Электромагнитные изыскания

Электромагнитные изыскания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Уровень техники

Изобретение относится к электромагнитным (EM, ЭМ) изысканиям и, в частности, к подводным ЭМ изысканиям углеводородных запасов, например, нефти, газа, гидратов метана и т.д.

Сейсмические технологии часто используют во время экспедиций, направленных на разведку углеводородных пластов, для идентификации их присутствия, места расположения и протяженности в пластах подземных пород. Однако, хотя сейсмические изыскания позволяют идентифицировать такие структуры, эта технология часто не способна различить разные возможные композиции текучих сред, находящихся в порах этих пластов. Это особенно справедливо для текучих сред, присутствующих в порах, которые имеют аналогичные механические свойства, таких как нефть и морская вода. Поэтому обычно необходимо использовать другие технологии изысканий для определения, содержат ли ранее идентифицированные пласты нефть или только водные текучие среды, находящиеся в порах. Одна из применяемых технологий представляет собой бурение разведочной скважины в области, представляющей потенциальный интерес. Однако она является дорогостоящей и требующей длительного времени. Альтернативная технология, разработанная в недавнее время, представляет собой технологию электромагнитных изысканий с управляемым источником (CSEM, ЭИУИ), такую как описано в GB 2382875 [2].

ЭИУИ позволяет различать пласты, заполненные нефтью и водой, на основе их отличающихся электрических свойств. Это выполняют путем передачи ЭМ сигнала в сторону морского дна, обычно используя источник (передатчик) в виде горизонтального электрического диполя (HED, ГЭД), и измерения отклика в ЭМ приемниках (детекторах), находящихся в некотором диапазоне расстояний от источника. Поскольку углеводороды являются более резистивными, чем морская вода, присутствие пластов, несущих углеводороды, обычно приводит к получению более сильных ЭМ полей, чем было бы в случае пластов, содержащих только морскую воду. Это связано с тем, что в высокой степени электропроводная морская вода приводит к затуханию компонента ЭМ сигнала, проходящего через пласты в большей степени, чем это произошло бы в случае, если бы данные пласты содержали углеводород.

Одна предложенная технология изысканий ЭИУИ состоит в том, что источник ЭМ буксируют над линией приемников и непосредственно сравнивают амплитуды отклика для смещений источник-приемник, которые находятся над целью, с соответствующими амплитудами отклика для смещений источник-приемник, которые были получены не над целью, таким образом, что можно наблюдать усиление амплитуды [1].

На практике, однако, непросто интерпретировать результаты изысканий ЭИУИ. В частности, было признано, что такая разведка должна быть тщательно спланирована для уменьшения вероятности усиления из-за определенных типов крупномасштабных фоновых структур фальшивых положительных показателей углеводородных пластов. Один из способов выполнения этого состоит в том, что данные изысканий получают для диапазона относительных ориентаций между источником и приемником, например, в результате буксировки источника ГЭД над развернутым массивом приемников. Данные от приемников, которые установлены в линию с источником ГЭД (то есть в линию, параллельную и проходящую через ось ГЭД), являются более чувствительными к присутствию тонких резистивных слоев, обозначающих пласты, несущие углеводороды. Данные от приемников, которые расположены в поперечном направлении от источника ГЭД (то есть по линии, перпендикулярной и проходящей через ось ГЭД), с другой стороны, являются более чувствительными к характеристикам крупномасштабного фона. Сравнение данных обеих ориентаций можно использовать для уменьшения фальшивых положительных показаний [2].

Анализ как данных, полученных в линию, так и данных, полученных в поперечном направлении от целевой области, представляющей интерес, доказал, что он представляет собой надежный способ уменьшения вероятности неоднозначной интерпретации данных ЭИУИ. Однако все еще существуют некоторые классы конфигураций подземных пластов, которые не несут углеводороды, но, тем не менее, формируют характеристики откликов ЭИУИ, аналогичные тем, которые ассоциированы с углеводородными пластами. Например, формации подземных пород, имеющие существенную степень вертикально анизотропной электропроводности (различная удельная электропроводность в вертикальном и горизонтальном направлениях), могут привести к получению откликов, снятых в линию и в поперечном направлении, которые аналогичны откликам, которые можно видеть в несущих углеводороды пластах. Это означает, что вертикально анизотропная формация пород может привести к росту вероятности ложной идентификации углеводородов. Кроме того, в случае, когда вертикально анизотропная формация пород содержит углеводородный пласт, свойства этого пласта будут определены неправильно. В частности, анизотропия фона приведет к недооценке глубины пласта и переоценке резистивности пласта [3]. Таким образом, глубокий несущий пласт, содержащий относительно малую фракцию углеводородов и, таким образом, имеющий пониженный экономический интерес, может быть ошибочно принят за то, что выглядит как коммерчески более интересный, неглубокий пласт с более высоким содержанием углеводородов (то есть с более высокой резистивностью).

