Способ пространственной интерпретации электромагнитных данных с использованием множества частот

Номер патента: 11108

Опубликовано: 30.12.2008

Авторы: Бюрс Оливье М., Павлов Дмитрий А., Караццоне Джеймс Дж.

Есть еще 2 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки данных для уменьшения экранирующих эффектов мелкоглубинных структур удельного сопротивления на электромагнитную геологическую съемку подземной области, включающий в себя:

(a) выбор первого множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника, причем упомянутая первая частота источника выбирается для проникновения только в упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;

(b) выбор второго множества данных геологической съемки, соответствующих второй частоте источника, более низкой, чем упомянутая первая частота источника, выявляя, тем самым, более глубоко лежащие структуры удельного сопротивления подземной области, так же как и упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;

(c) вычисление мелкоглубинной структуры удельного сопротивления посредством решения уравнений электромагнитного поля с использованием множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника; и

(d) использование вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и электромагнитных данных от второй геологической съемки для выявления отличий мелкоглубинного отклика от более глубокого отклика.

2. Способ по п.1, в котором мелкоглубинная структура удельного сопротивления предсказывается посредством:

(a) допущения предположения о начальной мелкоглубинной структуре удельного сопротивления;

(b) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой первой частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления;

(c) сравнения вычисленного отклика с упомянутым первым множеством данных геологической съемки и

(d) подбора предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и повторения этапов (b)-(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не совпадет с упомянутым первым множеством данных геологической съемки с заданным допуском.

3. Способ по п.1, в котором отличия мелкоглубинного отклика от более глубокого отклика выявляются посредством:

(a) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и вычисленной структуры мелкоглубинного удельного сопротивления и

(b) сравнения вычисленного электромагнитного отклика со вторым множеством данных геологической съемки для удаления вкладов во второе множество данных геологической съемки, вызываемых мелкоглубинной структурой удельного сопротивления.

4. Способ по п.2, в котором начальная мелкоглубинная структура удельного сопротивления получается из интерпретации сейсмических данных посредством ассоциирования упомянутой структуры удельного сопротивления с геологической структурой, идентифицируемой по сейсмическим данным метода отраженных волн, метода преломленных волн или прошедших волн, с последующей оценкой значений удельных сопротивлений в сейсмически идентифицируемой структуре посредством коррелирования с сейсмическим импедансом.

5. Способ по п.1, в котором мелкоглубинная структура удельного сопротивления предсказывается посредством решения обратной задачи для уравнений электромагнитных волн на упомянутой первой частоте источника с получением решения для структуры удельного сопротивления, соответствующей заданным параметрам и множеству электромагнитных данных от упомянутой первой геологической съемки.

6. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя вычисления зависящей от глубины структуры удельного сопротивления для упомянутой подземной области из упомянутой вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и оцененной более глубокой структуры удельного сопротивления; при этом упомянутая зависящая от глубины структура удельного сопротивления содержит по меньшей мере две зоны по глубине, соответствующих глубине скин-слоя на упомянутых первой и второй частотах источника.

7. Способ по п.6, в котором упомянутое вычисление зависящей от глубины структуры удельного сопротивления включает в себя:

(a) получение вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и дополнение этой модели удельного сопротивления оцененной более глубокой структурой удельного сопротивления, с получением предполагаемой модели удельного сопротивления, перекрывающей мелкоглубинные и более глубокие области;

(b) вычисление теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника, с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой модели удельного сопротивления;

(c) сравнение вычисленного отклика с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки и

(d) внесение поправок в предполагаемую модель удельного сопротивления и повторение этапов (b)-(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не придет в соответствие с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки в пределах заданного допуска.

8. Способ по п.6, в котором оцененная более глубокая структура удельного сопротивления получается из интерпретации сейсмических данных посредством ассоциирования упомянутой структуры удельного сопротивления с геологической структурой, идентифицируемой по сейсмическим данным метода отраженных волн, метода преломленных волн или прошедших волн, с последующей оценкой значений удельных сопротивлений в сейсмически идентифицируемой структуре посредством коррелирования с сейсмическим импедансом.

9. Способ по п.6, в котором зависящая от глубины структура удельного сопротивления вычисляется посредством решения обратной задачи для уравнений электромагнитных волн на упомянутой второй частоте источника с получением решения для структуры удельного сопротивления, соответствующей заданным параметрам и множеству электромагнитных данных от упомянутой второй геологической съемки.

