本文關鍵詞：海洋油氣勘探中電偶極源參數優(yōu)化設計與應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近來在徑向電流源的應用當中得到了很多經驗,所謂的電偶極源,就是在瞬變電磁法和海洋可控源電磁法(Marine Controlled Source Electromagnetic)中作為一個發(fā)射機。電偶極源是一個交變橫向極化場源,表面是模擬垂直電偶極子的垂直電線。在近幾十年的過程中,該方法在理論上得到了發(fā)展并且通過了現(xiàn)場實踐的測試�，F(xiàn)在我們要研究的是在適當模型下一個水平電偶極源(HED)與垂直電偶極源(VED)在海洋油氣勘探中的電場和磁場分布。我們通過多種途徑收集海洋電磁大地電磁法、海洋可控源電磁法等技術資料,完成數據預處理方法、正反演方法和成像技術等等成果。同時通過現(xiàn)有國內外近幾年的進展以及成果,分析水平電偶極源和垂直電偶極源在海洋地質保障工程中應用的可能性,可行性,并提出相應的研究與應用方案。在海洋電阻率測量中,磁場TM勘探也很有用。海水在常規(guī)源磁模式占主導地位的數據產生較大的噪聲。因為海水衰減的場域,MCSEM是唯一成功探測長偏移距的系統(tǒng),也可以解決高阻目標。然而,TM僅適用于水深低于1000米和偏移約15公里的環(huán)境下。使用海洋可控源電磁法可能幫助解決這種情況,因為TM在任何時候都不依賴總電導率并且在不論海水深度的情況下,對高阻體很靈敏。1982年,Alan D.Chave和Charles S.Cox得到了頻率域中水平電偶源電磁場的解,至此海洋可控源電磁法一維的研究拉開了序幕。海洋可控源電磁法使用移動式水平導線源和海底電場接收機陣列。發(fā)射電極源盡量放置于深海處以減小來自水-空氣界面的空氣波以及空間電磁噪聲的影響。發(fā)射源發(fā)送的低頻(0.10Hz-50Hz)電磁信號不僅向水中傳播而且向海底傳播。向海底傳播的電磁波進入海底,在那里與高阻層(含油氣)相互作用,產生響應電磁場,其中部分能量返回排列在海底的接收器。由于電磁波沿導電層傳播比沿高阻層傳播損耗更大,所以和缺乏高阻層的均質地層相比,油藏的出現(xiàn)會加強信號。地學家采用分析手段通過對比觀測資料和預測模型,或采用數學手段利用反演算法,能夠識別電阻率異常,并以此推斷地層結構信息。本文根據電磁場理論基礎,通過分析和研究海洋可控源電磁的基礎理論和國內外的最新發(fā)展現(xiàn)狀,關鍵來完成以下的幾項任務工作:(1)調研了國內外海洋可控源電磁法的研究資料和發(fā)展現(xiàn)狀,分析了海洋電磁未來發(fā)展趨勢。(2)簡述了現(xiàn)在國外海洋電磁的硬件技術和指標,如勘探船、發(fā)射機、接收機等主要部件指標,并介紹電磁勘探基本原理和垂直電偶極子、水平電偶極子在海洋層狀介質中的規(guī)律。(3)根據MCSEM基本原理,我們運用一維探測技術對水平電偶極子、垂直電偶極子進行了一維正演模擬計算,主要研究了海洋可控源電磁法各個電場和磁場分量對于海底高阻薄層的響應特征曲線。同時對比了各個電磁場分量對于高阻薄層的靈敏性。根據模擬分析,得出了海洋可控源電磁在不同發(fā)射頻率情況下的電磁場響應,并分析了頻率影響因素。同時空氣波是MCSEM中主要影響因素之一,本文為了研究出空氣波的影響以及海水深度、收發(fā)距等之間的關系,設計了相應的模型,最終分析出水平電偶極源與垂直電偶極源在海洋油氣勘探中的可行性。(4)根據電偶極源輸入參數的不同得到在海洋油氣勘探中電磁場信號波不同,對比不同參數間的信號波響應曲線,為實現(xiàn)海洋油氣勘探的功能設置正確的參數提供了相應的理論根據。綜上所述,本文運用海洋電磁的一維勘探研究程序,完成了一維模型的理論計算。討論并分析了多種不同因素對MVO曲線造成的影響,為海洋電磁下一步研究工作和水平電偶極子、垂直電偶極子電場和磁場分布的計算提供了理論基礎。同時為正演算法工作及數據校正奠定了研究基礎。