Существует ряд конфигураций подземных пластов, которые могут проявлять значительную степень вертикальной анизотропии удельной электропроводности. Она часто проявляется в слоях песка и в глинистых сланцах, и ориентирование зерен в глинистых минералах в осадочных пластах также может привести к анизотропной электропроводности из-за выровненной ориентации трещин в подземных слоях. Таким образом, такие конфигурации подземных пластов, как эти, могут привести к ложным положительным показаниям присутствия углеводородов или переоценке количества и простоты добычи присутствующих углеводородов. Поэтому существует потребность в технологиях, которые дополнительно уменьшают вероятность неоднозначной интерпретации данных ЭИУИ, которые помогают исключить необходимость использования дорогостоящего бурения и дополнительные программы геологоразведки в областях, которые были неправильно обозначены как содержащие пригодные для коммерческого использования количества углеводородов.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом изобретения предложен способ анализа результатов электромагнитных изысканий с управляемым источником в области, представляющей интерес, причем область, представляющая интерес, содержит ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания углеводородов, способ содержит: предоставляют первый набор данных изысканий, полученных за пределами области, представляющей интерес, для диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; предоставляют второй набор данных изысканий, полученных внутри области, представляющей интерес, для диапазона смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора данных изысканий для получения модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; и обрабатывают второй набор данных изысканий для получения модели подземных пластов в области, представляющей интерес, в котором при обработке учитывают модель подземных пластов, за пределами области, представляющей интерес.

Первый набор данных можно назвать набором данных, полученных со смещением от цели, и второй набор данных можно назвать набором данных, полученных на цели. Поскольку набор данных, полученный со смещением от цели, был получен вне пределов геологической структуры, которая потенциально может представлять собой пласты углеводородов, и для диапазона смещений источник-приемник, инверсия этих данных позволяет восстановить свойства подземных пластов (таких как анизотропия электропроводности), которые обычно нельзя отличить от присутствия углеводородов и которые, таким образом, представляют собой источник неоднозначности. В соответствии с этим, учитывая эти характеристики инверсии данных, полученных на цели, вероятность неоднозначности значительно уменьшается.

Набор данных изысканий, полученный со смещением от цели, может быть получен, используя источник в виде горизонтального электрического диполя (ГЭД) или вертикального электрического диполя (VED, ВЭД). Для источника типа ГЭД набор данных со смещением от цели может содержать данные для диапазона смещений в поперечном направлении от оси источника и данные для диапазона смещений, расположенных вдоль линии с осью источника. Набор данных изысканий со смещением от цели может дополнительно содержать данные для диапазона смещений для промежуточных ориентаций между ориентацией в поперечном направлении от оси источника и ориентацией в линию с осью источника. Благодаря предоставлению данных из полного диапазона ориентаций характеристики фоновых пластов (то есть пластов, исключающих потенциальное пласты углеводородов), которые могут влиять на данные ЭИУИ, аналогично присутствию углеводорода, могут быть лучше ограничены с помощью данных, полученных со смещением от цели.

Данные изысканий со смещением от цели для смещений, расположенных в линию с осью, могут быть данными горизонтального или вертикального поля и, кроме того, могут представлять собой данные электрического или магнитного поля.

Данные, полученные на цели, могут быть получены в широком смысле аналогичным способом, снова используя источник ГЭД или ВЭД. Однако следует отметить, что в отличие от обычных изысканий ЭИУИ с использованием источника ГЭД, данные в области, представляющей интерес, требуется получить только для ориентаций в линию, что не приводит к увеличению неоднозначности. Это связано с тем, что фоновая формация пород, в которой отмечена геологическая структура, представляющая интерес, уже хорошо охарактеризована в результате инверсии данных, полученных со смещением от цели. В соответствии с этим данные, полученные в линию (которые представляют собой данные, наиболее чувствительные к присутствию углеводородов) из области, представляющей интерес, достаточны для обеспечения возможности определения содержания любого потенциального углеводородного пласта (то есть различить нефть или воду). Однако набор данных, полученных над целью, может дополнительно содержать данные для диапазона смещений, расположенных в стороны от оси диполя источника.