10. Способ по п.6, дополнительно включающий в себя выбор третьего множества данных геологической съемки, соответствующего третьей частоте источника, и добавление третьей зоны по глубине к упомянутой вычисленной зависящей от глубины структуре удельного сопротивления, тем самым улучшая разрешение по глубине подземных структур удельного сопротивления.

11. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя повторение упомянутого способа с добавлением по меньшей мере одной дополнительной зоны по глубине.

12. Способ по п.3, в котором вклады мелкоглубинной структуры удельного сопротивления удаляются из второго множества данных геологической съемки посредством использования вычисленного мелкоглубинного электромагнитного отклика с масштабированием второго множества данных геологической съемки от положения к положению.

13. Способ по п.12, в котором масштабированное множество данных второй геологической съемки изображается как функция латерального положения на карте с использованием цветовой шкалы для представления масштабированных данных.

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

011108 Заявка на данное изобретение заявляет преимущество предварительной заявки на патент США 60/659251, поданной 7 марта 2005 г. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится в целом к области геофизической разведки, а более конкретно, к электромагнитной разведке. Конкретно, изобретение представляет собой способ интерпретации данных,собранных с помощью электромагнитных геологических съемок с управляемым источником для морских окружающих сред (когда управляемый электромагнитный передатчик буксируется над электромагнитными приемниками, зафиксированными на дне моря). Уровень техники При электромагнитной разведке с управляемым источником (CSEM), электрические и магнитные поля, измеренные с помощью приемников, затем анализируются для определения электрического удельного сопротивления земных структур (подземных формаций) под поверхностью или под морским дном,поскольку удельное сопротивление, как известно, сильно связано с типом пор и их заполнением текучими средами. См., например, патент США 6603313 автора Srnka. Объемное электрическое удельное сопротивление резервуаров часто значительно увеличивается,когда присутствуют углеводороды. Увеличение может составлять порядка от 100 до 1000%. Однако само по себе увеличение удельного сопротивления формации не может однозначно указывать на углеводороды. Например, карбонаты, вулканические породы и угли также могут иметь очень высокое удельное сопротивление. Тем не менее, пространственная корреляция высокого удельного сопротивления формации с потенциальными траппами, изображаемыми посредством сейсмических или сейсмически аттрибутированных данных, дает сильное доказательство присутствия нефти или газа и ценную информацию об их концентрациях. Последние геологические съемки CSEM показали, что мелкоглубинное удельное сопротивление в земле может экранировать электромагнитные отклики углеводородов с высоким удельным сопротивлением, которые находятся глубже в земле (ложный отрицательный оклик). Сходным же образом, мелкоглубинное удельное сопротивление может неправильно интерпретироваться, показывая присутствие более глубокого резервуара с высоким удельным сопротивлением (ложный положительный отклик). Обычный способ интерпретации морских электромагнитных данных с управляемым источником(CSEM) заключается в сравнении наблюдаемого электромагнитного отклика с заданным эталонным экспериментом на одной частоте (как правило, 1/4 Гц). Эталонный эксперимент, как предполагается, представляет фоновое удельное сопротивление; любые различия, видимые между наблюдаемыми данными в других положениях и эталонными данными, интерпретируются как аномалии удельного сопротивления(S. Ellingsrud et al. The Leading Edge 21, 972-982, Oct. 2002). Частота выбирается для получения оптимального отклика аномалий удельного сопротивления на глубине резервуара. К сожалению, эта частота является также чувствительной к более мелкоглубинным аномалиям, и эти более мелкоглубинные аномалии могут скрывать за собой более глубокие аномалии (или приниматься за них по ошибке). Например, фиг. 1 показывает аномалии удельного сопротивления из синтезированного примера морской геологической съемки CSEM, где частота 1/4 Гц используется вместе с фоновым удельным сопротивлением 1 Омм. Эталонный эксперимент располагается в положении 4, в геологической синклинали, где обычно нет аномалии удельного сопротивления. Аномалии определяются по отношению к этому эталону. Если электромагнитный отклик, зарегистрированный в приемнике, является близким к данным, зарегистрированным в эталонном приемнике, символ треугольника изображается в положении приемника. Символ круга означает, что данные выглядят чуть более проводящими, чем эталон, а символ квадрата - что данные выглядят как имеющие чуть более высокое удельное сопротивление, чем эталон. Символы от ромба до шестиугольника и до звезды показывают в порядке увеличения аномальные свойства высокого удельного сопротивления по отношению к эталонному приемнику. Физикогеографический объект 1 на карте аномалии соответствует очень мелкоглубинной аномалии удельного