專利名稱：：電磁數(shù)據(jù)的時(shí)滯分析的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：0002本發(fā)明一般涉及地球物理探礦領(lǐng)域，更具體地涉及通常在海洋環(huán)境中的受控源電磁勘測(cè)，其中受控電磁發(fā)送器被拖拽于海底上的電磁接收器之上或在所述接收器之間，以用于烴探測(cè)、鉆探以及生產(chǎn)的目的。明確地，本發(fā)明是用于確定在最初時(shí)間地下儲(chǔ)層的電阻率和在一個(gè)或多于一個(gè)后續(xù)時(shí)間的地下儲(chǔ)層電阻率之間差值的方法，并涉及在中間時(shí)段期間從所述儲(chǔ)層烴的生產(chǎn)的不同。
背景技術(shù)：
：0003本發(fā)明著眼于確定在一段吋間內(nèi)地下儲(chǔ)層內(nèi)烴流體三維(3D)分布的問題，所述地下儲(chǔ)層通常位于水體下，如海下，所述一段時(shí)間指從所述儲(chǔ)層烴生產(chǎn)的時(shí)間段。震波方法對(duì)于這個(gè)問題的應(yīng)用被稱為時(shí)滯或4D方法。從儲(chǔ)層經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)烴(天然氣、天然氣冷凝物和石油)的關(guān)鍵問題是正確了解包含儲(chǔ)層的滲水巖石中烴飽和度的分布。因?yàn)闊N從儲(chǔ)層中產(chǎn)出，在儲(chǔ)層內(nèi)烴飽和度以不一致的方式降低和水飽和度以不一致的方式升高。雖然震波方法已經(jīng)為4D應(yīng)用研發(fā)以監(jiān)視儲(chǔ)層流體，這種方法昂貴；并且由響應(yīng)烴流體變化中的相對(duì)低的震波響應(yīng)的靈敏度，所述方法常無(wú)效。這種低靈敏度獨(dú)特地處在于石油儲(chǔ)層，因?yàn)楹芏嗍蛢?chǔ)層的聲學(xué)特性的變化與儲(chǔ)層地層水的變化相似，因此石油飽和度的改變不在震波響應(yīng)中反映。0004被技術(shù)中已知有用于估計(jì)儲(chǔ)層流體特性的其他方法。在井孔的幾米內(nèi)通過井眼(井下或測(cè)井)方法在儲(chǔ)層衰竭期間可以得到烴電阻率和飽和度數(shù)據(jù)。然而測(cè)井方法在烴場(chǎng)內(nèi)相距成百到上千米的油井之間無(wú)效，這是由于從井下測(cè)井設(shè)備到儲(chǔ)層的探測(cè)信號(hào)受限的穿透距離。此外，生產(chǎn)油井通常由導(dǎo)電套管封閉，其嚴(yán)格地限制了使用電方法來(lái)監(jiān)視儲(chǔ)層流體的電阻率，這是因?yàn)樘坠芷帘瘟藘?chǔ)層與電探測(cè)信號(hào)(非常低的頻率除外)。0005通過使用震波或電磁能，儲(chǔ)層流體電阻率和飽和度數(shù)據(jù)也可以在儲(chǔ)層衰竭期間通過跨越井眼(井間)方法獲得(c.f.Rector,W.J.(ed.)，"CrosswellMethods:SpecialIssue"，Geo—戸'cs60，no.3(1995))。然而，井間方法需要為測(cè)定同步使用至少兩個(gè)井，這是昂貴的因?yàn)閮蓚€(gè)井的生產(chǎn)必須停止并且生產(chǎn)管必須從井中移出。此外，井間數(shù)據(jù)主要提供連接兩個(gè)井的共有垂直面的二維勘測(cè)。海下儲(chǔ)層中更多的井從垂直面導(dǎo)出，這限制了井對(duì)之間公用垂直面的量。同樣，在許多井場(chǎng)內(nèi)通常相距成百到上千米的油井之間井間方法是無(wú)效的，這是由于來(lái)自井下源的探測(cè)信號(hào)的受限穿透距離。并且與單測(cè)井情況相似，在生產(chǎn)油井中導(dǎo)電套管的存在嚴(yán)格地限制了使用井間電方法來(lái)檢測(cè)儲(chǔ)層流體電阻率。0006常規(guī)地用于估計(jì)井間流體飽和度的另一種方法是儲(chǔ)層流體流動(dòng)的數(shù)學(xué)仿真。然而，為了使數(shù)學(xué)仿真在甚至在大型計(jì)算機(jī)上可行，儲(chǔ)層仿真必耍地合并井間巖石性質(zhì)的簡(jiǎn)化和假設(shè)。儲(chǔ)層仿真也需要對(duì)模型中數(shù)字參數(shù)的連續(xù)調(diào)節(jié)以與井內(nèi)測(cè)得數(shù)據(jù)一致，所謂"歷史匹配"途徑，且這些參數(shù)可能不具有和測(cè)得巖石和流體性質(zhì)的簡(jiǎn)單聯(lián)系。0007從海洋受控源電磁(CSEM)勘測(cè)得到的結(jié)果，如使用授權(quán)給Smka的編號(hào)為4，617，518的美國(guó)專利和先前引用的編號(hào)為60/797，560的美國(guó)專利，以及編號(hào)為2003/0050759的美國(guó)專利所公開的方法收集的結(jié)果，顯示可以遠(yuǎn)距離確定烴儲(chǔ)層內(nèi)流體的體電阻率。為了良好的首次估計(jì)，使用水平點(diǎn)偶極子(HED)源獲得的海洋CSEM數(shù)據(jù)主要敏感于地下儲(chǔ)層的網(wǎng)垂直電阻(體電阻率成倍于網(wǎng)垂直厚度)(KaufmanandKeller,f>e，ewc_yaw/rra肌.ew"ow"(i/wg^，300-313，Elsevier(1983))。西非海洋觀測(cè)(Eidesmo,etal.，F(xiàn)//^&eaA:，20，144-152(2002);Ellingsrudetal.，77ze/ea力"g，972-982(2002))證實(shí)由烴的存在引起的地下電阻率可以被檢測(cè)。0008已知大地的電阻率可是各向異性的?？梢?，例如Kdler禾口Frischnecht，￡7ecWca/MeAotis1Geo//yAs/ca//Vaype"/"g，33-39，Pergamon(1966);Kaufmann禾口Keller，F(xiàn)regwewqy朋d7hms7,ewZ'5"畫力一，257-284，Elsevier，紐約(1983);Negi等，為:so&，Geoe/e"ra廳gwW扁，Elsevier，紐約(1989);以及Zhdanov禾口Keller，77zeGeoe/ecWca/A/e^70(iyGeop/yw'ca/￡x//orato，199-124，Elsevier,紐約(1994)。幾個(gè)公開物講授了如何計(jì)算(模型)多個(gè)受控源各向異性大地電響應(yīng)。可見，例如，Chlamtac禾BAbramovici，Geop/zjw'os46，904-915(1981);Yin和Weidelt，G，—64，426-434(1999);Yin和Maurer，(7e—戶.c"6，1405-M16(2001)。同樣，幾個(gè)作者討論方位角電各向異性的解釋(例如，Watson和Barker，—64，739-745(1999);以及Linde和Peterson，Ge，/ya/"69，909-916(2004))。其他人依照使用多個(gè)可控電磁源獲得的數(shù)據(jù)討論各向異性的解釋(Jupp禾卩Vozoff，Ge07/yAy.尸ms/ec"wg25，460-470(1977);Edwards(7eop/2jAS7.cw49，566-576(1984);以及Christensen，Ge。//,Pms7ec""g48，1-9(2000))。0009授權(quán)給Strack的編號(hào)為6，739,165的美國(guó)專利公開了通過測(cè)定大地表面的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)中改變來(lái)監(jiān)視儲(chǔ)層電阻率變化的方法，由于受控流電和電感源和自然大地電磁源產(chǎn)生的激勵(lì)，所述方法必須包括測(cè)定穿過儲(chǔ)層的至少一個(gè)井眼中電阻率的改變。Strack沒有公開成像或反轉(zhuǎn)的使用以映射整體儲(chǔ)層電阻率P^r或烴飽和度She的分布，并且沒有討論電各向異性。0010Johnstad等，在編號(hào)為WO2004/086090的專利中公開了與Stmck相似的用于儲(chǔ)層電阻率監(jiān)視的方法，但其包括由通過沿油井的到點(diǎn)套管從海底到儲(chǔ)層傳輸電能構(gòu)造的井下電磁源。作者沒有公開3D成像或3D翻轉(zhuǎn)的使用以確定pr或She，并且沒有公開如何包括電各向異性的效應(yīng)。0011Constable,在編號(hào)為WO2004/053528(2004)，Al的專利中討論了用于烴儲(chǔ)層實(shí)時(shí)監(jiān)視的方法，他提出使用多個(gè)垂直和水平電偶極子輻射源和自然電磁(如大地電磁)源，單獨(dú)或結(jié)合地與分布在包含烴儲(chǔ)層的區(qū)域上的多個(gè)陣列中的包含電感應(yīng)器和磁感應(yīng)器的海底天線。