侏罗纪古地貌进行了恢复.同时建立了三维砂体、孔隙度、渗透率模型, 从生、储、盖、圈、运、保等油气成藏条件, 直观地解释了古地貌油气富集规律.依据以上模型, 预测出油气有利储集区分布在三大斜坡储集带的河流边滩砂体和河谷内的心滩处, 为勘探开发提供了可靠依据.      

库水位下降时隔水底板倾斜的层状岸坡中浸润线的解析解

库岸边坡中的地下水对其稳定性起决定作用,然而目前却没有统一的公式用来计算岸坡中的浸润线.为此,根据三峡库区广泛存在的隔水底板倾斜的层状非均质岸坡建立了基本模型,求得了稳定渗流和非稳定渗流两种情况下,库水位下降时岸坡中浸润线的解析解.同时,结合算例进行了分析,证明该方法在实际工程中具有指导意义.     

柴达木盆地北缘南八仙背斜深、浅断裂系统耦合分析

柴达木盆地内部发育有丰富的基底和浅层断裂，二者之间的成因机制目前还存在较大争议。文章基于高精度三维地 震反射数据和钻井资料，对柴达木盆地北缘南八仙背斜的深、浅断裂系统的几何形态和相互耦合关系进行了分析。南八仙 地区主要发育两条近EW走向的高角度基底断裂，分别为南倾的马仙断裂和北倾的仙南断裂，都是中生代晚期就开始发育 的老断裂，并在新生代重新活化。在新生界内部还发育NW走向和近EW走向两组浅层正断层体系，断距都很小。NW走向 正断层主要位于马仙断裂南侧（上盘），呈雁列式排列。近EW走向正断层范围较小，仅局限在南八仙背斜核部、仙南断裂 上部，由一系列近平行的正断层组成，在仙南断裂上部形成一个小型的地堑构造，切割了NW走向的正断层体系。分析认 为NW走向正断层与马仙断裂左旋走滑导致的尾端拉张有关，而近EW走向正断层体系与高角度仙南断裂逆冲活动导致的 浅层剪切拉张有关。综合前人研究成果认为柴达木盆地广泛存在的浅层断裂成因多变，深、浅断裂耦合关系十分复杂，先 存断裂在新生代构造活动中起到了一定的控制作用。