【關鍵詞】：MCSEM 一維正演 HED VED
【學位授予單位】：成都理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P618.13;P631.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-16
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.1 國外海洋可控源電磁法發(fā)射源的研究12
• 1.2.2 國內海洋可控源電磁法發(fā)射源的研究12-13
• 1.3 海洋可控源電磁法的發(fā)展方向13-14
• 1.4 研究意義14-15
• 1.5 本文主要研究的內容15-16
• 第2章 海洋可控源電磁法勘探原理16-35
• 2.1 MCSEM勘探的基本理論16-21
• 2.1.1 頻率域麥克斯韋方程17-18
• 2.1.2 波動方程18-19
• 2.1.3 邊界條件19
• 2.1.4 有源場的電磁理論公式19-21
• 2.2 海洋可控源電磁法探測方式及設備介紹21-31
• 2.2.1 海洋可控源電磁法幾種探測方式22-24
• 2.2.2 MCSEM設備介紹24-31
• 2.3 振幅隨偏移距變化（MVO）曲線分析技術31-34
• 2.4 本章小結34-35
• 第3章 海洋可控源電磁法一維正演設計35-45
• 3.1 系統(tǒng)開發(fā)工具介紹35-36
• 3.2 MCSEM軟件總體框架圖36-38
• 3.2.1 MCSEM程序設計36-37
• 3.2.2 軟件功能需求分析37-38
• 3.3 海洋頻率域可控源電磁法一維正演38-39
• 3.4 水平電偶極源在海洋水平層狀介質中的電磁場39-42
• 3.5 垂直電偶極源的一維正演研究42-44
• 3.6 本章小結44-45
• 第4章 HED、VED的一維正演響應分析45-54
• 4.1 電偶極源在海洋環(huán)境中的場響應45
• 4.2 水平電偶極源在海洋環(huán)境中的場響應45-49
• 4.2.1 海水深度變化的響應分析45-46
• 4.2.2 發(fā)射頻率變化響應分析46-48
• 4.2.3 歸一化曲線處理48-49
• 4.3 VED一維模型與算例49-53
• 4.3.1 深海模型50-52
• 4.3.2 淺海模型52-53
• 4.4 本章小結53-54
• 第5章 MCSEM參數分析及軟件系統(tǒng)實現(xiàn)54-65
• 5.1 參數優(yōu)化分析54-57
• 5.1.1 電偶極源方位角參數的優(yōu)化選取54-55
• 5.1.2 電偶極源發(fā)射頻率參數設定55
• 5.1.3 海洋層狀結構參數模型設定55
• 5.1.4 接收器方位角參數的優(yōu)化選取55-57
• 5.2 軟件系統(tǒng)的實現(xiàn)57-60
• 5.2.1 一維正演模型文件58
• 5.2.2 參數文件RUNFILE58-59
• 5.2.3 Oceanic.csem輸出文件59-60
• 5.3 兩類電偶極源海洋油氣勘探效果對比分析60-63
• 5.3.1 空氣波參數模型響應對比分析60-61
• 5.3.2 有無異常體參數模型響應對比分析61-62
• 5.3.3 深海高阻模型中發(fā)射頻率變化的響應分析62-63
• 5.4 本章小結63-65
• 結論65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-69
• 攻讀學位期間取得學術成果69

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