海底天線可以永久地固定在海底或可在被獨(dú)立地安放幾次。Constable的用于監(jiān)視儲(chǔ)層整體電阻率pr的時(shí)間變化的方法，所述方法含有使用響應(yīng)來(lái)自發(fā)送器能量的接收器信號(hào)的兩個(gè)直交的水平和垂直電場(chǎng)分量在每個(gè)源一接收器結(jié)合勘測(cè)大地電阻抗，并映射這些阻抗到儲(chǔ)層區(qū)域。大地電磁數(shù)據(jù)可以被可選地用于幫助確定電背景(大地的非儲(chǔ)層量)。對(duì)于任何維度，沒有接收器信號(hào)的數(shù)學(xué)反演或成像，并且沒有公開包括各向異性影響的方法。0012Loke("ConstrainedTime-LapseResistivityImaging■Inversion"，paperEEM-7，ProceedingsoftheSAGEEPSymposium,Denver,March3-7，2001)描述了2D約束的像反轉(zhuǎn)的使用從而為環(huán)境應(yīng)用測(cè)定地下電阻率的改變。Loke公開了作為用于在隨后時(shí)間執(zhí)行的電阻率反轉(zhuǎn)的開始模型的在最初勘測(cè)時(shí)間獲得的電阻率反轉(zhuǎn)結(jié)果的使用，從而降低通過如采集系統(tǒng)變化的地下電阻率外的其他影響導(dǎo)入的結(jié)果中的人工分量。本公開限制了對(duì)DC電阻率勘測(cè)的討論，并且使用從岸上Wenner-Schlumberger陣列獲得的速率示例，其是本領(lǐng)域人員熟知的勘測(cè)方法。Loke沒有討論各向異性影響或海洋數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)多分量的使用或烴應(yīng)用。0013Gasperikova等(AFeasibilityStudyofGeophysicalMethodsforMonitoringGeologicC02Sequestration",ExtendedAbstractRC3.8,SEGAnnualMeeting,Denver,Colorado,October2004)討論了接地的HED源對(duì)與激勵(lì)相關(guān)的岸上電場(chǎng)測(cè)定的使用，從而基于3D正演模型勘測(cè)作為C02注入結(jié)果的阿拉斯加北坡上的SchraderBluff油田中水飽和度(或l-She)的改變。通過在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間區(qū)分正演模型運(yùn)算模擬隨時(shí)間的改變。該論文沒有描述電場(chǎng)中的哪個(gè)分量為這個(gè)測(cè)定優(yōu)化，也沒有任何各向異性影響的討論。0014Hoversten等("DirectReservoirParameterEstimationusingJointlnversionofSeismicAVOandmarineCSEMData"，ExtendedAbstractRC2.1,SEGAnnualMeeting,Denver,Colorado,October2004)討論了用于震波映像和海洋CSEM海底數(shù)據(jù)(HED源)的1D(平面分層大地)同步反轉(zhuǎn)的方法。CSEM數(shù)據(jù)受限于線上在線電場(chǎng)數(shù)據(jù)(即圖l中源線上的Ex)。Hoversten等(2004)沒有給出用于儲(chǔ)層監(jiān)視的時(shí)滯方法，他們也沒有給出如何在反轉(zhuǎn)中包括大地電各向異性。0015因此，需要一種方法來(lái)通過遙測(cè)和成像對(duì)飽和度高度敏感的地下物理數(shù)據(jù)直接估計(jì)3D意義上的儲(chǔ)層內(nèi)的烴飽和度，并能夠重復(fù)所述測(cè)定/成像并分析儲(chǔ)層流體產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這種方法必須考慮電阻率的各向異性。本發(fā)明滿足這種需要。
發(fā)明內(nèi)容0016在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是依照從含有儲(chǔ)層的地下區(qū)域獲得的受控源電磁勘測(cè)數(shù)據(jù)確定地下儲(chǔ)層的烴含量的隨時(shí)間的改變的方法，所述方法包括(a)從所述地下區(qū)域的最初勘測(cè)獲得記錄在(相對(duì)于勘測(cè)源線的)多個(gè)在線和離線接收器位置處的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從充分相同的條件下導(dǎo)出的、相同區(qū)域的至少一個(gè)稍后勘測(cè)獲得相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，所述數(shù)據(jù)包含至少主要對(duì)垂直電阻率敏感的場(chǎng)分量和至少主要對(duì)水平電(b)對(duì)于每個(gè)勘測(cè)，使用勘測(cè)獲取參數(shù)和測(cè)定的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為所述地下儲(chǔ)層中的多個(gè)"，y，z)位置處的水平電阻率和垂直電阻率求解Maxwell電磁場(chǎng)方程；以及(c)比較所述勘測(cè)之間計(jì)算的電阻率結(jié)果。通過使用Archie定律(Archie'slaw)或其他關(guān)系，烴流體飽和度的值可以從水平和垂直電阻率計(jì)算得到，并且由于儲(chǔ)層的烴隨時(shí)間生產(chǎn)，分時(shí)間勘測(cè)中的的此參數(shù)成像結(jié)果的比較提供了分析變化的基礎(chǔ)。0017通過參考下文詳細(xì)描述和附圖將更好地了解本發(fā)明及其優(yōu)勢(shì)，其中0018圖l說明了適用于本發(fā)明實(shí)施例的勘測(cè)幾何圖，其中水平電源和水平磁源被使用，并結(jié)合在線和離線的多個(gè)多分量電磁接收器；0019圖2說明了用于模型計(jì)算以提供本發(fā)明方法的測(cè)試示例的勘測(cè)幾何圖和地下電阻率模型；0020圖3A顯示帶有圖2中模型的電阻層的HED源的在線Ex幅值，而圖3B顯示不帶有圖2中模型的電阻層的EVTI的變化值的Ex相位。0021圖4說明了模型地下烴儲(chǔ)層的垂直電阻率的仿真的深度模型，所述模型地下烴儲(chǔ)層是通過在線Ex和離線Hz海底電磁數(shù)據(jù)的3D反轉(zhuǎn)獲得的，被平均儲(chǔ)層厚度的模型，所述電磁數(shù)據(jù)是在圖2中所示勘測(cè)幾何圖的初始時(shí)間獲得的。0022圖5說明了模型地下烴儲(chǔ)層的垂直電阻率的仿真的深度模型，所述模型地下烴儲(chǔ)層是通過在線Ex和離線Hz海底電磁數(shù)據(jù)的3D反轉(zhuǎn)獲得的，被平均儲(chǔ)層厚度的模型，所述電磁數(shù)據(jù)是在圖2中所示勘測(cè)幾何圖的后續(xù)時(shí)間獲得的，其中需要如在第一時(shí)間使用相同的源線在相同位置的海底測(cè)定；以及0023圖6是顯示本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例的基本步驟的流程圖。0024本發(fā)明將聯(lián)系其優(yōu)選實(shí)施例被描述，然而，就下文的詳細(xì)描述對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例和具體使用來(lái)說，下文描述僅是說明性的，并且不試圖作為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，其試圖包括可以包括如所附權(quán)利要求限定的在本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的全部替代、修改和具體實(shí)施例方式0025本發(fā)明是用于確定如烴儲(chǔ)層的海洋地下區(qū)域內(nèi)垂直和水平電阻率中隨時(shí)間改變的方法，所述隨時(shí)間改變是由于儲(chǔ)層特性的改變，如巖石小孔流體飽和度。這種改變的一個(gè)原因是在烴生產(chǎn)中執(zhí)行的有意的流體抽出或注入。本發(fā)明要求在初始時(shí)間和在一個(gè)或多于一個(gè)隨后的時(shí)間測(cè)定的受控源電磁(CSEM)勘測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)于至少一個(gè)在線電磁場(chǎng)分量和至少一個(gè)離線分量，特定分量的選擇取決于源的類型。