移动双极电偶源瞬变电磁成像方法与应用基础研究

Based on the controlled source EM theory and the aquisition system of CSAEM, The moving bipole source TEM(MSTEM) method will have been studied in this project.The method is a kind of TEM method in which the acquisition system along a profile or in a 3D area is fixed while the bipole source is moving.2D and 3D modeling of MSTEM, software development, data processing method, the influence and its removement method for an anomalous body burried near the bipole source, and inversion and imaging technologies with multi-covered data sets basied on dynamic EM theory will all have studied in the project so that MSTEM is established.The method have the advantages of multi-covered and multi-components data sets, with which the non-uniqueness will be solved effectively in the inversion and imaging, thus the interpretation accuracy and veracity will be inhenced. In the application study area,the charcteristics study of EM components of MSTEM responsed from reservoir stratum which features high resistivity and chargeability will lead to find a oil and gas detction method, which is a new effective tool in the reservoir monitoring and detction.

本项目以可控源电磁法理论为依据，以可控源电磁阵列采集系统（CSAEM）为手段，进行移动双极源瞬变电磁法（MSTEM）方法应用基础研究。该方法是通过移动地面接地双极源发射瞬变电磁场，固定剖面测点进行二、三维阵列观测的变偏移距瞬变电磁探测方法。项目通过开发与完善二、三维电偶源瞬变电磁正演方法与软件、移动源瞬变电磁法资料处理方法研究、移动场源处电性不均匀体的影响与消除方法研究和以电磁运动学为基础的多次覆盖数据联合反演与成像方法研究，形成移动源瞬变电磁勘探方法与技术。该方法具有多次覆盖和多分量阵列观测之特点，能较好地解决反演与成像的非唯一性问题，从而提高电磁方法的解释精度与准确性。在方法应用研究方面，针对含油气储层具有高电阻率、高极化率的电性特征，研究该模型条件下移动源激发的电磁分量对油气的反应特征，提出移动源条件下的电磁多分量油气检测的解释方法，为油藏动态监测与剩余油检测提供新的有效的技术手段。

项目研究以可控源电磁法理论为依据，以可控源电磁法流体识别方法与技术成果为基础，以可控源电磁阵列采集系统为手段，进行了移动双极源瞬变电磁法方法（MSTEM）应用基础研究。取得了如下研究成果。.（1）移动源采集方法与技术. 通过购置传感器，硬件配套与完善，采集软件开发与完善，及野外方法试验，实现了MSTEM方法采集功能，形成了MSTEM采集方法与技术。勘探深度覆盖可达到500至5000米范围，可对5000米埋深左右的100米厚的目标进行有效识别。.（2）复杂极化介质的时域电磁场正演模拟. 引入GEMTIP时域激电模型，完成了该模型条件下的一维极化介质的解析式推导，并实现了高精度计算。通过Lee网格，完成了时域电磁场分量三维有限差分显式格式的推导，以一维正演结果作为初始条件，同时引入吸收边界条件，实现了复杂介质的三维瞬变电磁场的计算，并具有内存占用少，计算速度高之特点。.（3）移动可控源电磁法成像方法. 首先，通过研究均匀半空间地电模型的电场分量的脉冲响应与地下电阻率、电场脉冲响应曲线的峰值时间及收发距（即与源的距）的关系，确立了电阻率成像的数学公式，并利用多源叠加，提高了电阻率的可靠性。其次，基于瞬变电磁场扩散电流的“烟囱”效应，推导出勘探深度与电阻率及扩散时间的关系（可理解为不同的峰值时间）。最后形成了移动源电磁勘探方法的成像方法。这一研究成果使得移动源电磁勘探方法成像简单，可靠性与稳定性好，也能较好地解决多解性问题。.（4）试验效果. 试验区MSTEM试验得到了地下电性结构为KH型，埋深1200米左右的储层高阻体反应明显，与测井曲线建立的地电模型基本吻合，分辨能力优于常规电磁勘探方法。.项目研究初步确立了MSTEM的采集方式、资料处理流程、野外采集可行性设计的模拟手段、成像方法等方法与技术系列，对该方法的深入研究奠定了理论、方法与实验基础，理论与实践指导意义重大。研究成果展示出该方法具有成像简单、可靠性强、多解性小等特点，具有应用潜力。