сопротивления при 6 Омм (канал, заполненный газом при низком насыщении). Более глубокое, но попрежнему относительно мелкоглубинное нефтяное поле (аномалия 40 Омм) видно как 2, но более глубокое главное поле 3 полностью перекрывается накладываемым сверху отпечатком мелкоглубинной аномалии. Примечание: в реальной практике цветовая шкала предпочтительно использовалась бы для изображений различий удельного сопротивления. Специалистам в данной области техники хорошо известно, что глубина проникновения электромагнитных данных зависит от частоты сигнала. Амплитуда данных ослабляется до 1/e (e представляет собой основание натуральных логарифмов) на расстоянии =503 (R/f)1/2, где R представляет собой удельное сопротивление в Омм, f представляет собой частоту в герцах ипредставляет собой глубину скин-слоя в метрах. Высокочастотные электромагнитные данные быстро ослабляются с расстоянием от источника и не являются чувствительными к глубоким аномалиям. Низкочастотные данные ослабляются меньше и могут проникать глубже. Они чувствительны как к мелкоглубинной, так и к глубокой структуре удельного сопротивления. См., например, Keller, G.V. and Friscknecht, F.С., Electrical Methods in GeophysicalGeoelectrical Methods in Geophysical Exploration, Elsevier, N.Y., 347-450, 585-674, 692-701 (1994). Эти источники являются стандартными ссылками для специалистов в области электромагнетизма; однако они содержат немного информации об области исследования CSEM в морской окружающей среде и ни один из них не учит, как определять эффекты более мелкоглубинных структур электрического удельного сопротивления на электромагнитные отклики мишеней более глубокого удельного сопротивления при морской геологической съемке CSEM. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность. Сущность изобретения В одном из вариантов осуществления настоящее изобретение представляет собой способ обработки данных для уменьшения экранирующих эффектов более мелкоглубинных структур удельного сопротивления на электромагнитную геологическую съемку подземной области, включающий в себя:(a) выбор первого множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника, причем упомянутая первая частота источника выбирается для проникновения только в упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;(b) выбор второго множества данных геологической съемки, соответствующих второй частоте источника, более низкой, чем упомянутая первая частота источника, выявляя тем самым более глубоко лежащие структуры удельного сопротивления под поверхностной областью, так же как и упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;(c) вычисление мелкоглубинной структуры удельного сопротивления посредством решения уравнений электромагнитного поля с использованием множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника; и(d) использование вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и электромагнитных данных от второй геологической съемки для выявления отличий мелкоглубинного отклика от более глубокого отклика. Этап (c) может осуществляться либо посредством прямого итерационного моделирования, либо посредством решения обратной задачи. Некоторые варианты осуществления, в которых этап (c) осуществляется посредством прямого моделирования, используют следующие этапы:(a) допущение предположения о начальной мелкоглубинной структуре удельного сопротивления;(b) вычисление теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки при упомянутой первой частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления;(c) сравнение вычисленного отклика с упомянутым первым множеством данных геологической съемки и(d) подбор предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и повторение этапов (b)-(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не совпадет с упомянутым первым множеством данных геологической съемки с заданным допуском. При подходе к этапу (c) с использованием решения обратной задачи в некоторых вариантах осуществления мелкоглубинная структура удельного сопротивления предсказывается посредством решения обратной задачи для уравнений электромагнитных волн при упомянутой первой частоте источника для разрешения структуры удельного сопротивления, соответствующей требуемым параметрам и множеству электромагнитных данных от упомянутой первой геологической съемки. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение дает двухмерную карту аномалии с устраненными или уменьшенными эффектами мелкоглубинного удельного сопротивления. Это достигается в некоторых вариантах осуществления посредством:(a) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и вычисленной структуры мелкоглубинного удельного сопротивления и(b) сравнения вычисленного электромагнитного отклика со вторым множеством данных геологической съемки для удаления вкладов во второе множество данных геологической съемки, вызываемых мелкоглубинной структурой удельного сопротивления. В других вариантах осуществления структура удельного сопротивления как функция глубины может генерироваться с разрешением, зависящим от числа и распределения частот источников, для которых доступны данные электромагнитных геологических съемок. Это достигается в некоторых вариантах осуществления