频率域海洋井中电磁法物理模拟研究

发布时间：2020-10-18 09:36

　　 海洋电磁勘探通常是在海底或海水中发射和接收电磁信号,但该方法在海洋深部油气藏的勘探中需要较大的收发距离,并且在浅海油气勘探时受空气波影响较大。而海洋井中电磁勘探技术是一种新型的海洋油气藏开发监测技术,近年来逐步应用于我国海洋油气藏生产开发监测过程中,该方法将垂直双极源沉入海底油气井中,靠近目标体发射不同频率的正负交互方波信号,在海底或海水中接收海底油气藏电磁场响应信号,推测油气藏的变化趋势,以达到圈定油气藏范围以及动态监测海底油气藏在开发过程中的变化的目的,该方法对于深海油气藏使用较小的偏移距也能获得较高的分辨率,在浅海环境受空气波影响也较小,是一种较高精度、低成本监测海底油气藏开发的技术,在国际上已经逐渐引起海洋油气开发的关注。其物理模拟将野外实际系统的海洋井中电磁勘探过程按一定比例遵照相似准则缩小至室内实验室进行模拟,可方便、快捷、有效、低成本的完成野外三维地质体的电磁勘探模拟,并且可以弥补三维数值模拟计算量大的不足,为实际海洋井中电磁勘探研究提供支持。论文依托国家自然科学基金面上项目--频率域井地电磁法的物理模拟和数值模拟(41574065),利用前人的研究成果开展了海洋井中电磁一维数值模拟,从实验方案、实验模型材料的选取制备、实验数据的采集、处理及成图解释等方面深入研究并完成了海洋井中电磁物理模拟,取得了如下成果:1)基于前人的研究成果,利用海洋井中电磁法一维正演计算了三种一维模型(改变储层电阻率模型、改变海水深度模型、改变激励源激发位置模型)的电磁响应,从数值模拟角度的验证了海洋井中电磁法在应用于海洋油气藏范围圈定以及油气勘探开发监测的有效性,分析了海洋井中电磁勘探方法的特点及优势。2)在遵循电磁物理模拟相似准则的基础上,结合海洋电磁法野外实际施工参数与实验室现有的实验条件,利用不同配比盐水、河沙、水泥、石蜡、石墨制作实验样品模型,通过SI-1260阻抗/相位分析仪测量计算其电阻率,获得恰当配比之后利用盐水模拟海水,饱水河沙模拟海底沉积层,石蜡石墨板模拟高阻目标体、水泥石墨板模拟中高阻油气藏,铁板模拟低阻异常体,得到了合适模型参数配比并制作了多种电性异常体模型,最后利用电磁物理模拟实验系统成功完成了多种模型的海洋井中电磁实验数据采集。3)分析了高阻油气藏及低阻异常体在海底引起的电磁异常响应特征,并通过物理模拟实验结果与一维数值模拟实验结果的对比研究,验证了实验数据的有效性及可靠性,在此基础上,对比研究了三种模型的实验结果,分析了海洋井中电磁法相比于常规海洋电磁法的优缺点,论证了海洋井中电磁法用于海洋油气开发监测的可行性,为海洋井中电磁法进一步的研究及为野外实际勘探提供理论指导。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P631.81
【部分图文】：

洋井中电磁法与井地电磁法类似，其相关理论主要遵循电偶极子的电磁场传播理论以及水平均匀层状介质中场传播理论，其物理模拟必须在电磁物理模拟相似准则详细介绍了三种理论公式的推导过程。为地下Ｎ层水平均匀导电介质模型的井中电磁工作方法分别位于井中 A 点和 B 点，设供电设备位于地面井口 垂直，对交流电而言，两个垂直供电导线的重叠段 OA 可以抵消，因而整个装置的激励源可以等效为 AB 段的电磁响应的问题等效为计算地下均匀层状介质中垂直场问题。一般在油气勘探中认为石油、天然气及其围岩整个空间介质磁导率取为真空磁导率 ，电导率和介,2, ，N）， 和 表示空气介电常数和电导率（曹辉海水的介电常数和电导率，整个模型可等效为海洋环。

状介质任意长度的有限长源在任意位置的频率域井地电磁响2）。海洋井中电磁物理模拟实验可研究参数较多，若逐一模拟讨论节省物理模拟实验工作量，这里利用海洋井中电磁一维正演模的选择，为物理模拟实验方案的设计提供帮助，同时可利用一模拟背景场测量结果进行对比，验证实验数据的可靠性，确保物理模拟结果正确性。洋井中电磁一维模型正演计算电磁法一维数值模拟模型设计如图 3-1 所示，模型一般只分为层、水层、沉积层、目标层、沉积层，其中空气电阻率 一般取率经验值 = π ，海水深度为 ；海底沉积层电阻率 标层上顶面深度为 ，下底面深度为 。垂直双极源置于目标置于水底采集数据，发射极位置可调，接收电极与发射极水平位

成都理工大学硕士学位论文表 2-1 数值模拟测线上测点 y 坐标数据表1 2 3 4 5 6 7 -725 -675 -625 -575 -525 -475 -425 -9 10 11 12 13 14 15 -325 -275 -225 -175 -125 -75 -25 17 18 19 20 21 22 23 75 125 175 225 275 325 375 25 26 27 28 29 30 475 525 575 625 675 725
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4 曹辉;王绪本;何展翔;毛立峰;吕东伟;;水平层状介质条件下的井地电磁场响应计算[J];石油地球物理勘探;2012年02期

5 陈喜峰;;关于深部找矿问题的思考[J];中国矿业;2011年06期

6 岳保静;栾锡武;张亮;秦蕴珊;;近20年来渤海南部水深变化[J];海洋地质与第四纪地质;2010年03期

7 罗鹏;曹新志;;金属矿产浅部矿与深部矿产出特征及勘查技术方法的对比研究[J];地质与资源;2009年04期

8 刘雪军;王家映;何展翔;王志刚;;研究油气储集目标的井中-地面电磁新技术[J];勘探地球物理进展;2006年02期

9 王志刚,何展翔,魏文博,邓明;井地电法三维物理模型试验[J];石油地球物理勘探;2005年05期

10 张天伦,张伯林,聂荔;用地一井工作方式的三极梯度法寻找小块油气藏[J];石油地球物理勘探;1997年04期

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本文编号：2846126