偽隨機(jī)海洋可控源多道電磁測(cè)深法研究.pdf

1、本文研究了偽隨機(jī)海洋可控源多道或多偏移距電磁測(cè)深方法，提出海底油氣藏的時(shí)、頻電磁相關(guān)辨識(shí)觀測(cè)方案。 目前海洋可控源電磁法對(duì)海底油氣藏的探測(cè)多在頻率域觀測(cè)一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)離散頻率的電磁場(chǎng)，通過數(shù)值模擬對(duì)比來推斷海底的電導(dǎo)率分布。只用了電導(dǎo)率參數(shù)來推斷是否有油氣儲(chǔ)層。本文通過數(shù)值模擬計(jì)算，提出了采用寬頻帶的偽隨機(jī)信號(hào)作場(chǎng)源的海洋可控源電磁法時(shí)頻觀測(cè)方案?；诙囝l偽隨機(jī)信號(hào)激勵(lì)，采用水平電偶極-偶極裝置多偏移距同時(shí)測(cè)量的觀測(cè)方式，提出的

2、瞬變沖激時(shí)刻道間變化率、頻散率道間變化率以及相對(duì)相位道間變化率等幾個(gè)電性參數(shù)，對(duì)海底油氣高阻薄層有很好的分辨能力。 本文的研究取得了以下主要成果： 1.通過對(duì)場(chǎng)源信號(hào)的分析與比較，針對(duì)變頻法電磁勘探的不足，基于系統(tǒng)的相關(guān)辨識(shí)原理，提出了地電系統(tǒng)的偽隨機(jī)相關(guān)辨識(shí)勘探方法及偽隨機(jī)海洋電磁法時(shí)、頻觀測(cè)方案。不僅可在頻率域同時(shí)測(cè)量多個(gè)頻率的電磁場(chǎng)的幅度和相位，更重要的是采用逆重復(fù)m序列偽隨機(jī)信號(hào)作為激勵(lì)場(chǎng)源，可高精度的相關(guān)辨識(shí)海

3、洋地電系統(tǒng)的沖激響應(yīng)和頻率特性，合理選擇參數(shù)可以很好地壓制各種隨機(jī)干擾，從而實(shí)現(xiàn)在時(shí)、頻雙域多參數(shù)辨識(shí)海底地層的電性分布。 2.編制程序計(jì)算了同線水平電偶極-偶極多道觀測(cè)系統(tǒng)的海洋均勻雙半空間、海底層狀介質(zhì)的電場(chǎng)階躍響應(yīng)和沖激響應(yīng)。提出了瞬變沖激時(shí)刻的概念。計(jì)算結(jié)果表明，瞬變沖激時(shí)刻可直接指示海底地層電導(dǎo)率的變化，采用同線多偏移距測(cè)量方式對(duì)高阻薄層有較高的分辨力，計(jì)算瞬變沖激時(shí)刻道間變化率對(duì)高阻薄層的反映更靈敏。通過數(shù)值計(jì)算，分

4、析了海水深度變化對(duì)海底沖激響應(yīng)的影響以及瞬變沖激時(shí)刻的橫向電阻率等效現(xiàn)象。 3.基于柯爾-柯爾模型，分析了海底油氣藏地質(zhì)模型的激發(fā)極化響應(yīng)。采用偽隨機(jī)多頻信號(hào)，在頻率域利用估計(jì)的頻率特性計(jì)算復(fù)電阻率及其隨收發(fā)距的道間變化率，并用兩個(gè)頻率的電場(chǎng)幅度計(jì)算頻散率及其隨收發(fā)距的道間變化率；用兩個(gè)頻率的電場(chǎng)幅度的道間變化量計(jì)算頻散率；選擇觀測(cè)頻率的兩個(gè)高頻信號(hào)計(jì)算相對(duì)相位及其隨收發(fā)距的道間變化率。這些參數(shù)是偽隨機(jī)多頻信號(hào)激勵(lì)，多偏移距同時(shí)

5、觀測(cè)所特有的，可以很容易計(jì)算這些參數(shù)，且參數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)高阻層反映靈敏，并能根據(jù)異常對(duì)應(yīng)的收發(fā)距大致估計(jì)高阻層的埋深，可用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)處理和解釋。 4.對(duì)偽隨機(jī)時(shí)頻觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了功能定義及概念設(shè)計(jì)，介紹了多制式偽隨機(jī)波形的硬件產(chǎn)生方法以及GPS同步方案，水下電磁場(chǎng)接收器的定位及定向等。本文的場(chǎng)源信號(hào)設(shè)計(jì)同時(shí)采用了2n系列偽隨機(jī)信號(hào)和逆重復(fù)m序列偽隨機(jī)信號(hào)，并通過CPLD和VHDL實(shí)現(xiàn)了波形的硬件產(chǎn)生。2n系列偽隨機(jī)信號(hào)從三頻波到十