时频电磁(TFEM)技术:数据处理

时频电磁（TFEM）技术应用于油气勘探已二十余年,发挥了重要作用,系统研究数据处理对于该方法的发展具有重要意义。文中厘清了TFEM数据处理流程,分析了数据处理的特点和优势;给出了电磁属性的概念,改进了主要电磁属性参数提取方法,明确了TFEM法油水识别因子;进一步论述了储层目标多解性的约束处理解释方法。展示了实际探区的含油含水实例,实际剖面显示出油气因子与地震异常的叠加能够更好地指示有利含油目标,具有重要的实用价值,为TFEM数据处理方法的发展指明了方向。     

TFEM油气检测技术及其在伊犁盆地的应用

目标储层油气检测一直是勘探的难点之一,目前已成为影响钻探成功率的主要因素之一。常规的油气检测技术由于受地表氧化还原带、地面地质条件等多种因素的影响,油气预测的成功率相对较低;时频电磁法(TFEM)直接研究深层油气目标,激发探测目标本身产生的异常,从而克服了近地表的干扰,提高了油气预测的精度。TFEM勘探在伊犁盆地取得了较好的勘探效果,成功地预测了目标储层的含油气性,并确定了含油气有利区。     

时频电磁法在冀中坳陷潜山及潜山内幕油气预测中的应用

针对冀中坳陷文安斜坡—大城凸起地区潜山埋藏深度大、浅层干扰严重等勘探难点,应用时频电磁(TFEM)技术,对工区内潜山及潜山内幕油气进行研究。通过分析潜山油气藏电性特征以及潜山岩心测试结果,总结出潜山含油气时具有高振幅、高相位、中—低电阻率异常的特征,且含油饱和度越高三个参数的响应越强。通过扩展激发周期至40s获得了深部目标体的信息,采用多周期数据叠加有效提高了信噪比,并依据井、震资料建立模型进行约束反演,有效提取了潜山及潜山内幕油气异常信息,同时结合已知钻井和潜山油气藏异常特征对研究区的时频电磁异常进行了标定,在文安斜坡—大城凸起地区预测了六个潜山含油气有利区。预测结果得到了后期钻探数据的验证。这表明时频电磁勘探能够为油气勘探指明方向,降低钻探风险。     

时频电磁(TFEM)技术：数据联合约束反演

在油气勘探中,时频电磁（TFEM）数据反演可以利用更多的已知资料。充分利用已知资料有效减小反演非唯一性具有重要意义。建立联合反演目标函数,采用人工鱼群算法实现TFEM勘探水平电场和垂直磁场的联合约束反演;设计层厚度、电阻率和极化率等参数三类模型空间,以实现对不同层位参数的灵活约束,给出了模型参数空间设置的方法和规则,能够充分利用或多或少的已知资料对反演参数进行约束;同时提出了三类模型的分步反演方案,其中一些措施有效地减小了反演结果的非唯一性、提高了反演精度。模型测试和实际剖面反演表明,人工鱼群算法和分步约束的反演方案能够很好地克服反演的非唯一性并确保勘探精度和效果,有较强的实用性。     

TFEM组网式时频电磁采集系统组成及功能

TFEM组网式时频电磁采集系统是由东方地球物理公司和中科院电子所为适应时频电磁法勘探而开发的一套数据采集接收系统。系统具有高精度数据采集、数据安全存储、数据长距离实时传输、自标定、GPS同步、阻抗测量等功能。本文介绍了TFEM时频电磁采集系统的系统组成、技术指标、软、硬件功能及应用。     

地井垂直电磁Walkaway剖面法油藏开发三维模型电场响应特征

地面激发、井中接收是有可能在油田开发中了解剩余油气分布的一类地井电磁勘探技术。本文提出地井垂直电磁Walkaway剖面法,采用积分方程三维模拟软件,对地面变井源距施工方式中的目标体电阻率、尺寸、埋深以及离井距离的模拟,反映了该方法在油气藏开发动态变化的异常响应规律;通过模拟和分析均匀介质背景与层状介质背景两种情况下三维油藏目标动态模型的异常特征,表明该方法探测范围大,信噪比高,可有效监测油气动态变化,为该方法在油田开发中的应用提供了一条新途径。     

基于时频电磁法的富有机质页岩层系勘探进一步研究

为了发挥非地震勘探技术成本低、效率高的优势,检验电法勘探技术在页岩气勘探中的有效性,分别于2011、2012年对分布于四川盆地南部的志留系龙马溪组-奥陶系五峰组、寒武系牛蹄塘组两套典型富有机质页岩层系进行了时频电磁法(Time-Frequency Electromagnetic Method,TFEM)页岩气勘探试验。岩石样本研究表明,这两套页岩层系具有较为明显的低密度、低磁化率、高极化率、高TOC、相对高电阻率,即"两低、两高、一相对高"的物性特征。2012年进行的面积时频电磁法勘探试验结果与2011年完成的二维时频电磁法勘探试验结果均表明,试验区分布的志留系龙马溪组-奥陶系五峰组层系具有高极化率与相对高电阻率异常分布特征。以时频电磁法勘探获取的高极化率异常为主,通过多参数评价,预测了试验区两套目标层系的TOC高值分布区。     