посредством использования вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления (полученной, как описано выше) и оцененной более глубокой структуры удельного сопротивления и посредством следования этапам:(a) получения вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и дополнения этой модели удельного сопротивления оцененной более глубокой структурой удельного сопротивления с получением предполагаемой модели удельного сопротивления, перекрывающей мелкоглубинные и более(b) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника, с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой модели удельного сопротивления;(c) сравнения вычисленного отклика с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки и(d) подбора предполагаемой модели удельного сопротивления и повторения этапов (b)-(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не придет в соответствие с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки в пределах заданного допуска. Эта процедура обеспечивает модель удельного сопротивления с двумя зонами по глубине, соответствующими глубине скин-слоя для упомянутых первой и второй частот источника. Большее количество зон и лучшее разрешение может быть достигнуто посредством получения данных геологической съемки для дополнительных частот источника и повторения процедуры. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение и его преимущества будут лучше поняты с помощью ссылок на следующее далее подробное описание и прилагаемые чертежи, в которых: Фиг. 1 иллюстрирует глубокую аномалию удельного сопротивления, прикрытую мелкоглубинными аномалиями. Фиг. 2 иллюстрирует такие же аномалии удельного сопротивления, как на фиг. 1, после обработки посредством способа по настоящему изобретению. Фиг. 3 представляет собой блок-схему, показывающую первичные этапы одного из вариантов осуществления настоящего изобретения. Фиг. 4 представляет собой блок-схему, показывающую, как решение обратной задачи может использоваться в способе по настоящему изобретению вместо прямого моделирования. Настоящее изобретение будет описываться в связи с его предпочтительными вариантами осуществления. Однако до той степени, до которой следующее далее подробное описание является специфичным для конкретного варианта осуществления или конкретного использования настоящего изобретения, оно,как предполагается, является только иллюстративным и не должно рассматриваться как ограничивающее рамки настоящего изобретения. В противоположность этому оно, как предполагается, перекрывает все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в дух и рамки настоящего изобретения, как определяется прилагаемой формулой изобретения. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления Настоящее изобретение представляет способ интерпретации электромагнитных данных при различных частотах каскадным образом. Оно последовательно использует ряд частот для определения влияния более мелкоглубинных структур электрического удельного сопротивления на электромагнитные отклики более глубоких мишеней удельного сопротивления при морских геологических съемках CSEM. Оно уменьшает неоднозначность решения и увеличивает дискриминацию аномалий удельного сопротивления на различных глубинах. Оно может применяться как посредством прямого моделирования (один из вариантов осуществления показан на фиг. 3), так и посредством решения обратной задачи (один из вариантов осуществления показан на фиг. 4). Высокочастотные данные (как правило, на частоте более чем 1,5 Гц) являются абсолютно чувствительными к мелкоглубинной структуре удельного сопротивления. (Из-за скин-эффекта высокочастотное излучение не может проникать за малые глубины). Обращаясь к блок-схеме на фиг. 3, потенциальные мелкоглубинные тела удельного сопротивления могут картироваться 302 по сейсмическим данным 301 или, если их нет, непосредственно по электромагнитным данным (не показано на фиг. 3). Начальная мелкоглубинная структура удельного сопротивления может быть получена из интерпретаций сейсмических данных посредством ассоциирования структуры удельного сопротивления с геологической структурой,идентифицируемой по сейсмическим данным метода отраженных волн, метода преломленных волн или прошедших волн, с последующим использованием одного или нескольких хорошо известных способов,таких как коррелирование сейсмического импеданса с электрическим удельным сопротивлением для определения значений удельного сопротивления в сейсмически идентифицированной структуре. Альтернативно, начальное мелкоглубинное удельное сопротивление оценивается предположительно или оно может быть оценено из данных каротажных кривых, если они доступны. Электромагнитный отклик модели 302 (фоновое удельное сопротивление и мелкоглубинные аномалии удельного сопротивления) генерируется 303 посредством таких кодов 1-мерного, 2-мерного или 3-мерного моделирования (фиг. 3 показывает 3-мерное), как продукты программного обеспечения, разработанные Consortium дляParallel Computers, Sandia Report SAND96-0582 Sandia National Laboratories, 1996). В основном эти методики, воплощенные в компьютерных программах или модулях для практического использования, берут входную информацию в форме положения