本發(fā)明利用一個(gè)現(xiàn)實(shí)，即確定的電磁場(chǎng)分量對(duì)垂直電阻率或水平電阻率中的一個(gè)而不是兩個(gè)的主要敏感或排他性的敏感，然而其它場(chǎng)分量對(duì)兩個(gè)電阻率都敏感。本發(fā)明也利用烴儲(chǔ)層流體飽和度的改變將改變儲(chǔ)層的垂直和水平電阻率的現(xiàn)實(shí)，這是因?yàn)閮?chǔ)層主要包含內(nèi)層和其它結(jié)構(gòu)并因此通常表現(xiàn)出電垂直橫向各向同性(EVTI)。因?yàn)閮?chǔ)層厚度通常小于儲(chǔ)層所埋深度，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)層間隔內(nèi)EVTI的垂直分辨率將充分地小于儲(chǔ)層厚度。這個(gè)儲(chǔ)層內(nèi)更低的空間分辨率是由于已知的電磁透入深度影響，通常小于l赫茲的低電磁源頻率必須被用于穿透儲(chǔ)層深度這一事實(shí)的推論。由此得出較薄層內(nèi)的高空間分辨率需要的頻率通常不存在于遙測(cè)的儲(chǔ)層響應(yīng)數(shù)據(jù)，這是因?yàn)楦叩念l率僅穿透遠(yuǎn)小于儲(chǔ)層厚度的厚度。0026海洋受控源電磁(CSEM)勘測(cè)最新的發(fā)展提供了遠(yuǎn)距離確定地下儲(chǔ)層電阻率的方法，所述方法使用迭代正向模擬或數(shù)學(xué)反轉(zhuǎn)(Srnka"RemoteReservoirResistivityMapping"，SocietyofExplorationGeophysicists75thAnnualMeeting￡!xto7^/e<ijfo/racte,Houston,November2005,paperSS3.3)。Srnka等("RemoteReservoirResistivityMapping-BreakthroughGeophysicsfortheUpstream"Abstract17284,OffshoreTechnologyConference,Houston,Texas,May2005)進(jìn)一歩顯示了當(dāng)考慮儲(chǔ)層內(nèi)電阻性烴的存在時(shí)，來(lái)自不同西非海洋烴儲(chǔ)層的預(yù)期的CSEM響應(yīng)接近地匹配從大地電結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)的三維計(jì)算機(jī)模型預(yù)測(cè)的響應(yīng)。0027海洋受控源勘測(cè)，如那些收集的使用授權(quán)給Smka的編號(hào)為6,603,313的美國(guó)專利和2003年3月13日(Smka等)公開的編號(hào)為2003/0050759的美國(guó)專利申請(qǐng)公開的方法，顯示大地的電阻率可以嚴(yán)重地取決于用于完成這些測(cè)定的電流流動(dòng)的方向。特別是，垂直電阻率pv可以比水平電阻率PH大得多(二或更多倍)，特別是如頁(yè)巖的較好分層的巖石中，并且一個(gè)位置到另一個(gè)位置的垂直電阻率的量級(jí)可以是變化的。這個(gè)現(xiàn)象被稱為電各向異性，或特定的被本領(lǐng)域技術(shù)人員稱為電垂直橫向各向同性("EVTI")。大地電阻率也可以方位地變化(即以羅盤方向)，但在烴勘探的沉積盆地中，這種各向異性影響似乎通常沒有EVTI重要(即更小的量級(jí))。0028EVTI的存在失真了使用海洋CSEM勘測(cè)的電磁接收器在海底接收的信號(hào)，所述勘測(cè)需要水平電偶極子(HED)和水平電偶極子(HMD)受控源，所述接收的信號(hào)相對(duì)于沒有EVTI時(shí)接收的信號(hào)受到了失真。見圖l，圖l是適用于本發(fā)明的勘測(cè)幾何圖的說明。附圖顯示勘測(cè)船1拖拽在海底4上的HED2和HMD3，在海底4上在線接收器6和離線接收器7安排成關(guān)于拖拽線5的固定的陣列。這種失真影響了與如8的儲(chǔ)藏?zé)N的存在相關(guān)的海洋CSEM電阻率異常的解釋。這種失真效應(yīng)出現(xiàn)在測(cè)定海底場(chǎng)的幅值和相位，并依照頻率而改變。這種失真可以掩蓋烴的存在(假陰性)或不正確的建議它們存在(假陽(yáng)性)。這種失真以在多個(gè)CSEM勘測(cè)中被觀測(cè)到。例如，Tompkin等，("EffectofVerticalAnisotropyonMarineActiveSourceElectromagneticDataandInversions"EAGE65thAnnualConvention,Paris,France,abstractE025(2004))描述了在僅使用(海底)電場(chǎng)測(cè)定時(shí)，EVTI對(duì)用于烴應(yīng)用的海洋CSEM數(shù)據(jù)的幾個(gè)影響。這些影響包括低估如烴儲(chǔ)層的地下底層的真實(shí)深度，以及如果忽視EVTI，會(huì)低估l其整體電阻率。0029Srnka(PCT專利公開號(hào)WO2006/135510)提出如何在海洋CSEM勘測(cè)中測(cè)定并分析EVTI。公開的分析步驟包括(1)適當(dāng)?shù)脑诰€和離線海底電場(chǎng)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的測(cè)定，其精確地結(jié)合取決于采用的受控電磁源(HED或HMD)的類型；以及(2)在計(jì)算機(jī)上使用數(shù)字運(yùn)算，為包括EVTI影響的地下電阻率結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)地反轉(zhuǎn)海底數(shù)據(jù)。0030為了利用這些特性，CSEM源需要產(chǎn)生垂直和水平電流。兩種CSEM源完成這點(diǎn)，水平電偶極子(HED)和水平磁偶極子(HMD)。如公開號(hào)為WO2006/135510的PCT專利所提出，本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例利用兩個(gè)源類型中的每個(gè)所需的特定的電磁場(chǎng)測(cè)定數(shù)據(jù)。本發(fā)明的圖1，2和3A-B全部是這一現(xiàn)有申請(qǐng)的重復(fù)。0031在一些情況下，被包括地下儲(chǔ)層的勘測(cè)覆蓋的地下區(qū)域的電阻率各向異性可以非常小(即EVTI接近于一致)。如果儲(chǔ)層是非常均勻的砂巖堆積并且儲(chǔ)層外的地下區(qū)域不含有大體積的各向異性頁(yè)巖堆積的條件下，這種情況可能發(fā)生。在這些少數(shù)情況下，CSEM響應(yīng)將接近于各向同性，其可以簡(jiǎn)單地用過現(xiàn)有技術(shù)提出的勘測(cè)數(shù)據(jù)的分析來(lái)確定。在這種情況下，數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)反轉(zhuǎn)可以通過使用更少的勘測(cè)數(shù)據(jù)分量來(lái)執(zhí)行，所述數(shù)據(jù)分量對(duì)儲(chǔ)層電阻率(如僅在線EX)敏感并且可以通過使用各向同性反轉(zhuǎn)運(yùn)算來(lái)執(zhí)行從而更加有效地經(jīng)濟(jì)地成像地下區(qū)域。0032圖l說明了用于一般的各向異性大地電阻率情況(如EVTI〉1)的可能的數(shù)據(jù)采集(勘測(cè))。船1在海面或海面下沿源線5接近海底4拖拽HED源2和/或HMD源3，并傳輸在CSEM勘測(cè)中通常得到(一般通過HED源)的具體電流波形?？纱娴?，當(dāng)產(chǎn)生源波形傳輸時(shí)，HED和/或HMD源可以用固定的方法置于接近或接觸沿線5的每對(duì)獨(dú)立的在線海底電磁接收器6之間的海底。使用連續(xù)拖拽和/或固定源的選擇取決于操作勘測(cè)條件的變化，但主要取決于電磁噪聲環(huán)境。源產(chǎn)生的噪聲和自然噪聲歲水深的減小而增加，在淺水(一般150米或更少)里適合固定源的使用，因此可以使用非常長(zhǎng)的數(shù)據(jù)求和(堆棧)時(shí)間，而不帶有數(shù)據(jù)的橫向拖尾效應(yīng)，從而抑制隨機(jī)噪聲。源波形傳輸可以包含適當(dāng)持續(xù)時(shí)間的多種波形，如專利號(hào)為WO2005/117326的PCT專利或前文參考的公開物所描述的。離線接收器7記錄由源激勵(lì)產(chǎn)生的大地電磁響應(yīng)，與在線接收器6勘測(cè)的所述響應(yīng)同步。