时频电磁与大地电磁数据联合反演

时频电磁法属于一种人工源电磁方法,具有抗干扰能力强、对中—浅层的电性层有较高分辨率的优点,但目前受限于最低激发频率,对深层电性层反映有限;大地电磁是一种天然场源电磁方法,具有测量频率低、探测深度大的特点。因此,这两种方法具有互补性。基于奥克姆反演算法,笔者提出新的联合加权方法,对时频电磁与大地电磁的数据进行联合反演处理。模型和实测数据试算结果表明,时频电磁与大地电磁的联合反演既可提高对浅部电性异常体的分辨率,也能提升对深部电性层的探测精度,增强了利用电磁勘探技术解决地质问题的能力。     

不同海洋可控源电磁法对海底低阻目标体的探测能力对比分析

深海低阻热液硫化物矿海洋可控源电磁法勘探主要采用时间域海底中心回线或重叠回线装置。以往对不同海洋电磁勘探装置探测能力的对比研究主要针对海底高阻油气藏目标体,而对于深海低阻目标体探测能力的讨论和分析较少。为此,研究对比了频率域和时间域深拖拽发射-接收装置对深海低阻目标体的探测能力,通过计算典型深水域三维低阻目标体模型的电场响应、归一化电场响应和空间中电场分布特点,分析了两种不同海洋电磁方法的应用效果,得到以下结论:(1)频率域和时间域深拖拽发射-接收装置均能探测到深海三维低阻目标体的电场异常;(2)对于典型的深海低阻目标体,频率域电磁法的异常幅值大于时间域电磁法。     

时频电磁法含油气有利区预测在T盆地的应用

储层含油层段与非含油层段的电阻率、极化率等电性差异一般较大,时频电磁勘探通过大功率人工场源激发电磁场,直接探测油气藏引起的电阻率和极化率异常,达到检测和评价含油气有利目标的目的。通过在T盆地不同阶段不同油气目标的应用分析,发现不同类型油气藏具有不同的极化异常特征。该技术在T盆地的有利目标预测结果已被多口井验证,与实钻吻合率达68%以上。文中还总结了时频电磁勘探方法的适应性与局限性。     

水平井防砂管柱三维成像系统

针对传统的二维套管损伤视觉解读效果较差,信息量不足等问题,研究了多探头瞬变电磁法水平井防砂管柱损伤检测三维成像系统.通过对井下水平井防砂筛管柱多探头设计的分析介绍,结合异常点误差校正算法对多探头数据的补偿,更加突出反映管柱多个扇形区域的损伤情况.同时,针对多探头瞬变电磁法水平井防砂管柱损伤检测接收信号弱的特点,设计了瞬...     

地震采集技术发展动态与展望

地震采集技术正经历着深刻的变化,发展速度明显加快。"以记录波场为中心"的理念逐步替代了传统的追求共中心点叠加次数的采集设计思想,力求记录到大部分对地质目标有影响的资料、无假频地记录噪声波场,为成像和噪声识别打好基础。以声波多普勒传感器为代表的新型传感器不再强调与地面的耦合,将大幅减少采集工作量;508XT陆地采集系统,能够实时记录百万道地震信号,将地震成像的分辨率提高到新水平;而旋转分量传感器测量出了波场更多信息。随着可控震源、激发方式的进步,传统的逐炮激发、接收的非连续采集方式演化为多震源按计划独立激发、不同炮连续重叠记录,提高了采集效率。海上地震也出现了双圆形采集、完全去伴随波、OBN等新技术。DSA的实现,将大大提高地震的经济性,通过数据的冗余,提高地震资料反映地质情况的能力。     

瞬变电磁井间涡流激发响应的实验研究

瞬变电磁井间涡流激发的二次场响应可以用于井间剩余油的检测,为提高剩余油采收率,提出基于全空间几何因子的井间勘探方法。利用铝板与全空间放置的发射和接收线圈进行瞬变电磁井间勘探实验,首先将有铝板存在和无铝板存在时接收线圈测量的瞬变电磁总响应相减去掉直接耦合信号,得到只与空间导电介质有关的涡流激发响应(该响应即为井间勘探的有用信号,与地层电导率成正比,可以用来反演地层电导率),然后用涡流激发响应的极性间接地对全空间几何因子极性特征进行定性实验验证,即全空间几何因子在发射或接收线圈两侧极性相反。利用全空间几何因子理论以及井间涡流激发响应解析解进行正演模拟,并与空气以及地层中实测得到的涡流激发响应波形进行对比,从而定量地验证了全空间几何因子在计算井间涡流激发响应时的可行性。通过改变发射与接收线圈的源距,发现了瞬变电磁全波响应以及与铝板有关的井间涡流激发响应幅度随源距的增大而逐渐变小的客观规律,即源距改变,接收线圈对涡流激发响应的灵敏度随之改变。     