источника, волнового пакета источника, положений приемников и электрического удельного сопротивления как функцию положения в подземной области, геологи-3 011108 ческая съемка которой производится, и решают уравнения Максвелла с получением соответствующих электрических и магнитных полей (иногда упоминаемых как электромагнитный отклик) в положениях приемников для каждого положения источника. Несмотря на сложные вычисления, специалист в данной области техники не потребует дополнительных инструкций для получения средств с целью их осуществления. Модулируемые высокочастотные данные сравниваются 305 с наблюдаемыми высокочастотными электромагнитными данными 304 (реальные данные). Мелкоглубинное удельное сопротивление в модели 302 может затем уменьшаться или увеличиваться для лучшей подгонки к реальным данным. Цикл от 302 до 305 повторяется до тех пор, пока не будет достигнуто удовлетворительное согласие между моделируемыми и реальными данными. Для уменьшения неоднозначности решения является предпочтительным использовать настолько много данных, насколько это возможно: электрические и магнитные поля данных on-line (приемники находятся очень близко к линии буксировки передатчика) и данных off-line(приемники находятся вне линии буксировки передатчика). После достижения хорошего согласия 305 между моделируемыми и реальными данными на высокой частоте моделируется соответствующая модель удельного сопротивления 306 на следующем множестве низких частот. В соответствии с настоящим изобретением это моделирование 307 производит эталонные электромагнитные данные для сравнения с реальными низкочастотными данными 308. Любое расхождение соответствует истинной, более глубокой аномалии удельного сопротивления (т.е. такой,которая иногда не может быть объяснена посредством мелкоглубинной геологии) и может изображаться в виде графика на карте аномалии 309, такой как фиг. 2. Картирование аномалии 309 при более низкой частоте является при этом значимым. Фиг. 2 показывает данные фиг. 1 после применения способа по настоящему изобретению, т.е. после того, как вычисленный мелкоглубинный вклад удаляется из наблюдаемых электромагнитных данных. Карта аномалии фиг. 2 показывает протяженность более глубоких нефтяных полей 3 (теперь показанных посредством символов шестиугольников и ромбиков), в то время как отпечаток более мелкоглубинной неэкономичной аномалии 1 удаляется. Нефтяное поле 2 на промежуточной глубине (оно является слишком глубоким, чтобы рассматриваться как мелкоглубинная аномалия, и не включается в модель 306) по-прежнему видно. Этот процесс подбора мелкоглубинного удельного сопротивления, сначала, и моделирование результата на низкой частоте для интерпретации реальных низкочастотных данных драматически улучшает картирование более глубоких аномалий, по сравнению с тем, которое было бы получено при устранении цикла от 302 до 305 и простого просмотра низкочастотной информации (фиг. 1, обычный способ интерпретации электромагнитных данных). Как на фиг. 1, так и на фиг. 2 амплитудные данные на низкой частоте масштабируются посредством эталонных данных. Это масштабирование представляет собой то, как экранирующий эффект мелкоглубинной аномалии 1 удаляется в конкретном варианте осуществления настоящего изобретения, которое дает карту аномалии на фиг. 2. В этом варианте осуществления масштабирование осуществляют посредством деления наблюдаемой амплитуды 308 в данном положении x, y на амплитуду 307, моделируемую в этом же положении. Помимо простого деления, другие пути для масштабирования к эталону будут очевидными для специалиста в данной области техники. При обычном подходе на фиг. 1 эталонная амплитуда, когда измеренные данные делятся для их масштабирования, представляет собой измерение, берущееся в одном положении, т.е. эталонный сигнал, как предполагается, представляет собой постоянный фон и не зависит от положения. Таким образом, на обоих чертежах числа, представленные различными символами, являются безразмерными. Если должна использоваться цветовая шкала вместо различных символов для представления удельного сопротивления на фиг. 1 и 2, красный цвет может выбираться для индикации того, что реальные данные соответствуют гораздо большему удельному сопротивлению, чем эталонное. Специалист по работе CSEM поймет, как определить, если измеренные данные указывают на большее или меньше удельное сопротивление, чем соответствующее эталонное. В основном больший сигнал предполагает меньшее ослабление, соответствующее большему удельному сопротивлению. Желтый цвет мог бы означать удельное сопротивление более высокое, чем эталонное, но меньшее, чем для красного цвета. Голубой цвет мог бы указывать на удельное сопротивление, меньшее, чем эталонное. Например, область вблизи соляных куполов с отложениями, насыщенными солью, может демонстрироваться цветом до голубого. Белый цвет мог бы выбираться для индикации того, что отношение измеренной амплитуды к эталонной амплитуде составляет приблизительно единицу; т.