源線，在線接收器和離線接收器被置于海底上并鄰近已經(jīng)被鑒定為潛在烴或其池資源儲(chǔ)層的大地內(nèi)的地下地質(zhì)地層8。如從預(yù)先海底響應(yīng)或預(yù)測(cè)模型或?qū)⒈槐绢I(lǐng)域技術(shù)人員理解的可操作約束所確定，通過使用統(tǒng)一或不統(tǒng)一的內(nèi)接收器間隔(或兩個(gè)接收器間隔)，海底接收器被放置在距離HED和HMD源的多個(gè)距離。通常接收器的線內(nèi)或跨線間隔從500到5000米。0033通過上文描述的在第一勘測(cè)時(shí)間所需的電磁數(shù)據(jù)，通過使用一個(gè)或多于一個(gè)數(shù)據(jù)分析和解釋方法，現(xiàn)有的編號(hào)為WO2006/135510的PCT專利允許在一個(gè)區(qū)域內(nèi)確定包括EVTI的大地電阻率值，所述區(qū)域被所述勘測(cè)的每個(gè)在線和離線接收器結(jié)合所包圍。通過在任何可用勘測(cè)頻率的線內(nèi)或離線場(chǎng)響應(yīng)的分析確定任何存在的EVTI的量、深度和橫向分布；在最淺深度確定EVTI的最高頻率(在海底開始并向下延伸直到接近EM滲透深度)，并且從最淺深度到有效滲透的最深深度提供完整EVTI影響的最低頻率(接近擴(kuò)散EM波長(zhǎng)的0.5倍，或Ji倍的電磁透入深度)。這種確定允許EVTI影響被移除或被考慮進(jìn)海底CSEM數(shù)據(jù)，從而執(zhí)行儲(chǔ)層電阻率(即掩埋的目標(biāo)儲(chǔ)層地層的電阻率)的正確預(yù)期。0034當(dāng)為了確定地下電阻率隨時(shí)間改變的目的，在一個(gè)或多于一個(gè)后續(xù)時(shí)間需要圖l描述的勘測(cè)，所述勘測(cè)優(yōu)選地充分相似于在第一勘測(cè)時(shí)間的勘測(cè)，因此所勘測(cè)數(shù)據(jù)表現(xiàn)同樣地下區(qū)域大地的電磁響應(yīng)。在實(shí)踐中，通過海洋CSEM勘測(cè)的經(jīng)驗(yàn)顯示了在隨后時(shí)間的用于勘測(cè)的接收器位置必須位于第一次勘測(cè)時(shí)間使用的位置的幾十米范圍之內(nèi)。在第一和后續(xù)重復(fù)的接器的位置之間允許的準(zhǔn)確距離取決于地下電參數(shù)和用于探測(cè)大地結(jié)構(gòu)的源頻率。通常，對(duì)于i.o歐姆的大地背景水平電阻率和EVinN2.0的海底下1500米的儲(chǔ)層，和0.25赫茲的探測(cè)頻率，允許的距離小于100米。0035本發(fā)明方法中用于第一勘測(cè)時(shí)間和一個(gè)或多于一個(gè)后續(xù)勘測(cè)時(shí)間的線內(nèi)和離線電場(chǎng)和磁場(chǎng)數(shù)據(jù)的獨(dú)立數(shù)據(jù)處理步驟是被海洋CSEM勘測(cè)的技術(shù)人員使用的標(biāo)準(zhǔn)程序，并在包括本文引用的公開物的現(xiàn)有技術(shù)中描述。幾個(gè)額外的步驟可以被引入以準(zhǔn)備被數(shù)學(xué)反轉(zhuǎn)在第一和后續(xù)勘測(cè)時(shí)間所需的測(cè)定數(shù)據(jù)，這取決于數(shù)據(jù)的質(zhì)量、空間覆蓋率和其他方面(圖6流程圖的步驟62)。這些額外的步驟可以包括在源一一接收器偏移域內(nèi)使用消音器或?yàn)V波器的噪聲抑制，相位調(diào)節(jié)以解決有定時(shí)誤差造成的整體位移，幅值調(diào)節(jié)以解決分量和數(shù)據(jù)求和之間的矛盾從而產(chǎn)生更大的有效孔徑(參見，例如公開號(hào)為2003/0050759Al的美國(guó)專利)。0036在前面參考的2005SEG論文中，Smka公開了使用輸入到在計(jì)算機(jī)上運(yùn)算的三維(3D)反轉(zhuǎn)運(yùn)算的CSEM數(shù)據(jù)可以成像海下儲(chǔ)層的電阻率，其中推理的限制可以被采用并且地下電阻率的絕對(duì)值是確定的。Thompson等("SensitivitytohydrocarbontargetsusingmarineactivesourceEMsounding:DiffusiveEMimagingmethods"，EAGEAnnualMeeting,Paris,June2004)顯示了使用二維(2D)計(jì)算機(jī)算法的海洋CSEM數(shù)據(jù)的適當(dāng)成像的示例，其中所述計(jì)算機(jī)運(yùn)算僅估計(jì)大地電結(jié)構(gòu)之間的相關(guān)電阻率對(duì)照，而不是確定如使用非線性反轉(zhuǎn)得至ll的絕對(duì)電阻率值。Carazzone等("ThreedimensionalimagingofmarineCSEMdata"，ExtendedAbstract,EM3.3,SEGAnnualMeeting,Houston,Texas,November2005)顯示了3D海洋CSEM非線性數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)的幾個(gè)示例，其適當(dāng)?shù)仄ヅ渫ㄟ^在儲(chǔ)層內(nèi)感應(yīng)測(cè)井測(cè)得的儲(chǔ)層電阻率值。然而在這些反轉(zhuǎn)示例中，沒有一個(gè)討論結(jié)果中EVTI的合并，也沒有討論儲(chǔ)層電阻率中隨時(shí)間改變的成像。0037用于每個(gè)勘測(cè)時(shí)間需要的數(shù)據(jù)的本發(fā)明的反轉(zhuǎn)方法，包括但不限制于在編號(hào)為WO2006/135510的PCT專利中公開的四個(gè)補(bǔ)充步驟，其在下文中被總結(jié)。在圖6的流程圖的步驟63中，反轉(zhuǎn)方法被選擇。(1)(步驟64)使用本領(lǐng)域計(jì)算人員熟知的用于各向同性大地計(jì)算的運(yùn)算在數(shù)字計(jì)算機(jī)上迭代1D、2D和/或3D正演模擬，其中實(shí)際數(shù)據(jù)(幅值和/或相位)與模擬響應(yīng)(幅值和/或相位)相比較，并且模型被充分調(diào)節(jié)以匹配帶有模型響應(yīng)的實(shí)際場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這個(gè)各向同性解釋方法中，如果HED數(shù)據(jù)被使用，使用垂直電阻率模擬在線響應(yīng)，并使用水平電阻率模擬離線響應(yīng)，并且如果HED數(shù)據(jù)將被使用則反轉(zhuǎn)。(見下文表l。)通過比較測(cè)得的EM場(chǎng)分量數(shù)據(jù)得到對(duì)垂直電阻率模型的迭代調(diào)節(jié)，對(duì)應(yīng)于水平電阻率模型，所述EM場(chǎng)分量?jī)H僅優(yōu)選地主要對(duì)垂直電阻率的影響敏感。在使用離線數(shù)據(jù)的情況下，優(yōu)選地來(lái)自接收器的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地位于所述源的側(cè)面(即在圖l中xi處)。然后在線對(duì)于離線模型結(jié)果(電阻率相對(duì)深度z和位置x，y)的比率提供了作為深度和位置函數(shù)的包括EVTI的大地電阻率的近似值。(2)(步驟65)使用用于各向異性大地計(jì)算在數(shù)字計(jì)算機(jī)上迭代1D、2D和/或3D正演模擬，所述各向異性大地運(yùn)算包括本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的EVTI，所述領(lǐng)域包括上文參考的Yin和Maurer的論文，其中實(shí)際數(shù)據(jù)(幅值和/或相位)與模型響應(yīng)(幅值和/或相位)相比較，并且所述模型被充分調(diào)節(jié)以匹配帶有模型響應(yīng)的實(shí)際場(chǎng)數(shù)據(jù)。在這個(gè)各向異性解釋方法中，使用垂直和水平電阻率估計(jì)同步模擬在線和離線響應(yīng)。然后最終模型解決包含作為深度和橫向位置的函數(shù)的大地電阻率和EVTI值(量)。(3)(步驟66)使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的(見，例如，Newman等，7TzreeZ)/meww'owa/五/ec^omag"e"os(OristaglioandSpies,eds.)Soc.Expl.Geophysicists,Tulsa,299-321(1999))各向同性電阻率運(yùn)算在數(shù)字計(jì)算機(jī)上自動(dòng)執(zhí)行1D、2D和/或3D算數(shù)迭代(成像)。