Обычно достаточно, чтобы данные были собраны с достаточной информацией источника и приемника, с тем чтобы можно было отобразить как данные цели, так и данные фона.

Данные изысканий во втором наборе данных изысканий для смещений, расположенных в линию с осью источника, также могут быть данными горизонтального или вертикального поля и могут представлять собой данные для электрического или магнитного поля.

Этап выполнения математической инверсии набора данных для изысканий со смещением от цели может быть выполнен с возможностью независимого определения электропроводности в модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес, в двух направлениях. Это может быть полезным, поскольку эффект анизотропной электропроводности в фоновых пластах может представлять собой существенную причину неоднозначности интерпретации. В частности, два направления могут представлять собой вертикальное направление и горизонтальное направление таким образом, что может быть охарактеризована вертикальная анизотропия электропроводности.

Этап обработки набора данных изысканий со смещением от цели может содержать: выполняют математическую инверсию, в которой, по меньшей мере, один параметр пространства модели ограничен в соответствии с его значением в модели подземных пластов, находящихся за пределами области, представляющей интерес.

Например, параметр может быть ограничен тем, что ему приписывают фиксированное значение, соответствующее его значению в модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес, может быть ограничен благодаря установке требования принять значение в пределах определенного диапазона значений, на основе его значения в модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес, или может быть ограничен тем, что ему будет приписано предпочтительное значение, значения в модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес, с математической инверсией набора данных изысканий, полученных над целью, затем предвзято выполняют в пользу моделей, в которых этот параметр находится ближе всего к предпочтительному значению.

В качестве альтернативы можно использовать другие технологии обработки, в которых учитывают модель со смещением от цели. Например, этап обработки набора данных изысканий над целью может содержать: выполняют экстраполяцию волнового поля, при которой исходная модель для экстраполяции волнового поля соответствует модели подземных пластов, находящихся за пределами области, представляющей интерес.

Кроме того, набор данных изысканий над целью можно итеративно обрабатывать, в результате чего последующие итерации учитывают модель подземных пластов внутри области, представляющей интерес, полученную из одной или более предыдущих итераций.

В соответствии со вторым аспектом изобретения предложен компьютерный программный продукт, содержащий считываемые машиной инструкции, для воплощения способа анализа результатов электромагнитных изысканий с управляемым источником в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.

В соответствии с третьим аспектом изобретения предложено компьютерное устройство, в которое загружены считываемые машиной инструкции, для воплощения способа анализа результатов электромагнитных изысканий с управляемым источником в соответствии с первым аспектом изобретения.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения предложен способ планирования электромагнитных изысканий с управляемым источником в области, представляющей интерес, причем область, представляющая интерес, содержит ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания углеводородов, способ, содержащий: формируют модель области за пределами области, представляющей интерес, включающей в себя формацию пород и массу воды над ней; формируют модель области, представляющей интерес, которая соответствует модели за пределами области, представляющей интерес, но дополнительно включающую в себя пласты углеводородов; выполняют имитацию электромагнитных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для получения первого набора данных имитируемых изысканий для диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; выполняют имитацию электромагнитных изысканий внутри области, представляющей интерес, для получения второго набора данных имитируемых изысканий для диапазона смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора имитируемых данных для получения имитируемой, восстанавливаемой модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; и обрабатывают второй набор имитируемых данных для получения имитируемой восстанавливаемой модели подземных пластов внутри области, представляющей интерес, учитывая имитируемую восстанавливаемую модель подземных пластов за пределами области, представляющей интерес.

Планирование может дополнительно включать в себя: повторяют имитацию электромагнитных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для множества частот источника для выбора оптимальных условий изысканий в отношении частоты источника и ориентаций источник-приемник, и расстояний для характеристики формации пород.