е. наблюдаемые данные являются такими же, как эталонные данные, и аномалии удельного сопротивления нет. Другие цвета могли бы дополнить диапазон амплитуд удельного сопротивления, как индицировалось бы на цветовой шкале чертежей. Одинаковая калибровка используется для шкалы удельного сопротивления, как на фиг. 1, так и на фиг. 2, хотя это не предполагает, что количественные определения должны делаться по фиг. 2. Мелкоглубинная структура 1 частично перекрывается с более глубокой структурой 2 на картированном виде (структура 2 глубже). Каждая из структур имеет удельное сопротивление и показывается символами шестиугольников, используя эталон фиг. 1. Но на фиг. 1 аномалия (шестиугольники) в общей области вызывается как мелкоглубинной структурой 1, так и более глубокой структурой 2. На фиг. 2 вклад мелкоглубинных удельных сопротивлений (т.е. структуры 1) удаляется, оставшаяся аномалия вызывается более глубокими сопротивлениями. Аномалия по-прежнему показывается шестиугольниками,поскольку структура 2 имеет очень высокое удельное сопротивление (гораздо большее удельное сопро-4 011108 тивление, чем структура 1). Однако фиг. 2 представляет собой только двухмерную карту. Сравнивая фиг. 2 с фиг. 1, можно сделать вывод, что тело удельного сопротивления 3 лежит глубже, чем тело удельного сопротивления 1, но фиг. 2 не предсказывает, насколько глубокой является аномалия 3. На фиг. 2 нефтяное поле 3 выглядит меньше, чем поле 2, в то время как на самом деле оно гораздо больше. Поскольку оно глубже, его электромагнитный отклик меньше. Способ по настоящему изобретению может обойти картирование аномалии 309, которое дает такую карту, как фиг. 2, и оценить протяженность, глубину и величину удельного сопротивления в глубоких аномалиях, т.е. можно оценить полный 3-мерный объем удельного сопротивления, что объясняет реально наблюдаемые данные на всех частотах. Более глубокая сейсмическая интерпретация 310 может использоваться для построения геометрии более глубоких тел удельного сопротивления 311 способом, подобным тому, который описывается в связи с этапами 301 и 302 (мелкоглубинная структура удельного сопротивления 306 представляет собой результат высокочастотного итерационного анализа). Начальное удельное сопротивление в глубоких потенциальных аномалиях может, как правило, предварительно оцениваться из контроля региональных скважин, но информация от скважин не является необходимой. Моделируемые низкочастотные данные 312 сравниваются 313 с наблюдаемыми низкочастотными данными 308. Затем значения глубокого удельного сопротивления подбираются для лучшей подгонки к реальным данным. Цикл от 311 до 313 повторяется до тех пор, пока не будет получено хорошее согласие между моделируемыми и реальными данными. После этого конечная структура удельного сопротивления 314 представляет собой хорошее объяснение наблюдаемых данных. Если доступны очень низкие частоты источников, способ может повторяться для все более низких частот и более глубоких мишеней, но двухэтапный способ является, как правило, достаточным, принимая во внимание узкую полосу частот волновых пакетов современных источников CSEM. Этот способ напоминает послойные подходы в сейсмологии и гравиметрии, но физика и управляющие уравнения являются совершенно иными. Описанный выше подход к моделированию с продолжением в нижнее полупространство (прямое моделирование и сравнение моделируемых и реальных данных, которое осуществляется человекоминтерпретатором - смотри этапы 305 и 313) представляет собой требующий большого времени итерационный способ. Он может полностью автоматизироваться посредством 1-мерного, 2-мерного или 3-мерного решения обратной задачи. Как правило, анализ проб и ошибок циклов 302-305 и 311-313(фиг. 3) осуществляется автоматически. Относительно кодов решения обратной задачи, см., например,Newman G.A., Alumbaugh D.L., Three dimensional Electromagnetic Modeling and Inversion on MassivelyParallel Computers, Sandia Report SAND96-0582 Sandia National Laboratories, 1996. Для уменьшения неоднозначности решения рекомендуется использовать настолько большое количество информации, насколько возможно (электрические и магнитные поля, приемники вблизи линии передатчика и приемники вдали от линии передатчика). Как и при прямом моделировании, решение обратной задачи может осуществляться в одном, двух или трех измерениях; блок-схема на фиг. 4 показывает 3-мерное решение обратной задачи, которое дает наилучшие результаты, но требует наибольшего времени и является дорогостоящим. Реальные высокочастотные данные 401 сначала подвергаются анализу с решением обратной задачи 402 для оценки мелкоглубинной структуры удельного сопротивления 403 (как правило, до 2 или 3 глубин скин-слоя для высокочастотных данных на самой низкой частоте). Специалист в данной области техники заметит, что методика решения обратной задачи 402, которая воплощается в программном обеспечении или модуле для практического использования, решает задачу, обратную по отношению к той,которая решается модулем или программой для прямого моделирования этапов 303. Другими словами,она решается для получения исходных переменных (структуры удельного сопротивления) 303 в терминах выходных величин (компонентов электрического и магнитного поля как функции положения). Полученная модель мелкоглубинного удельного сопротивления 403 затем используется как исходная модель или ограничение для решения обратной задачи низкочастотных данных 404. Низкочастотное решение обратной задачи 405 осуществляется в более глубоком окне, чем высокочастотное решение обратной задачи (т.