海洋可控源电磁三维反演方法研究

发布时间：2020-06-09 14:02

【摘要】：当今社会对油气资源的需求越来越大,促使海洋油气资源成为目前研究的热点。海洋可控源电磁勘探(Marin Controlled Source Electromagnetic Method,MCSEM)是一种重要的海上勘探方法,在商业上用于油气勘探已经有十多年的历史。它的基本原理是通过人工场源在海水中激发电磁场,在海底接收反射电磁波,经处理后得到海底介质的电性分布特征,判断地层是否含有高阻层。由于电磁波穿透力更强,对于海底的火山岩覆盖地区,珊瑚礁区域、碳酸盐岩等地震勘探效果差的区域,MCSEM方法能更好的确定海底高阻油气藏分布区域,提高钻井成功率。目前对MCSEM资料的处理解释方法以一维和二维模拟为主,三维反演方法还处在研究和探索阶段。但实际的海底地质情况复杂,地电结构呈三维分布,采用一维二维处理得到的结果是不全面的,这就需要进行MCSEM三维反演研究。本文主要采用基于交错网格有限差分技术的非线性共轭梯度算法实现了海洋可控源电磁三维反演。主要的研究内容和成果如下。1.从麦克斯韦方程组出发,将海洋可控源电磁勘探中的电磁场分解为一次场和二次场,并分别推导一次场和二次场求解过程。2.在三维正演基础上,建立不同模型进行正演研究,通过改变海水深度、激发频率等因素,探讨其对海洋可控源电磁勘探效果的影响规律。3.采用非线性共轭梯度算法进行三维反演研究。从目标函数出发,推导计算公式,建立算法流程。此基础上,结合三维正演程序,实现海洋可控源电磁三维反演。4、建立模型进行反演研究,并将反演程序应用到实际资料的处理中,结果证明本文程序可以较好的反演出地下的电阻率分布情况。
【图文】：

那么经过海底含油气层折射和反射的电磁波能量就会微弱，甚至没有。利用这两者之间的差别就可以很好的判别地层是否含有油气资源。具体情况如图2-2所示。图2-2为StevenConstable 和 LeonardJ.Srnk（a2007）用实验数据模拟的有无高阻层时的电磁波响应情况[51]。MCSEM 发射器激发的电磁波穿过空气-海水-海底地层整个系统，能量强度主要以指数形式进行衰减，衰减的大小与激发源和阵列接收器的距离有关。图 2-2 高阻油气层和含水层的对比 MVO 曲线通过图 2-2，我们可以明显的看出含高阻油气层时的地层与不含高阻油气层的地层在 MVO 曲线上有很大的差别。在距离偶极子发射源比较近的区域，由于接收角度问题以及从海面或海底反射和折射来的电磁信号要传播较长一段距离，

中国石油大学（华东）硕士学位论文过这样的定义之后，就可以使得每一个磁场分量周围均匀环绕反过来也是如此，对于每一个电场分量周围也均匀环绕着四个磁这种对电磁场各个分量的处理方式是符合安培定律（Ampere's电磁感应定律（Faraday's law of electromagnetic induct理的空间采样方法。与此同时，，这种电磁场各分量之间的空间易的采用麦克斯韦方程进行差分计算。
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.325;P744.4

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