在各向同性反轉(zhuǎn)方法的一個(gè)實(shí)施例中，HED源的在線Ex和在線EJ或HMD源的在線Hx和在線Hy)以及HED源的離線Hz(或HMD源的離線Hz)被分別輸入到反轉(zhuǎn)程序，所述反轉(zhuǎn)程序?qū)⑹褂脭?shù)字最優(yōu)化運(yùn)算來(lái)分別的解決水平和垂直電阻率的量、深度以及橫向分布，所述水平電阻率的電磁響應(yīng)最佳地滿足觀測(cè)的海底數(shù)據(jù)。然后通過在每個(gè)深度和位置隨后形成反轉(zhuǎn)的垂直對(duì)水平電阻率的比值找到EVTI。通過各向同性正演模擬，關(guān)鍵是一個(gè)反轉(zhuǎn)解使用對(duì)垂直電阻率更敏感的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，而另一個(gè)反轉(zhuǎn)解使用對(duì)水平電阻率更敏感的數(shù)據(jù)。(4)(步驟67)使用個(gè)向異性1D電阻率運(yùn)算(見，例如前文參考的Tompkin等的論文)在數(shù)字計(jì)算機(jī)上自動(dòng)執(zhí)行數(shù)學(xué)反轉(zhuǎn)(成像)程序，而2D和3D的頻域和時(shí)域有限差運(yùn)算的各向異性擴(kuò)展由本領(lǐng)域計(jì)算人員在先前發(fā)展出(見，例如，Weiss等。67,1104-1114(2002);以及Weiss等，Ge—戸U，922-930(2003))。在這個(gè)各向異性迭代方法中，在線和離線響應(yīng)被聯(lián)合輸入到反轉(zhuǎn)程序，然后所述程序使用數(shù)字最優(yōu)化運(yùn)算來(lái)解決水平和垂直電阻率的量、深度和橫向分布，所述水平和垂直電阻率的電磁響應(yīng)最佳地滿足觀測(cè)的海底數(shù)據(jù)。0038各向同性方法要求兩個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)運(yùn)行迭代正演建?；蚍崔D(zhuǎn)程序。一個(gè)運(yùn)行包括至少一個(gè)電磁場(chǎng)分量的數(shù)據(jù)，所述電磁場(chǎng)分量主要對(duì)水平電阻率的影響敏感，并且輸出是水平電阻率數(shù)據(jù)的量。另一個(gè)運(yùn)行包括是找一個(gè)EM場(chǎng)的分量的數(shù)據(jù)，所述EM場(chǎng)分量?jī)?yōu)選的僅對(duì)垂直電阻率的影響敏感，或至少主要對(duì)垂直電阻率的影響敏感，并且輸出是垂直電阻率數(shù)據(jù)的量。各相異性方法輸入全部數(shù)據(jù)到單個(gè)運(yùn)行。數(shù)據(jù)可以是同時(shí)對(duì)垂直和水平電阻率敏感的場(chǎng)分量；然而，如果該數(shù)據(jù)包括僅對(duì)垂直電阻率敏感的分量和另一個(gè)僅對(duì)水平電阻率敏感的分量，那么該方法產(chǎn)生更多的數(shù)學(xué)穩(wěn)健的結(jié)果。因此，用于一個(gè)方法的優(yōu)選的電磁數(shù)據(jù)組將是對(duì)所有方法優(yōu)選的組(對(duì)于給定的源類型)。表1列出了對(duì)于在線或離線接收器位置的HED和HMD源類型的對(duì)垂直電阻率Pv和水平電阻率PH或兩者的敏感性。(優(yōu)選的離線數(shù)據(jù)來(lái)自位于源側(cè)面的位置。)本發(fā)明感興趣的表l中的條目是數(shù)據(jù)至少主要地依靠Pv或PH影響的條目?？梢詮谋韑和前文描述的方法看出本發(fā)明全部?jī)?yōu)選實(shí)施例需要至少一個(gè)EM場(chǎng)分量的在線測(cè)定以及至少一個(gè)EM場(chǎng)分量的離線測(cè)定。額外的數(shù)據(jù)提供了預(yù)期的數(shù)據(jù)冗余的好處。在表1中對(duì)PH或PH標(biāo)有"僅"的敏感性假設(shè)平坦分成的大地模型，并且必須了解在實(shí)際情況下這種敏感性不會(huì)完全純凈，并且應(yīng)該了解表l用于海洋環(huán)境，對(duì)于陸地上的應(yīng)用表將將被適當(dāng)?shù)母淖儭?lt;table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>表l0039技術(shù)人員可以簡(jiǎn)單看出以上的全部方法，無(wú)論各向同性還是各向異性，正演模擬或?qū)е拢及ㄍㄟ^計(jì)算機(jī)輔助數(shù)字方法執(zhí)行的Maxwdl的電場(chǎng)方程。通過公知的源采集數(shù)據(jù)，以及背景電阻率(鹽水等)，還有測(cè)定的至少兩個(gè)EM場(chǎng)分量的數(shù)據(jù)，只有目標(biāo)電阻率是未知的并且其可以被解出。0040迭代正演模擬方法通常通過計(jì)算機(jī)實(shí)施，但通常需要人工指導(dǎo)。數(shù)據(jù)操作員通常輸入已知或估計(jì)的電阻率參數(shù)到開始深度模型。這種模型可能包括在其他參數(shù)中的海水深度，水電阻率及其垂直梯度，空氣電阻率以及基于現(xiàn)有指示的大地電阻率的第一猜測(cè)(如在相同的區(qū)域測(cè)井)，相關(guān)的數(shù)據(jù)(如通過統(tǒng)計(jì)關(guān)系轉(zhuǎn)換到電阻率的震波速率)，以及所述技術(shù)中的一般經(jīng)驗(yàn)。通常選擇統(tǒng)一的背景電阻率值。初始電阻率模型的主要影響是加速或延遲收斂。然后通過使用運(yùn)算在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行模型，所述運(yùn)算為所選的輸入數(shù)據(jù)解決Maxwell方程，并且為真實(shí)數(shù)據(jù)相應(yīng)的勘測(cè)配置獲得作為結(jié)果的合成數(shù)據(jù)。然后操作員在幾個(gè)位置比較合成數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)，并基于預(yù)期響應(yīng)的可用的知識(shí)修改模型的電阻率從而使合成數(shù)據(jù)更接近真實(shí)數(shù)據(jù)。所述處理通常被重復(fù)多次，直到達(dá)到操作員設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，即最終電阻率一一深度模型的合成數(shù)據(jù)在一些接受的限制內(nèi)匹配真實(shí)數(shù)據(jù)。如果處理沒有收斂，這通常意味著地理結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的并要求更多的頻率、源到接收器距離以及需要被檢測(cè)的E或H分量或由于其他原因勘測(cè)的數(shù)據(jù)被損壞。0041如上文描述的正演模擬方法，在反轉(zhuǎn)方法中，數(shù)據(jù)操作員使用已知值(海水，空氣等)和通過經(jīng)驗(yàn)、近似值確定的通常取統(tǒng)一或區(qū)域代表性的大地電阻率的開始猜測(cè)建立開始電阻率深度模型。然后真實(shí)數(shù)據(jù)和開始電阻率模型一起被輸入計(jì)算機(jī)運(yùn)算，并且所述運(yùn)算生成通過Maxwdl的方程解出的合成數(shù)據(jù)，所述Maxwell方程通常通過本領(lǐng)域己知的數(shù)字迭代方案的求解。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，運(yùn)算使用數(shù)學(xué)技術(shù)，如在真實(shí)和合成數(shù)據(jù)之間的不同中導(dǎo)出的梯度，從而超出模型中的變化，所述變化將導(dǎo)致在下一次處理迭代中真實(shí)和合成數(shù)據(jù)之間不相稱的最小化。計(jì)算機(jī)運(yùn)算能夠解決比人類操作員可解決的更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)和模型，并且允許連續(xù)的操作其內(nèi)部迭代處理知道真實(shí)數(shù)和合成數(shù)之間的不相稱達(dá)到一些預(yù)設(shè)的小值。在這點(diǎn)上，數(shù)學(xué)答案被稱為收斂到最優(yōu)化的解，其與最終電阻率一一深度模型相應(yīng)，所述模型代表包括任何存在的烴的真實(shí)大地電阻率結(jié)構(gòu)。0042例如，本發(fā)明的用戶可以選擇(圖6中步驟63)—個(gè)實(shí)施例，在其中本文描述的頻域內(nèi)的迭代模擬和反轉(zhuǎn)被使用，但限于各向異性計(jì)算機(jī)程序和運(yùn)算，從而提供EVTI結(jié)果的交叉檢查(步驟68)并同樣更好地合并操作員的地理知識(shí)。