基于锤击和多级井中检波器接收微测井的近地表Q值调查方法

基于锤击和多级井中检波器接收的微测井是一种安全、经济的表层结构调查方法,已在表层结构速度调查方面得到了规模化应用。但由于存在记录延迟时差、激发子波非一致性及干扰波等影响因素,它难以直接应用于近地表Q值调查。为此,在目前常用锤击和多级井中检波器接收微测井观测系统基础上,在井口位置增设延迟校正检波器,用于校正不同炮次记录延迟时差,在相邻炮次接收范围的交界处设置一个重复接收点,用于消除激发子波的非一致性;而且基于质心频率偏移Q值估算方法,通过不同深度点接收初至波质心频率及方差随深度变化的多项式拟合,消除干扰波对初至波质心频率及方差随深度变化规律的影响,提高Q值估算精度。模型正演模拟结果分析和塔里木沙漠区实际资料应用结果均表明：用上述方法求取的Q值与模型和经验公式所得结果接近;同时,利用由该方法求得的Q值对实际资料做近地表吸收补偿,可显著提高地震剖面的分辨率。     

ZPG-99型实时监控测试及诊断分析系统

ZPG-99型实时监控测试及诊断分析系统是应用电磁式正弦压力传感器,将井下非电量的被测参数转变为电量,通过信号电缆实时传给地面接收系统,经计算机数字化处理进行实时显示,使试井测试过程“可视化“,以便及时判断试井过程中可能出现的各种异常反映,随时根据需要修改试井采点密度,提高试井成功率和经济效益.     

基于检波器接收照明能量效率最大化的炮检距设计方法

以往基于水平层状介质的常规观测系统设计方法,已不能满足如今高精度油气勘探的要求。基于此,宜采用基于地震波照明度的观测系统优化设计方法,然而目前的照明分析技术还仅限于对观测系统进行评价。本文在地震照明模拟的基础上,通过探究检波器接收能量和接收效率之间的关系,形成基于检波器接收照明能量效率最大化的最大炮检距设计方法。其基本思路是在目标部位通过模拟放炮,建立接收能量和接收效率之间的优化关系,并获取最佳最大炮检距。通过对取自实际资料的断陷模型和逆掩推覆模型的模拟实验,证明基于照明度分析的观测系统参数设计方法具有良好应用效果。     

新形势下的钻井信息化

介绍了我国石油行业在新的发展形势和管理模式下，钻井领域进行信息化的重要任务。在理清钻井业务流程的基础上，提出了以“钻井数据中心”为核心的钻井信息系统框架。从自动采集和人工采集两个方面阐明了钻井数据采集的范围和方式；从井筒网络、井场局域网、远程传输网和企业网等方面介绍了钻井信息化立体网络的构成，还介绍了钻井数据与甲方数据中心的数据交换方式、钻井数据中心的构建方法、以及钻井数据中心所支持的上层应用系统设计内容。提出了钻井信息化的发展方向，对我国钻井行业信息化有一定的指导意义。     

基于载波通信原理的电磁波随钻测量技术

为了提高电磁波随钻测量中数据传输速率,增加信号遥测深度,解决钻杆寿命低、可靠性差和电磁信号散射严重等问题,提出了基于载波通信原理的随钻测量技术.该技术利用载波原理,通过耦合变压器将电磁波信号耦合到钻杆上,利用钻杆和大地构成导波系统,从而实现井上与井下的数据传输.通过分析电磁波在地层和钻杆中的传输特性,得到钻杆中的传输线波动方程,并给出系统的总体构成及设计方案.采用 LM1893作为载波模块,研制出井下发射机和井上接收机系统,并对系统进行了优化设计.结果表明,利用载波技术将电磁波加载至钻杆,通过钻杆-大地构成的传输信道,能够把井下测量参数传输到地面,同时还可把地面设置参数及指令发送到井下,实现地面与井下的双向通信.图7参11     

基于构建等效子集的观测系统变换

随着宽方位、高密度三维地震采集技术的发展，需要海量地震采集设备；在地震采集设备资源有限的条件下，或者地震接收成本较高而激发成本相对较低情况下，适于采用“以炮代道”地震采集方式对原设计地震采集排列片做观测系统变换。观测系统变换的前提条件是两种观测系统构建的十字子集相同，以保证面元属性一致，从而达到预期的勘探目标。实际应用结果表明，推拉式观测系统和大十字观测系统均可方便地完成等效子集的构建，实现以炮代道的精确变换，研究这两种观测系统是分析和设计复杂的以炮代道观测系统变换的基础。     

南阳凹陷高精度三维地震采集观测系统设计

南阳凹陷主要勘探目的层埋藏较深，断裂发育、构造破碎，现有地震资料的信噪比和分辨率不能满足油气勘探需求。为此，针对南阳凹陷的地震地质条件，结合地震波动方程模拟、照明分析以及观测系统采集脚印分析等技术，在兼顾各项采集设计要求与工作效率的条件下，重新设计了三维地震观测系统。实际应用结果表明，采用上述观测方法获得的地震资料质量较原资料有明显的改善。新采集的资料剖面断裂系统成像清晰，目的层及其以上各反射层特征清楚，分辨率和信噪比均有较大的提高。