海洋電磁信息探測(cè)

分類號(hào) 密級(jí)中國(guó)地質(zhì)大學(xué)〔北京〕海洋電磁信息探測(cè)學(xué)生姓名 馬 敏 院〔系〕地球物理與信息技術(shù)專 業(yè)電子與通信工程 學(xué) 號(hào) 2110130005任課教師 鄧 明 職 稱 教 授O一四年四月21 引言70%的地球外表源以外，在海底開展各種工程，如鋪設(shè)海底電纜和管道、海底倉儲(chǔ)、建立海上鉆井平臺(tái)、修油、自然氣及各種礦產(chǎn)資源隱藏其中。并且，我國(guó)自然資源嚴(yán)峻緊缺，尤其是油氣等能源，資源及自然氣水合物等能源的調(diào)查與評(píng)價(jià)具有重要的意義。海洋電磁法是勘探海底資源的一種重要方法。它承受可以掌握的人工場(chǎng)源作為鼓勵(lì)源，直接利用所觀測(cè)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)到達(dá)探測(cè)地下電性分布的目的。由于效率要求和施工條件限總結(jié)歸納海底可控源電磁響應(yīng)規(guī)律，它不僅為海洋CSEM資料的后期處理與解釋供給理論CSEM儀器制定儀器技術(shù)指針供給依據(jù)?！脖本┰诤Ｑ?63工程的支持下開展了海洋MT的爭(zhēng)論和試驗(yàn)，研制出五重量海底大地電磁儀，在我國(guó)東海采集到海底MT資料，在國(guó)內(nèi)尚屬數(shù)次；單位于90年月參加了海洋電磁爭(zhēng)論的行列，包括TEM、MT等方法。在儀器系統(tǒng)研制方Δ-ΣGPS授時(shí)技術(shù)以及大規(guī)?？删幊桃?guī)律技術(shù)〔FPGA〕得到廣泛應(yīng)用。這些技術(shù)的進(jìn)展為海洋可控源電磁法的實(shí)現(xiàn)供給了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)根底得到提升。2 海洋電磁信息探測(cè)方法海洋電磁信息探測(cè)原理到地下幾十甚至上百公里的范圍。性波被散射以及吸取，難以奏效，需要借助其他的物性差異來探測(cè)爭(zhēng)論區(qū)域地下地質(zhì)構(gòu)造。氣水合物以及油氣資源儲(chǔ)層的電導(dǎo)率比海水或海底沉積物的電導(dǎo)率小幾十倍甚至上百倍為海底電磁探測(cè)供給了良好的物性前提海底的地質(zhì)構(gòu)造以及油氣資源。目前海底電磁法探測(cè)石油已經(jīng)成為國(guó)際熱點(diǎn)。海洋電磁法探測(cè)是利用海水中電磁場(chǎng)與海底電導(dǎo)率之間的相互關(guān)系來獵取海底地層信底某一點(diǎn)測(cè)量的總場(chǎng)的數(shù)據(jù)時(shí)，通過分析計(jì)算就能夠獵取該海底所含介質(zhì)的電導(dǎo)率的信息?！睲T〕和海洋可控源電磁法(CSEM)。海洋可控源電磁法〔CSEM〕是承受水平電偶極子激發(fā)的低頻電磁波信號(hào)，信號(hào)頻率范圍為幾赫茲到幾十赫茲之間，傳播路徑為在海水中和海底地層。海洋可控源電磁法〔CSEM〕承受的方式是移動(dòng)-空氣界面的空氣波和空中電磁噪聲的污染，包含了空氣波、直達(dá)波產(chǎn)生的電磁波、電磁反射波以及折射波。-空氣界面，沿著該界面?zhèn)鞑ヒ欢尉嚯x后，又向下穿透海水傳播到接收裝置的電磁波。反射一種是來自于海底地層的折射波。