海洋電磁勘探技術(shù)及新進(jìn)展

馮萬里 李佳鑫 溫佳穎

摘要：作為海洋油氣勘探技術(shù)的重要組成，海洋電磁勘探技術(shù)能夠有效識(shí)別高阻油氣藏，這使得近年來國(guó)內(nèi)外學(xué)界均圍繞海洋電磁勘探技術(shù)開展了大量研究，基于此，本文簡(jiǎn)單分析了海洋電磁勘探技術(shù)，并詳細(xì)論述了該技術(shù)取得的新進(jìn)展，希望由此能夠?yàn)橄嚓P(guān)業(yè)內(nèi)人士帶來一定幫助。

關(guān)鍵詞：海洋電磁勘探；可控源；深水

前言：

海洋電磁勘探技術(shù)的廣泛應(yīng)用與近年來海洋油氣勘探作業(yè)出現(xiàn)的逆常規(guī)勘探順序聯(lián)系緊密，近年來國(guó)內(nèi)外陸續(xù)成立的多家專業(yè)海洋電磁勘探公司也側(cè)面證明了海洋電磁勘探技術(shù)的發(fā)展、推廣潛力，而為了更深入了解海洋電磁勘探技術(shù)、推動(dòng)該技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用，正是本文圍繞海洋電磁勘探技術(shù)及新進(jìn)展開展具體研究的原因所在。

1.海洋電磁勘探技術(shù)

1.1常見方法

海洋可控源電磁勘探可分為海洋大地電磁技術(shù)、海洋可控源電磁技術(shù)兩類，其中海洋可控源電磁勘探可直接用于油氣直接檢測(cè)，而該技術(shù)可細(xì)分為深海固定施工技術(shù)、淺海拖曳施工技術(shù)，兩種技術(shù)的具體特點(diǎn)如下所示：（1）深海固定施工技術(shù)。深海固定施工技術(shù)屬于列入油氣勘探階段的實(shí)用技術(shù)形式，該技術(shù)主要通過兩個(gè)沉放于靠近海底位置電極組成的發(fā)射偶極、兩個(gè)獨(dú)立電纜組成的水平發(fā)射偶極實(shí)現(xiàn)油氣藏的勘探。具體勘探過程需通過拖曳使發(fā)射極在一定深度勻速運(yùn)動(dòng)。獨(dú)立的四分量（或五分量、六分量）采集站同樣屬于深海固定施工技術(shù)的重要組成，這類采集站通過水泥塊固定在海底，由此即可實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的海洋電磁勘探。（2）淺海拖曳施工技術(shù)。淺海拖曳施工技術(shù)采用回線-回線方式進(jìn)行海洋電磁勘探，鎧裝電纜、長(zhǎng)導(dǎo)線源為該技術(shù)的激發(fā)場(chǎng)源，通過差分輸入采集裝置與海洋電磁接收系統(tǒng)的配合實(shí)現(xiàn)海洋電磁勘探，由此便能夠有效抑制海浪產(chǎn)生的電磁噪聲、提升海洋電磁勘探質(zhì)量[1]。

1.2儀器應(yīng)用

對(duì)于海洋電磁勘探技術(shù)來說，電磁激發(fā)系統(tǒng)、電磁接受系統(tǒng)屬于其主要組成，其中電磁激發(fā)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)發(fā)射頻率位于0.01～100Hz、電流為100～1000A的電磁信號(hào)，同步時(shí)鐘、高壓發(fā)電機(jī)、水下電磁發(fā)射極、發(fā)射電極、變壓器、高壓發(fā)射機(jī)屬于電磁激發(fā)系統(tǒng)（海底拖曳式）的主要構(gòu)成。而對(duì)于電磁接受系統(tǒng)來說，其主要由電磁場(chǎng)傳感器、儀器承壓艙、數(shù)據(jù)采集器、聲波釋放器、浮體、GPS定位系統(tǒng)等組成，這類設(shè)備需具備存儲(chǔ)單元多、體積小、精度高、功耗小、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。在筆者的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段海洋電磁勘探技術(shù)在應(yīng)用中一般采用四分量測(cè)量，即兩個(gè)磁場(chǎng)傳感器、兩個(gè)電場(chǎng)傳感器。

2.海洋電磁勘探技術(shù)新進(jìn)展

現(xiàn)階段海洋電磁勘探技術(shù)面臨著地質(zhì)目標(biāo)識(shí)別、儀器裝備、數(shù)據(jù)采集、三維正反演模擬、淺?？碧郊夹g(shù)、油氣勘探專家認(rèn)知等領(lǐng)域的挑戰(zhàn)，但近年來海洋電磁勘探技術(shù)取得的新進(jìn)展也不容忽視。