е. мелкоглубинная структура 403 не имеет возможности для изменения), хотя некоторое перекрывание может быть предпочтительным (как правило, от половины до одной глубины скин-слоя на самой низкой из высоких частот). Решение обратной задачи приводит к получению 3-мерной модели удельного сопротивления 406, которая может демонстрировать некоторую негеологическую шероховатость на границе между окнами решения обратной задачи. Необязательно, можно осуществлять конечное решение обратной задачи 407 как для высокочастотных 401, так и для низкочастотных 404 данных, чтобы быть уверенным, что конечная модель удельного сопротивления 408 согласуется со всеми данными. Поскольку исходная модель 406 должна быть близка к конечному решению, этот конечный этап обычно является быстрым. Специалист в данной области техники поймет, что решение обратной задачи 402, 405,и 407 должно осуществляться с помощью численных методов, т.е. проб и ошибок. Т.е., если сначала догадаться, каким будет ответ, процесс пойдет быстрее. Однако ключевой момент заключается в том, что итерационные циклы, осуществляемые посредством алгоритма решения обратной задачи (не показан на фиг. 4), могут удовлетворительно осуществляться без вмешательства человека, что невозможно в случае-5 011108 этапов 305 и 313, и при последующем подборе структуры удельного сопротивления в варианте осуществления настоящего изобретения с прямым моделированием. Для простоты объяснения способ по настоящему изобретению описывается для варианта осуществления, в котором используются два множества частот: множество более низкочастотных данных и множество более высокочастотных данных. Однако, если регистрируемый спектр частот является достаточно широким, цикл решения обратной задачи 404-406 может запускаться вновь при еще более низких частотах. Самый широкий возможный для получения спектр частот является предпочтительным для уменьшения неоднозначности картины распределения удельного сопротивления по глубине, полученной с помощью решения обратной задачи. Как правило, волновой пакет источника CSEM имеет ширину полосы примерно в одну декаду, т.е. самый высокочастотный компонент (в его Фурье-разложении), имеющий значимую соответствующую амплитуду, будет иметь частоту примерно 10 частоту самого низкочастотного компонента. Для получения более широкой полосы частот (обогащенной более низкими или более высокими частотами) с помощью имеющихся источников геологическая съемка должна повторяться несколько раз с различными волновыми пакетами. Экономика представляет собой ограничивающий фактор относительно того, сколько раз может повторяться геологическая съемка для различных целевых интервалов по глубине. Вышеприведенное описание направлено на конкретные варианты осуществления настоящего изобретения для целей его иллюстрации. Однако специалисту в данной области техники будет ясно, что возможно множество модификаций и вариаций вариантов осуществления, описанных здесь. Все такие модификации и вариации, как предполагается, находятся в рамках настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки данных для уменьшения экранирующих эффектов мелкоглубинных структур удельного сопротивления на электромагнитную геологическую съемку подземной области, включающий в себя:(a) выбор первого множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника, причем упомянутая первая частота источника выбирается для проникновения только в упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;(b) выбор второго множества данных геологической съемки, соответствующих второй частоте источника, более низкой, чем упомянутая первая частота источника, выявляя, тем самым, более глубоко лежащие структуры удельного сопротивления подземной области, так же как и упомянутые мелкоглубинные структуры удельного сопротивления;(c) вычисление мелкоглубинной структуры удельного сопротивления посредством решения уравнений электромагнитного поля с использованием множества данных геологической съемки, генерируемых на первой частоте источника; и(d) использование вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и электромагнитных данных от второй геологической съемки для выявления отличий мелкоглубинного отклика от более глубокого отклика. 2. Способ по п.1, в котором мелкоглубинная структура удельного сопротивления предсказывается посредством:(a) допущения предположения о начальной мелкоглубинной структуре удельного сопротивления;(b) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой первой частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления;(c) сравнения вычисленного отклика с упомянутым первым множеством данных геологической съемки и(d) подбора предполагаемой мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и повторения этапов (b)-(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не совпадет с упомянутым первым множеством данных геологической съемки с заданным допуском. 