浅海可控源电磁勘探空气波响应机理与压制方法研究

海洋可控源电磁法对深海油气资源具有很好的探测效果，但在浅海环境（如水深小于300m）下受空气波影响，海底目标信号被部分或完全掩盖，海洋可控源电磁法探测能力大幅度下降。我国大部分海域水深较浅，研究空气波压制方法对发展我国海底的可控源电磁探测技术具有非常重要的意义。本项目研究空气波的响应机理，探索有效实用的空气波压制方法。通过响应机理研究，认识浅海环境中收发点间电磁场的具体传播方式（ 包括传播通道和电磁耦合关系）和空气波响应特性。利用不同频率空气波的关联性和不同介质中电磁场的传播时差，分别在幅度上削减空气波和在时间上避开空气波，达到压制空气波的目的。该压制方法无需理想化的海洋电性分布，不采用宽频带接收，而是通过特定的观测和数据处理技术，实现对浅海环境中空气波的有效压制。研究成果将克服浅海可控源电磁探测中的空气波瓶颈，为我国海底油气勘探提供技术支持，并促进海洋可控源电磁法的发展。

海洋可控源电磁法在深海油气勘探中具有独特优势，但在浅海油气勘探中遇到空气波干扰。本项目对空气波的响应机理和压制方法进行了研究，包括理论分析、仿真分析和模拟实验，研究成果包括建立浅海电磁响应数学模型和空气主要影响项数学模型，给出了具有实用潜力的空气波压制方案，开发了正演模拟程序和空气波压制程序，开发了室内和地面模拟实验系统，提出了海陆可控源电磁勘探的统一理论机制。研究表明，由于电磁耦合，不存在单独的仅通过空气层传播的空气波响应，但存在空气主导项。通过高低频空气波的通道关联性可以较大程度地压制低频空气主导项的影响，从而大幅度提高对浅海油气的分辨能力。这种压制方法没有前提假设条件，无需对传统测量装置和工作方式进行较大改动，所需参数均可通过实际测量获取，并且对噪声等因素引起的测量误差具有一定的抵制能力，因而具有实用价值。电磁场传播通道是理解海陆电磁勘探机理的关键因素，这一因素的应用方式导致了当前深海、浅海和陆地环境下常用电磁勘探方法的性能差异。已有海陆电磁勘探方法只是从一个角度去认识和利用电磁场传播通道，存在局限性，若综合利用空气波和地层波，可进一步提高频率域可控源电磁法的勘探能力，特别是陆地环境下对高阻层的探测能力。研究还表明，空气影响具有两面性，不利的一面在于降低海底深部目标引起的相对异常（这是主要的），但同时也会增大信号强度和绝对异常幅值。合理设置观测系统参数，即使在空气波存在的浅海和陆地环境下，对高阻层也有一定的分辨能力。本项目研究成果对促进我国浅海和陆地电磁勘探技术发展具有积极意义。部分研究成果已在国内外知名期刊上发表，培养了多名研究生。