例如，使用HED受控源可以獲得所選數(shù)據(jù)，所述受控源在海底附近被拖拽(優(yōu)選地在25到50米之間)或位于沿源線連續(xù)的一對(duì)海底接收器之間海底的固定位置。在這種情況下，只需要有在線Ex和Ez電場(chǎng)響應(yīng)，其被同步勘測(cè)的只有離線Hz響應(yīng)，在變化的在線和離線范圍內(nèi)，通常對(duì)于300,000安培——米的HED強(qiáng)度(偶極矩)，從零(0)到12,000米在線而一(1)到8,000米離線。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解這些響應(yīng)測(cè)定的在線和跨線(離線)范圍(即源到接收器距離)的選擇取決于預(yù)期的大地的水平和垂直電阻率和所關(guān)心目標(biāo)的深度。0043僅對(duì)水平電阻率敏感的用于場(chǎng)分量測(cè)定的表1中選項(xiàng)的替代以被動(dòng)源電磁測(cè)量的形式存在。在沒有人為操作源的情況下測(cè)定電磁響應(yīng)是被稱為大地電磁(MT)勘測(cè)的已知技術(shù)。發(fā)表的作品公開了如何使用被動(dòng)源海洋大地電磁(MMT)方法測(cè)定在海下的大地電阻率(Constable等，Geo/^"/"63,816-825(1998);Hoversten等，Geo一，^65,1476-1488(2000))。大地電磁的能量源于地球周圍的磁場(chǎng)內(nèi)自然波動(dòng)，這主要由于電離層波動(dòng)和閃電。雖然垂直電場(chǎng)(Ez)數(shù)據(jù)有吋對(duì)估計(jì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)的橫向變化是有用的，MMT測(cè)定通常被限制于水平電場(chǎng)和磁場(chǎng)(Ex,Ey,Hx,Hy)(Zhdanov和Wen，"Three-dimensionalmarinemagnetotelluricsforpetroleumexploration"，犯G206^Afee^gExpa^fec/JZ^racA537-540(2003))。這些數(shù)據(jù)的分析得出的信息基本完全地限制與水平電阻率。0044為初始勘測(cè)執(zhí)行反轉(zhuǎn)計(jì)算(圖6中步驟61)，并用于在隨后的時(shí)間執(zhí)行的至少一個(gè)勘測(cè)(圖6中步驟72)。0045海洋CSEM數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)反轉(zhuǎn)提供了通過在海面或接近海面處遠(yuǎn)距離地獲得相對(duì)低成本的測(cè)定來(lái)匹配在深處的電阻率的方法。然后通過使用將電阻率聯(lián)系到飽和度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，如Archie定律(Archie,7>ara.爿weWcawMec/z.146,54-62(1942))，這種電阻率匹配可以被用具估計(jì)穿越儲(chǔ)層巖石的烴飽和度。從震波和井眼數(shù)據(jù)以及如巖石物理模型的其他方法獲得的巖石和鹽水特性的估計(jì)可以用于校準(zhǔn)或改進(jìn)所述反轉(zhuǎn)。0046本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的在多孔滲水的巖石(如地下烴儲(chǔ)層)中電阻率對(duì)流體成分敏感(Keller和Frischnecht，Me^oAGeop—/ca/尸ms/ec"."g,20-33,Pergamon(1966).)。水-濕巖石的整體各向同性電阻率通常通過如Archie定律的經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)關(guān)系式來(lái)描述Pr=Pw(1-Shc)氣f(1)其中Pr是整體巖石電阻率，Pw是巖石中鹽水的電阻率，Shc是烴飽和度，O是多孔性，m是經(jīng)驗(yàn)指數(shù)，其同通常具有接近與n^2的值并且代表巖石矩陣。方程(1)建模了對(duì)于給出的巖石多孔性和鹽水電阻率的情況下，當(dāng)烴飽和度下降時(shí)整體儲(chǔ)層電阻率的迅速下降。由于烴儲(chǔ)層在生產(chǎn)，儲(chǔ)層多孔性本質(zhì)上恒定，除非儲(chǔ)層巖石在生產(chǎn)過程中無(wú)意中被改變，例如通過如粘土生長(zhǎng)的成巖處理。儲(chǔ)層也可以通過化學(xué)或用于刺激生產(chǎn)的壓力破裂處理被有意的改變?？梢詮恼鸩ǚ瓷鋽?shù)據(jù)獲得整體巖石密度的信息從而隨后估計(jì)多孔性的這種改變。在從多個(gè)儲(chǔ)層生產(chǎn)烴的期間，弄濕小孔表面的儲(chǔ)層鹽水的電阻率也近似于常數(shù)，除非水或一些可溶于水的流體被人工地注入儲(chǔ)層以刺激生產(chǎn)。因此，如果孔隙主要包含烴流體和鹽水，整體電阻率的本地改變可以是烴飽和度Sk的直接測(cè)定。如果Prt)是在最初時(shí)間t。的本地整體電阻率并且She。是本地?zé)N飽和度，而Pn是在隨后時(shí)間ti的本地整體電阻率和Shd是本地?zé)N飽和度，那么用這些值取代方程(1)中的值，得到Shcl=l-(1-She。)(prl/prQ)—m(2)0047方程(2)提供了儲(chǔ)層初始特性確定的情況下在估計(jì)Shc改變的簡(jiǎn)單方法。如果另一個(gè)電阻性流體被注入儲(chǔ)層，如二氧化碳(C02)用于生產(chǎn)刺激或用于碳截存，She和p,.之間的直接關(guān)系被破壞并且需要更復(fù)雜的方法來(lái)估計(jì)She(Hoversten等，"Pressureandfluidsaturationpredictioninamulti-componentreservoirusingcombinedseismicandelectromagneticimaging"，Geop/yAS7.cy68,1580-1591(2003))。示例0048為代替本發(fā)明中需要的實(shí)際CSEM數(shù)據(jù)的類型和結(jié)合，本領(lǐng)域計(jì)算人員熟知的采用1D方法的數(shù)字計(jì)算被用于本文以論證本發(fā)明使用的海底電磁響應(yīng)。圖2顯示用于CSEM響應(yīng)數(shù)據(jù)的這個(gè)模型計(jì)算的勘測(cè)幾何圖和1D電阻率模型。列出的儀器與圖l中的一樣(并采用同樣的參考編號(hào))，只是使用了HED源。這個(gè)示例的模型使用3000米的海水深度和50米厚的仿真烴儲(chǔ)層8，其頂部埋在海底下1000米。圖3A和3B顯示了HED源——規(guī)格化的(即一米長(zhǎng)度和一安培電流的單位偶極子響應(yīng))以伏特/米為單位的在線Ex海底場(chǎng)幅值(圖3A)和絕對(duì)相位(圖3B)中計(jì)算的改變，所述改變由變化量級(jí)的EVTI(1:1到5:1的EVTI比率pv:ph，其中pv是垂直電阻率而ph是水平電阻率)引起，其與用0.25赫茲的正弦源頻率的圖2中的勘測(cè)幾何圖和大地參數(shù)相應(yīng)。通常在烴儲(chǔ)層上下的大地通常是各向異性的，并且其可以出現(xiàn)在烴層內(nèi)，例如如果儲(chǔ)層是層積的情況。但是除非烴層足夠厚以至可以被電磁數(shù)據(jù)解析，其EVTI影響還不足夠大到可以在這些模型數(shù)據(jù)中看出，因此出于這些仿真的目的假設(shè)儲(chǔ)層具有各向同性電阻率。HED在x方向上排列(有時(shí)被稱為XED源)。(通常在海洋CSEM實(shí)踐中排列HED源，其基本是在拖拽方向上的一條長(zhǎng)線，當(dāng)通過連接到其一端的電纜拖拽時(shí)，通常假設(shè)該方向是其趨向的方向。)這個(gè)計(jì)算中的水平電阻率Ph被設(shè)定在1.0歐姆。水平軸是沿源線的距離x，其通過從特定的在線接收器到移動(dòng)源的距離來(lái)測(cè)定，即位于沿源拖拽線5的一個(gè)接收器6(見圖l)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解輸入?yún)?shù)的其他值可以同樣用于本說明。儲(chǔ)層層8被假設(shè)具有100歐姆的電阻率(電各向同性，EVTI=1)。六個(gè)曲線顯示了海底接收器對(duì)于儲(chǔ)層8存在或不存在的多個(gè)情況的響應(yīng)，以及過載或非過載EVTI的變化值的響應(yīng)。