自然电位连续剖面勘探方法

摘要

本发明属于地球物理勘探领域，是一种自然电位连续剖面勘探方法，本发明是将多个电传感器以排列方式布设在各勘测点上，先测量相邻勘测点间的接地电阻Ri，再以一个勘测点作为基准点，多次重复测量各勘测点相对于基准点间的电位差，然后布设下一个排列，两排列端部勘测点重合，测量该排列勘测点间的接地电阻和电位，依此类推；最后对获取的电位差进行去噪、叠加处理，得到有效电位差ΔUi′，再根据ΔUi＝Ki＊ΔUi′、Ki＝(R1+R2+…+Rn－1)/〔(n－1)＊Ri〕，得到校正后的自然电位差ΔUi，经过环平差，即得到所需的自然电场信息。本发明可以用于检测油气烃类产生的自然电位，进而来评价圈闭的含油气性。

说明书

技术领域

本发明是属于地球物理勘探技术领域，特别是一种自然电位连续剖面勘探方法，可以用于检测油气烃类产生的自然电位，进而来评价圈闭的含油气性，即直接作为一种油气勘探的手段。本发明也可用于金属、非金属矿产的勘查以及水文、工程、环境灾害等地质问题的其他电法勘查。

背景技术

自然电位(场)法作为一种经典的地球物理勘探方法，在金属、非金属以及油气勘探中一直得到普遍的应用，其传统的作法主要为双电极梯度法：同时布设两个电传感器，测得第一、第二点间的电位差，然后同步移动两个电传感器，再测得第二、第三点间的电位差，以此类推，测得各相邻点间的电位差，最后通过“代数和”计算得到各测量点的电位。这种测量方法的积累误差一般较大，在一个闭合测量环中，所得到的不是一个首尾重合的电位曲线，而往往是一条单调的电位曲线，如图4所示，其曲线首尾的电位相差达上千毫伏。显然，这样得到的资料将不在一个精度水平上，对资料的进一步分析十分不利。另外，由于自然电场现象的近地表干扰繁多，如人为及工业游散电流、土壤及气候湿度变化、地形起伏、地层岩性的差异等等，且非常强大(可达数十甚至数百毫伏以上)。众所周知，油气藏自身产生的自然电场效应一般只有几到几十毫伏，由于目前的勘测方法存在上述问题，所以很难客观、有效地观测并提取到油气藏产生的自然电位(场)。如何压制上述所说的各种强大的干扰、尽可能地减小勘测误差，将真正反映所需的自然电场信息提取出来，也就成了自然电位勘探技术亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的问题是：提供一种自然电位连续剖面勘探方法，该方法可以最大限度地排除自然电场现象的近地表干扰、减小勘测误差，将所需的自然电场信息提取出来，譬如，将与油气藏有关的自然电场信息提取出来。

解决上述问题的技术方案是：所提供的自然电位连续剖面勘探方法步骤如下：

1)将多个电传感器以排列方式布设在各勘测点上；

2)测量上述各相邻勘测点间的接地电阻；

3)以上述各勘测点中的一个勘测点作为基准测量点，测量各勘测点相对于基准测量点间的电位差，最好选定以位于排列端部的勘测点作为基准测量点；

4)多次重复步骤3)；重复测量的次数根据测量精度要求确定，测量精度要求愈高，重复测量的次数愈多；

5)按步骤1)布设下一个排列，其中该排列端部的一个或两个电传感器布设在上一排列端部的勘测点上，即相邻两排列端部的勘测点重合；

6)重复步骤2)、3)4)；

7)按步骤5)、6)重复进行排列布设、测量，直至完成所需区域的勘测；

8)根据步骤4)所得的测量数据，将上述各个排列勘测点获取的各勘测点相对于该排列基准测量点间的电位差进行去噪、叠加处理，得到各勘测点相对于该排列基准测量点间的有效电位差ΔUi′；

9)对上述所得各勘测点的有效电位差ΔUi′按下式处理：

ΔUi＝Ki*ΔUi′

Ki＝(R1+R2+…+Rn-1)/〔(n-1)*Ri〕    式中

Ki为对应于各勘测点的压制因子，i＝1、2、3…n-1，

R1为第1勘测点与第2勘测点间的接地电阻，R2为第2勘测点与第3勘测点间的接地电阻，Rn-1为第n-1勘测点与第n勘测点间的接地电阻；

ΔUi即为所需的各勘测点的校正后自然电位差；

10)根据校正后自然电位差ΔUi，经过环平差处理，即得到勘探区各个勘测点上的自然电场信息。

本发明在每排列的布设中以一个勘测点作为基准测量点，测量各勘测点相对于基准测量点间的电位差，从而解决了一个排列内部误差的传递与累积问题，这一点可以从图5给出的本发明在我国中部某盆地勘测的闭合环电位曲线看出，曲线的首尾接近闭合；而每个排列观测中的重复测量技术可以有效识别出各勘测点所受到的近地表干扰。