Кроме того, способ может дополнительно включать в себя: повторяют имитацию электромагнитных изысканий внутри области, представляющей интерес, для множества частот источника, для выбора оптимальных условий изысканий в отношении частоты источника и расстояний источник-приемник для исследования пластов углеводородов.

Благодаря планированию изысканий таким способом, при котором учитывается способ, с помощью которого данные анализируют, и благодаря учету эффекта выбора различных частот и ориентаций, и смещений источник-приемник данные, полученные в результате фактических изысканий, будут хорошо соответствовать анализу и будут в наибольшей степени чувствительными к характеристикам подземных пластов, представляющих наибольший интерес.

В соответствии с пятым аспектом изобретения предложен компьютерный программный продукт, содержащий считываемые машиной инструкции, для воплощения способа планирования электромагнитных изысканий с управляемым источником в соответствии с четвертым аспектом изобретения.

В соответствии с шестым аспектом изобретения предложено компьютерное устройство, в которое загружены считываемые компьютером инструкции, для воплощения способа планирования электромагнитных изысканий с управляемым источником в соответствии с четвертым аспектом изобретения.

В соответствии с седьмым аспектом изобретения предложен способ выполнения электромагнитных изысканий с управляемым источником области, представляющей интерес, причем область, представляющая интерес, содержит ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания углеводородов, способ содержит: получают первый набор данных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для некоторого диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора данных изысканий для получения модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; формируют модель области, представляющей интерес, путем добавления модели пластов углеводородов к модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; выполняют имитацию электромагнитных изысканий модели области, представляющей интерес, для получения набора данных имитируемых изысканий для диапазона смещений источник-приемник; повторяют имитацию электромагнитных изысканий по модели области, представляющей интерес, для множества частот источника, для выбора оптимальных условий изысканий в отношении частоты источника и расстояний источник-приемник, для анализа пластов углеводородов и получают второй набор данных изысканий в области, представляющей интерес, в соответствии с выбранными оптимальными условиями изысканий.

Этот подход позволяет использовать результаты данных, полученных со смещением от цели, при планировании изысканий на цели. Поскольку разведка на цели может быть запланирована с использованием результатов изысканий за пределами цели, для определения крупномасштабной фоновой структуры, условия разведки для изысканий, проводимых на цели, могут быть наилучшим образом оптимизированы.

В оптимальном случае не нужно считать, что найдены наилучшие условия разведки, но найден только набор условий изысканий, который обеспечивает сильные, безошибочные показатели в случае присутствия углеводородных пластов на месте проведения изысканий. Итеративная процедура может быть выполнена исключительно с управлением вручную. Однако предпочтительно имитатор может предоставлять пользователю вариант выбора автоматической оптимизации условий изысканий. Пользователь может затем переключаться между итерацией, выполняемой вручную, и автоматизированной итерацией в соответствии с его пожеланиями.

Способ выполнения электромагнитных изысканий с управляемым источником в соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения может быть выполнен таким образом, что вначале получают второй набор данных изысканий, и способ может дополнительно содержать: получают, по меньшей мере, один дополнительный набор данных изысканий внутри области, представляющей интерес, в момент времени, который отличается от первого момента времени, что обеспечивает возможность изменения отслеживаемой области, представляющей интерес. Это позволяет, например, осуществлять временный мониторинг пластов, из которых выкачали углеводороды.

В соответствии с восьмым аспектом изобретения предложен способ получения углеводородов из области, представляющей интерес, содержащий ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания в ней углеводородов, способ содержит: получают первый набор данных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для определенного диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора данных изысканий для получения модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; формируют модель области, представляющей интерес, путем добавления модели пластов углеводородов к модели подземных пластов, находящихся за пределами области, представляющей интерес; выполняют имитацию электромагнитных изысканий по модели области, представляющей интерес, для получения набора данных имитируемых изысканий, для определенного диапазона смещений источник-приемник; повторяют имитацию электромагнитных изысканий модели области, представляющей интерес, для множества частот источника, для выбора оптимальных условий изысканий в отношении частоты источника и расстояний источник-приемник, для исследования пластов углеводородов; получают второй набор данных изысканий внутри области, представляющей интерес, в соответствии с выбранными оптимальными условиями изысканий; идентифицируют пласты углеводородов по второму набору данных изысканий и проникают в идентифицированные пласты углеводородов с помощью скважины для добычи углеводородов.