在圖3A-B中，參考編號(hào)的第二數(shù)字指代EVTI值以及儲(chǔ)層層存在(WR)于模型或不存在(NR)于模型中，依照以下說明l指代EVThpv/pfl，WR;2指代EVTTN2，WR;3指代EVTI-5，WR;4指代EVTP1，NR;5指代EVTTN2，NR;6指代EVTI二5，NR?？梢钥闯鲭SEVTI影響增加，目標(biāo)層的存在或不存在產(chǎn)生逐漸減小的差異，這說明需要本發(fā)明來(lái)確定儲(chǔ)層特性的改變。0049圖4和圖5是水平切開的3D深度圖，圖6中步驟69指示的可以(通過導(dǎo)致與不同頻率相關(guān)的數(shù)據(jù))被準(zhǔn)備的3D深度圖。圖4顯示了在地下烴儲(chǔ)層使用圖2中勘測(cè)幾何圖的在初始時(shí)間搜集的在線和離線數(shù)據(jù)的仿真的3D各向異性反轉(zhuǎn)。圖4或圖5都不是通過實(shí)際數(shù)據(jù)反轉(zhuǎn)準(zhǔn)備的；它們僅是試圖指出電阻率圖[69]的類型和隨時(shí)間的比較[73]的說明，所述隨時(shí)間的比較可以使用本發(fā)明方法來(lái)給出。不同于圖l和圖2所示的簡(jiǎn)單的統(tǒng)一層模型情況，這里的烴飽和度和產(chǎn)油層厚度在儲(chǔ)層內(nèi)是變化的，這是由于其地理結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性，因此儲(chǔ)層電阻率橫向的變化。用于生產(chǎn)烴的仿真井眼9的位置被顯示。場(chǎng)強(qiáng)線描述通過從震波和測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)獨(dú)立地勘測(cè)的平均跨越50米的儲(chǔ)層總厚度(以歐姆為單位的數(shù)字值有灰度色標(biāo)參考標(biāo)記指代)的反轉(zhuǎn)垂直電阻率的值。在這種反轉(zhuǎn)中平均垂直電阻率通常是最穩(wěn)定的參數(shù)。對(duì)于好的第一接近，收集的在線和離線數(shù)據(jù)主要對(duì)在儲(chǔ)層深度產(chǎn)生的垂直厚度——電阻率敏感。在這個(gè)仿真中，高流體滲透性的區(qū)域由虛線41指代。其他參考編號(hào)具有和圖l相同的意義。0050圖5顯示了再次使用圖2勘測(cè)幾何圖的，在晚于圖4中顯示結(jié)果時(shí)間的一個(gè)時(shí)間收集的在線和離線數(shù)據(jù)的仿真的3D各向異性反轉(zhuǎn)。在這個(gè)仿真結(jié)果中，隨后時(shí)間勘測(cè)的源和接收器位置與初始時(shí)間勘測(cè)時(shí)的位置相同。在實(shí)踐中，如果源和接收器位置與初始時(shí)間勘測(cè)使用的位置相距太遠(yuǎn)，例如大于100米，那么對(duì)于隨后的勘測(cè)，小的誤差可以被引入地下電阻率反轉(zhuǎn)。0051圖5中的等勢(shì)線描述在平均50米厚度的儲(chǔ)層上的反轉(zhuǎn)的垂直電阻率的值，其與在隨后時(shí)間測(cè)定的測(cè)定海底CSEM數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)。因?yàn)橥ㄟ^電阻性烴的轉(zhuǎn)移會(huì)降低平均本地電阻率，因此可以在實(shí)際儲(chǔ)層中預(yù)期到的，在仿真結(jié)果中，在高流體滲透性區(qū)域附近的模型儲(chǔ)層中的平均垂直電阻率充分地降低(即較黑的區(qū)域具有尺寸上的收縮)。依靠巖石多孔性、滲透性以及實(shí)際儲(chǔ)層的初始飽和度和來(lái)自兩個(gè)油井的烴生產(chǎn)率的實(shí)際值，第一電阻率成像(圖4)和圖5中的第二電阻率成像之間的時(shí)間一般為3到10年。0052從本發(fā)明的描述可以清楚看出，可以在初始時(shí)間勘測(cè)后的多個(gè)時(shí)間獲得重復(fù)的勘測(cè)，取決于預(yù)期的生產(chǎn)率，為一個(gè)或多于一個(gè)后續(xù)時(shí)間適當(dāng)執(zhí)行的電阻率反轉(zhuǎn)，然后與初始時(shí)間的反轉(zhuǎn)相比較或者所述勘測(cè)的一個(gè)或多于一個(gè)后續(xù)時(shí)間的電阻率反轉(zhuǎn)相比較。0053本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包括在初始時(shí)間l和至少一個(gè)隨后時(shí)間2使用反轉(zhuǎn)的電阻率值來(lái)估計(jì)(圖6的步驟70)在這兩個(gè)時(shí)間的平均烴飽和度ShewSh^，然后映射(步驟71)并分析(步驟73)儲(chǔ)層區(qū)域內(nèi)飽和度中的隨時(shí)間的改變的AShf(Shel-She2)。電阻率到飽和度的轉(zhuǎn)化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說是已知的，并且可以通過包括經(jīng)驗(yàn)關(guān)系使用的現(xiàn)有技術(shù)中的多種方法來(lái)執(zhí)行，所述經(jīng)驗(yàn)關(guān)系包括諸如通過儲(chǔ)層多孔性測(cè)定和通過測(cè)井測(cè)定的水飽和度校準(zhǔn)的Archie定律Archie定律。0054在本發(fā)明方法的實(shí)踐中，頻域和時(shí)域技術(shù)可以用于數(shù)據(jù)采集、處理、分析和解釋。時(shí)域和頻域技術(shù)之間的選擇極大地取決于操作條件的影響(如水深)，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解這一點(diǎn)。海洋CSEM勘測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)人員同樣了解本發(fā)明使用的用于測(cè)定海底數(shù)據(jù)的源、海底儀器、電場(chǎng)和磁場(chǎng)感應(yīng)器。所述儀器和感應(yīng)器最初為離岸電磁勘測(cè)而研制(Chave等"ElectricalExplorationMethodsfortheSeafloor"，E/e"尸細(xì)(2g"e"cAfe/ZzoAGeop/i!;AS7'"，2，931-966，.Societyof.ExplorationGeophysicists,Tulsa(1991))。0055上述應(yīng)用注重于本發(fā)明的具體實(shí)施例，并僅以說明為目的。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解可以對(duì)本文公開的實(shí)施例進(jìn)行修改和改變。如所附權(quán)利要求限定，全部這種修改和改變均規(guī)定為在本發(fā)明范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種根據(jù)從含有儲(chǔ)層的地下區(qū)域獲得的受控源電磁勘測(cè)數(shù)據(jù)確定地下儲(chǔ)層的烴含量隨時(shí)間的改變的方法，所述方法包括(a)從所述地下區(qū)域的最初勘測(cè)獲得記錄在(相對(duì)于勘測(cè)源線的)多個(gè)在線和離線接收器位置處的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從充分相同的條件下導(dǎo)出的、相同區(qū)域的至少一個(gè)稍后勘測(cè)獲得相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，所述數(shù)據(jù)包含至少主要對(duì)垂直電阻率敏感的場(chǎng)分量和至少主要對(duì)水平電阻率敏感的場(chǎng)分量；(b)對(duì)于每個(gè)勘測(cè)，使用勘測(cè)獲取參數(shù)和測(cè)定的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為所述地下儲(chǔ)層中的多個(gè)(x，y，z)位置處的水平電阻率和垂直電阻率求解Maxwell電磁場(chǎng)方程；以及(c)比較所述勘測(cè)之間計(jì)算的電阻率結(jié)果。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一歩包含，在計(jì)算水平電阻率和垂直電阻率后根據(jù)所計(jì)算的水平電阻率和垂直電阻率計(jì)算流體飽和度值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述流體飽和度的計(jì)算使用Archie定律。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從一個(gè)勘測(cè)到另一個(gè)勘測(cè)的勘測(cè)幾何圖的重復(fù)程度取決于地下的電學(xué)參數(shù)和所述受控源的頻譜。