本发明测量各相邻勘测点间的接地电阻，并以此来校正实测到的电位差，进而可以压制地表电阻率对勘探目标自然电位的影响。

图3给出了本发明在某探区一个排列勘测点的电位与接地电阻对应曲线。从图3可知，在野外情况下，地表景观的变化往往形成大量的‘虚假’异常，实际观测资料是各种因素在自然电场资料中‘混杂堆砌’，只有对接地电阻也进行测量，才能消除地表景观因素的影响，企图利用室内‘数学游戏’的方式对该因素做出压制是不合适的。在测量电位差的同时，对接地电阻做出测量，在数据处理时进行接地电阻的校正，可以较好的压制地表景观变化对观测资料的影响。

根据物理学基本原理，地面勘测到的自然电位U与接地电阻R、微电流体系I应当满足欧姆定律，而接地电阻又要受到地表景观(植被、土壤、气候湿度及地层岩性等)的影响，所以对于同一油气藏形成的微电流体系，由于地表电阻率的不同，在其电位的基础上将要叠加一个因电阻率变化而产生的附加电位。本发明采用归一化校正来压制这个附加电位，其思路是：既然电位U与电阻R成正比，即U∝R，设计一个压制因子K，使得U∝1/R。

为了进一步压制干扰，消除测量误差，在电传感器按排列布设在各勘测点时，其中作为两个端的勘测点的电传感器是并联分布在该端勘测点周围的多个电传感器，这样可以在该端勘测点周围一定范围内形成一个‘等位’环境，进而部分压制可能的随机干扰。

并联分布在该端勘测点周围的多个电传感器可以是2-5个，但最好是3个，它们互成120度分布。

与现有的自然电位(场)法相比，本发明由于采取了上述排列布设测量、多次重复测量及接地点电阻测量与处理措施，大大降低了自然电场现象的近地表干扰，所提取的自然电位(场)信息比较符合勘探目标的实际情况。实验表明，利用本发明方法所获取的资料进行钻探的成功率较高，从而降低了钻探成本。

附图说明

图1是本发明按排列方式布设电传感器的示意图。

图2是本发明一个勘测点相对于基准测量点间电位差的多次重复测量的曲线图。

图3是本发明在某探区一个排列勘测点的电位与接地电阻对应曲线图。

图4是采用传统的双电极梯度法得到的我国某盆地闭合环电位曲线图。

图5是本发明在我国中部某盆地勘测的闭合环电位曲线图。

具体实施方式

实施例一

用本发明的方法对我国东部某探区进行油气藏勘探：

1)如图1所示：按每排排列长度为1.5千米、相邻勘测点之间距离为100米布设各个电传感器1，各个电传感器1通过同芯电缆与测量仪3相联接；设定该排列端点的勘测点作为基准测量点，在两端测量点的周围按120度方位分别布设三个并联的电传感器2，它们与端点相距3-5米。

2)测量上述各相邻勘测点间的接地电阻Ri。

3)测量各勘测点相对于基准测量点间的电位差，并重复扫描测量80次，可得到各勘测点相对于基准测量点间电位差的多次重复测量的曲线图，图2给出了一个勘测点相对于基准测量点间电位差随时间变化的曲线。从图2可以看出，在A时间段内该点的自然电位发生较大波动，说明此时间段内存在较大的近地表干扰，应当加以剔除。

4)布设下一排列，并使两个排列的端点重合，重复步骤2)、3)，直至完成勘探区域的测量。

5)数据处理：对各勘测点相对于基准测量点间的电位差进行去噪、叠加处理(例如可采用目前一种常用的去噪方式：选择干扰比较小的时间序列段的方式；可采用目前一种常用的叠加方式：对于去噪后的数据取平均值)，得到各勘测点相对于该排列基准测量点间的有效电位差ΔUi′；然后按公式ΔUi＝Ki*ΔUi′对有效电位差ΔUi′进行校正，式中Ki＝(R1+R2+…+Rn-1)/〔(n-1)*Ri〕；根据校正后的自然电位差ΔUi，进行环平差处理(例如将闭合差平均分配到各个勘测点上)，即可得到勘探区内具有开采价值的油气藏分布情况。

实施例二

用本发明的方法对我国东部某探区进行的勘测，油田根据勘探成果部署并实施了13口井的钻探，其中结果为工业流油的8个，成功率为62％。

实施例三

用本发明的方法对我国东部某探区进行的勘测，油田根据勘探成果部署并实施了5口井的钻探，其中结果为工业流油的3个，成功率为60％。

以上实例可见，利用本发明所提供的方法对油气藏分布情况进行评价，其钻探的成功率较高。