海洋可控源电磁法正演研究与实现
【摘要】：
近年来海洋可控源电磁法(CSEM)在海底探测中的应用成为国际上研究的热点。CSEM己被用于大洋地壳研究、海底沉积物分布调查和海底矿产资源勘探,并在深海油气勘探中取得了显著成效。本文以水平电偶极子源为发射源,研究了海洋CSEM在海上勘探施工方法和原理。采用自适应有限元法实现二维正演模拟,分析了影响CSEM勘探效果的几个关键因素,并总结了其响应规律。本文取得的主要成果如下:
1、从麦克斯韦方程组,推导了空气、海水和海底地层三种不同介质的解析解,得出了在海底上方任意点的频率域电磁场公式,可以仿真任意海洋地电模型的电磁响应。
2、改进国外海洋可控源电磁二维正演软件MARE2DCSEM程序,开发了windows下的自适应有限元海洋可控源电磁二维正演模拟软件。
3、通过正演数值模拟结果得到影响海洋可控源电磁法关键因素有:海水深度、海底电阻率、地层厚度、海底地形、排列方式及其发射频率。它们之间存在以下关系:深海、高电阻率、厚层高阻体、平坦地形对取得好的海洋CSEM勘探效果有利;二维模型下观测系统采用轴向排列(inline)能够得到较好的探测效果;在深海环境下适合的频率段为0.01Hz~1Hz。
4、对典型的油藏构造(背斜和断层油气藏)进行了数值模拟,模拟结果表明海洋CSEM法可以区分油气是否存在。但尚不能根据简单的归一化曲线特征判定油气的位置大小及个数等信息,需对电磁资料做偏移处理工作。
5、首次使用我国某海域WC15-1区域的油气藏剖面建立相对应的模型,模型结果表明海洋CSEM法需要结合地质地震等综合资料,才能更好地发挥其作用。
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