在海底高衰減介質(zhì)中穿行了很長(zhǎng)一段距離的電磁反射波，四周區(qū)域接收到的電磁波信號(hào)主要是直達(dá)波底地層傳回來的放射和折射電磁波的能量就會(huì)很微弱，甚至于沒有。海洋CSEM探測(cè)方法利用的是不同介質(zhì)之間電阻率的差異來進(jìn)展識(shí)別的有巨大差異，通過這一特點(diǎn)我們就可以區(qū)分出是否是含油氣儲(chǔ)層。在含油氣儲(chǔ)層的地層，其能量可以較大的轉(zhuǎn)變整個(gè)上覆地層中的電流分布形態(tài)顯的差異，所以利用這一性質(zhì)，結(jié)合所獵取的數(shù)據(jù)就可以推想出是否存在含油氣儲(chǔ)層。海洋電磁信息探測(cè)根本裝置〔放射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)?！采詈９潭üぷ鞣绞健场矞\海拖曳工作方式。目前所常用的一種方式是海底拖曳式，主要由大功率高壓發(fā)電機(jī)、水下的電磁放射機(jī)、變壓器、放射〔激發(fā)〕GPS定位系統(tǒng)等組成〔1所示。圖1 海底電磁激發(fā)系統(tǒng)示意圖磁場(chǎng)傳感器、聲控釋放裝置、浮體、GPS定位系統(tǒng)等裝置。數(shù)據(jù)采集器在整個(gè)接收信號(hào)的過程中的作用至關(guān)重要，所以一般要求其具有長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作的標(biāo)準(zhǔn)，性能穩(wěn)定、功耗小、攜帶便利、存儲(chǔ)空間大、準(zhǔn)確度高等特性。其次種是來自于海底地層的反射和折射的電磁波信號(hào)距的大小在10m左右，天線距離海底的高度一般為0.5m，此外海水對(duì)于信號(hào)影響是不能測(cè)過程中轉(zhuǎn)變二者的大小來掌握偶極矩時(shí)，對(duì)探測(cè)的結(jié)果是一樣的；放射頻率越小，其磁場(chǎng)幅值越大，穿透距離越遠(yuǎn)，衰減變慢，這些關(guān)系對(duì)于電場(chǎng)重量Ex其實(shí)也是有用的。海洋可控源電磁法的采集系統(tǒng)多數(shù)都兼?zhèn)洳杉５状蟮仉姶判盘?hào)力量接收系統(tǒng)在海底布置好以后即可開頭采集MT數(shù)據(jù)可控鼓勵(lì)場(chǎng)源預(yù)備好之后隨時(shí)可以進(jìn)展激發(fā)采集。室內(nèi)數(shù)據(jù)處理時(shí)把海底大地電磁信號(hào)和可控源電磁信號(hào)進(jìn)展分別分別處理。一般有 4～6道，能夠接收4～6個(gè)電磁場(chǎng)重量，即Ex、Ez、Ey、Hx、Hy及Hz。采集器由船上吊移至海面并借助水泥塊等重物沉至海底當(dāng)信號(hào)采集完成以后通過船上的聲學(xué)釋放器放射聲波信號(hào)激發(fā)釋放裝置使采集站與水泥重塊分別上浮至海面重加載重塊后移到下一個(gè)采集區(qū)域。海洋電磁信息探測(cè)數(shù)據(jù)處理題，但由于計(jì)算速度、計(jì)算精度以及計(jì)算機(jī)內(nèi)存等方面的限制，使其應(yīng)用受到很大的限制；實(shí)現(xiàn)。Hohmann〔1971，1975〕用積分方程方法對(duì)均勻半空間中特別的極化效應(yīng)〔IP〕和電磁效應(yīng)〔EM〕進(jìn)展了爭(zhēng)論，他將均勻介質(zhì)中的學(xué)者利用HohmannTing等利用釋。3 總結(jié)與展望本工作過程和原理，并且在此根底之上又簡(jiǎn)潔的