В соответствии с девятым аспектом изобретения предложен объем углеводородов, полученный из области, представляющей интерес, содержащей ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания углеводородов, углеводороды получены путем: получают первый набор данных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора данных изысканий для получения модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; формируют модель области, представляющей интерес, путем добавления модели пластов углеводородов к модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; выполняют имитацию электромагнитных изысканий модели области, представляющей интерес, для получения набора данных имитируемых изысканий для диапазона смещений источник-приемник; повторяют имитацию электромагнитных изысканий для модели области, представляющей интерес, для множества частот источника, для выбора оптимальных условий изысканий с учетом частоты источника и расстояний источник-приемник, для анализа пластов углеводородов; получают второй набор данных изысканий внутри области, представляющей интерес, в соответствии с выбранными оптимальными условиями изысканий; идентифицируют пласты углеводородов, используя второй набор данных изысканий; проникают в идентифицированные пласты углеводородов с использованием скважины для добычи углеводородов и извлекают углеводороды из пластов углеводородов, используя скважину.

В соответствии с десятым аспектом изобретения предложен полученный в результате набор данных, представляющий область, представляющую интерес, содержащую ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания углеводородов, причем полученный в результате набор данных получают путем: получают первый набор данных изысканий за пределами области, представляющей интерес, для диапазона ориентаций и смещений источник-приемник; выполняют математическую инверсию первого набора данных изысканий для получения модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; формируют модель области, представляющей интерес, путем добавления модели пластов углеводородов к модели подземных пластов за пределами области, представляющей интерес; выполняют имитацию электромагнитных изысканий модели области, представляющей интерес, для получения набора данных имитируемых изысканий для диапазона смещений источник-приемник; повторяют имитацию электромагнитных изысканий для модели области, представляющей интерес, для множества частот источника, для выбора оптимальных условий изысканий с учетом частоты источника и расстояний источник-приемник, для анализа пластов углеводородов; получают второй набор данных изысканий внутри области, представляющей интерес, в соответствии с выбранными оптимальными условиями изысканий и генерируют полученный в результате набор данных, на основе второго набора данных изысканий. В соответствии с одиннадцатым аспектом настоящего изобретения предложен считываемый компьютером носитель записи, на котором записан полученный в результате набор данных в соответствии с десятым аспектом изобретения.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания изобретения и для того, чтобы представить, как оно может быть выполнено на практике, делается ссылка в качестве примера на приложенные чертежи, на которых:

на фиг.1 схематично показано надводное судно 14, осуществляющее электромагнитные изыскания с управляемым источником (ЭИУИ) конфигурации подземных пластов, используя стандартное устройство;

на фиг.2 схематично показан вид в плане, представляющий систему координат, для описания относительного размещения источника ГЭД и приемников во время изысканий ЭИУИ;

на фиг.3A, 4A и 5A показаны графики, соответственно, представляющие моделируемые амплитуды расположенного в линию радиального, в поперечном направлении азимутального и в линию вертикального компонентов электрического поля для трех разных конфигураций моделируемых подземных пластов, как функция смещения;

на фиг.3B, 4B и 5B показаны графики, соответственно, представляющие моделируемую фазу расположенного в линию радиального, в поперечном направлении азимутального и расположенного в линию вертикального компонентов электрического поля, графики которых представлены на фиг.3A, 4A и 5A;

на фиг.6A, 6B и 6C показаны полярные диаграммы, соответственно, представляющие амплитуды моделируемого компонента электрического поля, параллельные оси диполя источника, перпендикулярные оси диполя источника, и расположенные в вертикальном направлении для проведения изысканий ЭИУИ, со смещением 5 км, как функцию азимута 9 приемника;

на фиг.7A, 7B и 7C схематично показана моделируемая ориентация большой полуоси эллипса поляризации горизонтальных компонентов электрического поля, видимых приемниками для определенного диапазона смещений и ориентаций относительно источника для проведения изысканий ЭИУИ, для трех разных конфигураций моделей подземных пластов;

на фиг.8A и 8B схематично показана блок-схема последовательности операций способа анализа результатов изысканий ЭИУИ области, представляющей интерес, содержащей ранее идентифицированную геологическую структуру, пригодную для содержания в ней углеводородов, в соответствии с вариантом воплощения изобретения;