3. Способ по п.1, в котором отличия мелкоглубинного отклика от более глубокого отклика выявляются посредством:(a) вычисления теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника с использованием уравнений электромагнитного поля и вычисленной структуры мелкоглубинного удельного сопротивления и(b) сравнения вычисленного электромагнитного отклика со вторым множеством данных геологической съемки для удаления вкладов во второе множество данных геологической съемки, вызываемых мелкоглубинной структурой удельного сопротивления. 4. Способ по п.2, в котором начальная мелкоглубинная структура удельного сопротивления получается из интерпретации сейсмических данных посредством ассоциирования упомянутой структуры удельного сопротивления с геологической структурой, идентифицируемой по сейсмическим данным метода отраженных волн, метода преломленных волн или прошедших волн, с последующей оценкой значе-6 011108 ний удельных сопротивлений в сейсмически идентифицируемой структуре посредством коррелирования с сейсмическим импедансом. 5. Способ по п.1, в котором мелкоглубинная структура удельного сопротивления предсказывается посредством решения обратной задачи для уравнений электромагнитных волн на упомянутой первой частоте источника с получением решения для структуры удельного сопротивления, соответствующей заданным параметрам и множеству электромагнитных данных от упомянутой первой геологической съемки. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя вычисления зависящей от глубины структуры удельного сопротивления для упомянутой подземной области из упомянутой вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и оцененной более глубокой структуры удельного сопротивления; при этом упомянутая зависящая от глубины структура удельного сопротивления содержит по меньшей мере две зоны по глубине, соответствующих глубине скин-слоя на упомянутых первой и второй частотах источника. 7. Способ по п.6, в котором упомянутое вычисление зависящей от глубины структуры удельного сопротивления включает в себя:(a) получение вычисленной мелкоглубинной структуры удельного сопротивления и дополнение этой модели удельного сопротивления оцененной более глубокой структурой удельного сопротивления,с получением предполагаемой модели удельного сопротивления, перекрывающей мелкоглубинные и более глубокие области;(b) вычисление теоретического электромагнитного отклика для геологической съемки на упомянутой второй частоте источника, с использованием уравнений электромагнитного поля и предполагаемой модели удельного сопротивления;(c) сравнение вычисленного отклика с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки и(d) внесение поправок в предполагаемую модель удельного сопротивления и повторение этапов (b)(d) по потребности до тех пор, пока вычисленный отклик не придет в соответствие с упомянутым вторым множеством данных геологической съемки в пределах заданного допуска. 8. Способ по п.6, в котором оцененная более глубокая структура удельного сопротивления получается из интерпретации сейсмических данных посредством ассоциирования упомянутой структуры удельного сопротивления с геологической структурой, идентифицируемой по сейсмическим данным метода отраженных волн, метода преломленных волн или прошедших волн, с последующей оценкой значений удельных сопротивлений в сейсмически идентифицируемой структуре посредством коррелирования с сейсмическим импедансом. 9. Способ по п.6, в котором зависящая от глубины структура удельного сопротивления вычисляется посредством решения обратной задачи для уравнений электромагнитных волн на упомянутой второй частоте источника с получением решения для структуры удельного сопротивления, соответствующей заданным параметрам и множеству электромагнитных данных от упомянутой второй геологической съемки. 10. Способ по п.6, дополнительно включающий в себя выбор третьего множества данных геологической съемки, соответствующего третьей частоте источника, и добавление третьей зоны по глубине к упомянутой вычисленной зависящей от глубины структуре удельного сопротивления, тем самым улучшая разрешение по глубине подземных структур удельного сопротивления. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий в себя повторение упомянутого способа с добавлением по меньшей мере одной дополнительной зоны по глубине. 12. Способ по п.3, в котором вклады мелкоглубинной структуры удельного сопротивления удаляются из второго множества данных геологической съемки посредством использования вычисленного мелкоглубинного электромагнитного отклика с масштабированием второго множества данных геологической съемки от положения к положению. 13. Способ по п.12, в котором масштабированное множество данных второй геологической съемки изображается как функция латерального положения на карте с использованием цветовой шкалы для представления масштабированных данных.

МПК / Метки

МПК: G01V 3/00, G01F 19/00, G01V 7/00

Метки: использованием, множества, пространственной, частот, способ, электромагнитных, интерпретации, данных

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/10-11108-sposob-prostranstvennojj-interpretacii-elektromagnitnyh-dannyh-s-ispolzovaniem-mnozhestva-chastot.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ пространственной интерпретации электромагнитных данных с использованием множества частот</a>

Похожие патенты