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中從一個(gè)勘測(cè)到另一個(gè)勘測(cè)的接收器位置的變化不超過100米。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述勘測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自使用水平電偶極子電磁源的勘測(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中至少主要對(duì)垂直電阻率敏感的所述場(chǎng)分量是在線Ez，而至少主要對(duì)水平電阻率敏感的所述場(chǎng)分量是離線Hz。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述勘測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)自使用水平磁偶極子電磁源的勘測(cè)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其至少主要對(duì)垂直電阻率敏感的所述場(chǎng)分量是離線Ez，而至少主要對(duì)水平電阻率敏感的所述場(chǎng)分量是在線10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電磁數(shù)據(jù)包含Hz數(shù)據(jù)，其中z代表垂直方向。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用所述地下區(qū)域和其上部空間的假設(shè)電阻率模型為電磁場(chǎng)分量值求解所述電磁場(chǎng)方程，比較場(chǎng)分量的計(jì)算值和測(cè)定值，調(diào)節(jié)所述模型的電阻率值以補(bǔ)償任何差值，并重復(fù)該過程直到符合預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述模型是各向同性的(電阻率獨(dú)立于電流方向)，并且所述模型在每次迭代運(yùn)行兩次，一次假設(shè)只有水平電阻率(垂直電阻率=0)，而一次假設(shè)只有垂直電阻率(水平電阻率=0)。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電磁源是水平電偶極子，并且僅假設(shè)垂直電阻率的所述模型使用在線Ez數(shù)據(jù)運(yùn)行，而僅假設(shè)水平電阻率的所述模型使用離線Hz數(shù)據(jù)運(yùn)行。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電磁源是水平磁偶極子，并且僅假設(shè)垂直電阻率的所述模型使用離線Ez數(shù)據(jù)運(yùn)行，而僅假設(shè)水平電阻率的所述模型使用在線Hz數(shù)據(jù)運(yùn)行。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述模型是各向異性的(電阻率取決于電流方向)，并且所述模型在每次迭代運(yùn)行一次。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用作為已知量的所測(cè)定場(chǎng)響應(yīng)來(lái)求解所述電磁場(chǎng)方程，并通過迭代數(shù)值方法反轉(zhuǎn)所述場(chǎng)方程從而收斂所述地下區(qū)域的電阻率模型。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述電阻率模型假設(shè)為各向同18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述電阻率模型假設(shè)為各向異性的。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述電磁源是水平電偶極子，且所述電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)包含在線Ez和離線Hz數(shù)據(jù)。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述電磁源是水平磁偶極子，且所述電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)包含離線Ez和在線Hz數(shù)據(jù)。21.—種用于從地下區(qū)域的儲(chǔ)層中生產(chǎn)烴的方法，包含(a)從所述地下區(qū)域的最初勘測(cè)獲得記錄在(相對(duì)于勘測(cè)源線的)多個(gè)在線和離線接收器位置處的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，并從充分相同的條件下導(dǎo)出的、相同區(qū)域的至少一個(gè)稍后勘測(cè)獲得相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，所述數(shù)據(jù)包含至少主要對(duì)垂直電阻率敏感的場(chǎng)分量和至少主要對(duì)水平電阻率敏感的場(chǎng)分量；(b)對(duì)于每個(gè)勘測(cè)，使用勘測(cè)獲取參數(shù)和測(cè)定的電磁場(chǎng)數(shù)據(jù)為所述地下儲(chǔ)層中的多個(gè)(x，y，z)位置處的水平電阻率和垂直電阻率獲得Maxwell電磁場(chǎng)方程的解；(c)獲得所述勘測(cè)之間計(jì)算的電阻率結(jié)果的比較；以及(d)使用勘測(cè)之間的電阻率差值從所述儲(chǔ)層生產(chǎn)烴，從而進(jìn)行儲(chǔ)層管理和開發(fā)決定。22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，并且進(jìn)一步包含逐個(gè)位置計(jì)算來(lái)自兩個(gè)測(cè)量的電阻率結(jié)果之間的電阻率差值或比率，并輸出或在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)儲(chǔ)存所述差值或比率。23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法是通過計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的，并且比較步驟包含輸出或顯示每個(gè)測(cè)量的電阻率值的二維或三維圖表，然后確定從最初勘測(cè)到稍后勘測(cè)在一部分所述儲(chǔ)層的大小方面的任何增大或減小，這種增大或減小通過使電阻率值大于或小于預(yù)選值或者落入電阻率值的預(yù)選范圍內(nèi)來(lái)限定。24.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包含確定在最初勘測(cè)時(shí)間和至少一個(gè)稍后勘測(cè)時(shí)間之間發(fā)生在所述地下區(qū)域的烴流體運(yùn)動(dòng)，所述確定基于根據(jù)不同勘測(cè)所計(jì)算的流體飽和度。全文摘要用于從海洋電磁勘測(cè)測(cè)量確定大地垂直和水平電阻率和流體飽和度的隨時(shí)間改變[73]的方法。該方法需要在線和離線數(shù)據(jù)，其應(yīng)包括至少主要對(duì)垂直電阻率影響敏感的至少一個(gè)電磁場(chǎng)分量和至少主要對(duì)水平電阻率影響敏感的另一個(gè)分量[62]。對(duì)于使用水平電偶極子輻射源，在線Ez和離線Hz測(cè)量是優(yōu)選的。對(duì)于水平磁偶極子輻射源，在線H2和離線E2數(shù)據(jù)是優(yōu)選的。大地電磁數(shù)據(jù)可以替換至少主要對(duì)水平電阻率敏感的受控源數(shù)據(jù)。使用各向同性[64，66]或各向異性[65，67]的地下電阻率模型，通過正演模擬[64，65]或反轉(zhuǎn)[66，67]可以解Maxwell方程。使用經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式或演示物理模型[70]從垂直和水平電阻率確定流體飽和度。文檔編號(hào)G01R29/00GK101438176SQ200780016223公開日2009年5月20日申請(qǐng)日期2007年3月6日優(yōu)先權(quán)日2006年5月4日發(fā)明者D·A·帕夫洛夫,J·J·卡拉佐尼,L·J·瑟斯卡申請(qǐng)人:埃克森美孚上游研究公司