на фиг.9, 10 и 11 схематично показаны виды в плане, представляющие примерные массивы приемников и линии буксирования источника для обеспечения данных изысканий, пригодных для анализа в соответствии с вариантами воплощения изобретения;

на фиг.12 схематично показан вид нефтяной платформы для добычи углеводородов в соответствии с вариантом воплощения изобретения;

на фиг.13 схематично показан вид в перспективе бочки, содержащей некоторый объем углеводородов, в соответствии с вариантом воплощения изобретения и

на фиг.14 схематично показан вид в перспективе носителя для хранения данных, на котором содержится набор данных, в соответствии с вариантом воплощения изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 схематично показано наземное судно 14, выполняющее электромагнитные изыскания с управляемым источником (ЭИУИ) подземной конфигурации пластов с использованием стандартного устройства [2], для получения наборов данных, пригодных для анализа в соответствии с вариантом воплощения изобретения. Подземные пласты в данном примере включают в себя слой 8 перекрывающих пород, нижний слой 9 и пласты 12 углеводородов. Поверхностное судно 14 плывет на поверхности 2 массы воды, в данном случае морской воды 4. Подводный аппарат 19, на котором установлен источник (передатчик) 22 в форме горизонтального электрического диполя (ГЭД), прикреплен к поверхностному судну 14 с помощью составного кабеля 16. Составной кабель обеспечивает электрическое, механическое и оптическое соединение между подводным аппаратом 19 и поверхностным судном 14. Источник ГЭД запитан током управления таким образом, что он передает электромагнитный (ЭМ) сигнал ГЭД в морскую воду 4.

Один или более из удаленных приемников (детекторов) 25 расположены на морском дне 6. Каждый из приемников 25 включает в себя пакет 26 инструментов, антенну 24 детектора, плавающее устройство 28 и балластный вес (не показан). Каждая антенна 24 детектора содержит антенну из трех ортогональных электрических диполей. В других примерах в приемнике можно измерять большее количество компонентов полей ЭМ, например, компоненты магнитного поля. Антенны детектора в виде электрического диполя чувствительны к компонентам электрических полей, индуцируемых источником ГЭД в непосредственной близости к приемнику 25, и формируют сигналы детектора электрического поля. Во время изысканий пакет 26 инструментов записывает сигналы детектора, в то время как передатчик 22 буксируют относительно приемников 25. Таким образом, получают сигналы детектора для определенного диапазона относительных положений источника и приемника для обеспечения набора данных изысканий в области, в которой проводятся изыскания.

Авторы изобретения провели широкое моделирование влияния на данные ЭИУИ со стороны анизотропной электропроводности (обратной резистивности) в подземных пластах для разных ориентаций источник-приемник.

На фиг.2 схематично показан вид в плане, представляющий систему координат для описания относительного размещения источника 22 ГЭД для каждого из приемников 25 во время проведения съемки. Положение приемников 25 относительно источника 22 ГЭД наиболее соответствующим образом может быть описано в цилиндрической полярной системе координат с центром источника 22 ГЭД в исходной точке. Положение приемника 25 определено азимутальным углом θ и разделительным расстоянием (или дальностью) R. Угол θ измеряют по часовой стрелке от линии, проходящей через и продолжающейся параллельно оси источника ГЭД, как обозначено на фиг.2 с помощью линии, обозначенной θ=0°. Приемник, размещенный вдоль этой линии, то есть, таким образом, что он имеет азимутальный угол θ, равный 0°, называется как установленный в прямом положении в линию или в продольном положении. Приемник с азимутальным углом θ=90°, расположенный так, что он находится на линии, помеченной θ=90° на фиг.2, называется приемником, расположенным прямо в поперечном направлении. Осевая координата z продолжается вертикально вниз к морскому дну. Таким образом, электрическое поле в приемнике можно рассматривать как разрешенное на радиальный компонент E_r и ортогональный азимутальный компонент E_θ в горизонтальной плоскости и вертикальный компонент E_z.

