MT静态校正技术研究及其在油气勘探中的应用

摘要

大地电磁测深法(Magnetotelluric，简称MT)是一种以天然交变电磁场为场源的频率域测深方法，用以研究地球内部的电性结构。天然交变电磁场以电磁波的形式在地下介质中传播时，由于电磁感应效应，在介质的周围空间将产生感应电磁场，此时地表的电磁场观测值将携带地下介质的电阻率分布信息，对实测数据进行处理和分析，则可了解地下介质电阻率的空间分布特征。根据电磁波的趋肤效应，不同频率的电磁波有着不同的趋肤深度，因此，研究大地对天然电磁场得频率响应，可获得地下不同深度介质电阻率得分布信息。由于该方法采用天然电磁场作场源，信号的频带宽度较大，周期可达1000s，甚至更大，因此大地电磁测深法有较大的勘探深度，可用于研究地壳和上地幔构造。由于无需人工建立场源，装备轻便，并且比人工源频率测深方法具有更大的勘探深度，该方法在地壳和上地幔地质构造研究、石油天然气勘查、地热勘探以及地震预报等方面得到了广泛的应用。
　　然而，实际工作中，若地表或浅地表存在局部电性不均匀体，当有电流流过其表面时，会在不均匀体表面产生电荷的累积，由此产生一个与外电流场成正比得附加电场，而该叠附加电场与频率无关，使得MT观测到的测深曲线在双对数坐标系下，沿视电阻率轴上下移动，这就是所谓的静态效应。静态效应是一个不可预知且无法避免的现象，它常常使反演结果出现假异常，极大地影响着勘探成果，甚至可能导致完全错误的结果。
　　对于静态效应，国内外的专家学者做了大量的研究，并取得了一系列成果，本文首先对这些成果作了简单的归纳总结，并以中上扬子地区的油气勘探工作为背景，分析了该区复杂的地形地质条件后，阐述了该区的MT资料将受到严重的静态效应影响这一观点，并论述了进行静态效应研究的重要意义。然后，简要介绍了大地电磁测深法的基本原理，并从电磁场的基本理论出发进行数学推导，阐明了静态效应的产生机制。进而，通过建立均匀半空间和水平层状介质两类理论模型，对模型进行正演，并认真分析所得的视电阻率测深曲线、相位曲线和频率-视电阻率拟断面图、频率-相位拟断面图，总结出了静态效应的基本特征:1、TM模式的视电阻率曲线受静态效应影响，沿视电阻率轴上下平移，TE模式不受静态效应影响;2、静态效应在频率-视电阻率断面上表现为横向范围不大的垂向等值线密集带。简要介绍了相关系数法和小波分析法等几种用于静态效应识别的数字方法，指导实际工作中静态效应的识别。在此基础上，介绍了几种静态校正方法，主要包括曲线平移法、空间滤波法、相位换算法、中值滤波法、首支重合法和小波分析法，简要分析了各校正方法的优缺点，再以水平层状介质中含有局部高阻电性不均匀体模型的正演结果为例，使用不同的校正方法进行校正，对校正效果进行比较。最后，将静态校正方法应用到中上扬子地区实际的油气勘探工作中，有效地压制了静态效应的影响，并取得了良好的校正效果。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．3 研究内容与取得的成果

第2章 MT基本理论及静态效应的产生机制

2．1 大地电磁测深基本理论

2．2 静态效应的产生机制

2．3 本章小结

第3章 静态效应特征分析与识别方法

3．1 模型正演

3．1．1 均匀半空间

3．1．2 水平层状介质

3．2 特征总结

3．3 静态效应的识别

3．3．1 相关系数识别法

3．3．3 小波分析识别法

3．4 本章小结

第4章 不同静态效应静态校正方法对比

4．1 曲线平移法

4．2 相位换算校正法

4．3 空间滤波法

4．4 中值滤波法

4．5 首支重合法

4．6 小波分析法

4．7 校正效果对比

4．8 本章小结

第5章 实例分析

5．1 工区概况

5．1．1 区域地层特征

5．1．2 褶皱与断裂

5．2 静态校正效果分析

5．2．1 WL01线

5．2．2 JS剖面东段

5．3 本章小结

第6章 结论与建议

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果