Направление осей x, y и z Декартовой системы координат, которую также можно использовать для описания геометрии источника и приемников, схематично представлено с правой верхней стороны на фиг.2. Ось x продолжается параллельно оси диполя источника (то есть параллельно азимутальному углу θ=0). Ось y продолжается перпендикулярно оси диполя источника (то есть параллельно азимутальному углу θ=90°). Ось z продолжается вертикально вниз к морскому дну. Таким образом, электрическое поле в приемнике также можно рассматривать, как разрешаемое на x-компонент E_x и ортогональный y-компонент E_y в горизонтальной плоскости и вертикальный компонент E_z. Хотя Декартова система координат для ясности представлена на фиг.2 со смещением от источника 22, обычно начало Декартовой системы координат устанавливают в центре источника.

На фиг.3A показан график, схематично представляющий смоделированную амплитуду E_r радиального компонента электрического поля с точки зрения приемника, ориентированного в линию (то есть θ=0) в ответ на сигнал широковещательной передачи источника ГЭД, как функция разделения R между источником и приемником. Источником ГЭД управляют с помощью сигнала привода переменного тока с частотой 0,3 Гц, и электрическое поле рассчитывают на единицу момента электрического диполя передатчика. Кривые показаны для трехмерной модели подземной конфигурации пластов. Кривая, помеченная I1, соответствует модели подземной конфигурации пластов, содержащей однородное полупространство ниже морского дна с изотропной резистивностью 1 Ом·м. Кривая, помеченная I2, соответствует модели конфигурации подземных пластов, содержащей однородное полупространство ниже морского дна с изотропной резистивностью 2 Ом·м. Кривая, помеченная A, соответствует модели конфигурации подземных пластов, содержащей однородное полупространство ниже морского дна, имеющего анизотропную резистивность 2 Ом·м в вертикальном направлении и 1 Ом·м во всех направлениях в горизонтальной плоскости. Для каждой модели морская вода представлена однородным изотропным полупространством, имеющим резистивность 0,3 Ом·м.

На фиг.3B показан график, схематично представляющий фазу φ относительно сигнала возбуждения переменного тока источника ГЭД для моделируемых радиальных компонентов E_r электрического поля, представленных на графике по фиг.3A. Она снова показана для трех разных конфигураций I1, I2 и A моделей подземных пластов.

Фиг.4A и 4B аналогичны и будут понятны при сравнении с фиг.3A и 3B, но на них показаны смоделированные кривые для азимутального компонента амплитуды Eθ электрического поля с точки зрения приемника в ориентации в направлении ширины (то есть θ=90°) для диапазона смещений R.

Фиг.5A и 5B также аналогичны и будут поняты при сравнении с фиг.3A и 3B, но на них показаны смоделированные кривые для вертикального компонента амплитуды E_z электрического поля, с точки зрения приемника, ориентированного в линию (то есть θ=0°) для диапазона смещений R.

Из фиг.3-5 понятно, что эффект анизотропной электропроводности (электропроводность просто представляет собой обратную величину резистивности) меняется при изменении относительной ориентации между источником и приемником.

На фиг.3A, 3B, 5A и 5B показано, что для ориентаций в линию амплитуда и фаза измеряемых электрических полей (как для радиального, так и вертикального компонентов при ориентации в линию отсутствует азимутальный компонент, поскольку модели земли являются азимутально симметричными) в наибольшей степени чувствительны к резистивности подземных пластов в вертикальном направлении. Это очевидно, поскольку кривые для анизотропной модели конфигурации подземных пластов (кривые, помеченные A) близко соответствуют кривым для изотропного полупространства 2 Ом·м (помеченного как I2), и 2 Ом·м представляет собой резистивность анизотропной модели в вертикальном направлении.

На фиг.4A и 4B, с другой стороны, показано, что для ориентаций в поперечном направлении измеренные электрические поля в наибольшей степени чувствительны к горизонтальной резистивности. То есть кривые для анизотропной модели подземной конфигурации пластов ближе всего соответствуют кривым для однородного изотропного полупространства, имеющего резистивность 1 Ом·м.

На фиг.6A показана полярная схема, представляющая моделируемый компонент амплитуды E_x электрического поля вдоль оси x (то есть компонент, параллельный оси диполя источника) при смещении приемника R 5 км, как функция азимута θ приемника. Данные представлены для тех же самых трех моделей конфигураций I1, I2 и А подземных пластов, которые описаны выше со ссылкой на фиг.3-5, как обозначено в пояснении с левой стороны чертежа.

Фиг.6B и 6C аналогичны и будут по