2.1設(shè)備升級(jí)

近年來我國(guó)在深水可控源電磁勘探系統(tǒng)、深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域均取得了不俗進(jìn)展，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃也為這類海洋電磁勘探技術(shù)所應(yīng)用設(shè)備的升級(jí)提供了有力支持，兩種系統(tǒng)的特點(diǎn)如下所示：（1）深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)。深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)的研究由中國(guó)地調(diào)局廣州海洋局、北京工業(yè)大學(xué)、中船重工710所等六家單位聯(lián)合承擔(dān)，具體研究包括甲板實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、多鏈纜多分量深水拖曳式電磁采集系統(tǒng)等軟硬件內(nèi)容，通過研究?jī)?chǔ)油異常體電磁場(chǎng)變化規(guī)律、解決多分量電磁信息動(dòng)態(tài)采集問題，即可為海洋電磁勘探技術(shù)中雙船拖曳式發(fā)射和采集方式的更好應(yīng)用提供有力支持。（2）深水可控源電磁勘探系統(tǒng)。深水可控源電磁勘探系統(tǒng)屬于我國(guó)2012年開展的863計(jì)劃課題項(xiàng)目，而經(jīng)過5年的研發(fā)，該系統(tǒng)已經(jīng)于2017年12月通過國(guó)家科技部驗(yàn)收，深水可控源電磁勘探系統(tǒng)能夠?yàn)楹Ｑ箅姶趴碧郊夹g(shù)的應(yīng)用提供軟硬件技術(shù)支持，深水區(qū)含油氣資源的勘探與評(píng)價(jià)需求也因此得到了較好滿足。可快速獲得海底可控源電磁資料屬于該系統(tǒng)具備的主要特點(diǎn)[2]。

2.2海洋可控源電磁勘探

傳統(tǒng)的海洋可控源電磁勘探一般使用方波，但隨著近年來學(xué)界圍繞海洋電磁勘探技術(shù)研究的不斷深入，二進(jìn)制波形也開始用于海洋可控源電磁勘探，三類二進(jìn)制波形、中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的雙對(duì)稱波形均屬于其中代表。在周文強(qiáng)等人開展的《海洋可控源電磁勘探中雙對(duì)稱發(fā)射波形的優(yōu)化》研究中，研究提出了一種雙對(duì)稱發(fā)射波形優(yōu)化思路，該優(yōu)化主要圍繞旋轉(zhuǎn)-鏡像-旋轉(zhuǎn)型雙對(duì)稱波形傅里葉系數(shù)展開，而通過實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐驗(yàn)證以及同類研究，可發(fā)現(xiàn)雙對(duì)稱波形能夠更好服務(wù)于海洋可控源電磁勘探，由此推動(dòng)的海洋電磁勘探技術(shù)發(fā)展理應(yīng)得到重視。

2.3發(fā)展方向分析

隨著海洋電磁勘探技術(shù)的日漸成熟化，海洋電磁勘探技術(shù)的廣闊應(yīng)用前景不僅引起了業(yè)界的廣泛關(guān)注，投資領(lǐng)域也對(duì)海洋電磁勘探技術(shù)抱有較強(qiáng)信心，近年來多家海洋電磁勘探公司上市所受到的追捧也源于這種信心。隨著發(fā)展前景的日漸明朗化，近年來學(xué)界圍繞海洋電磁勘探技術(shù)開展的研究也日漸多樣化，利用海洋電磁與地震數(shù)據(jù)開展海洋電磁勘探、關(guān)注海底地形與高阻鹽體對(duì)海洋電磁勘探技術(shù)勘探精度的影響、采用各向異性模型解釋海洋電磁勘探、利用海洋電磁勘探技術(shù)估算儲(chǔ)層孔隙率與飽和度均屬于其中典型，而這些研究具備的較高前瞻價(jià)值也應(yīng)得到關(guān)注。近年來我國(guó)在海洋電磁勘探技術(shù)領(lǐng)域的投入的關(guān)注不斷提升，“深水可控源電磁勘探系統(tǒng)開發(fā)”、“深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)”等國(guó)家重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目的立項(xiàng)與完成均證明了這一認(rèn)知，這些同樣需要得到業(yè)內(nèi)人士關(guān)注。

結(jié)論：

綜上所述，海洋電磁勘探技術(shù)具備廣闊的應(yīng)用前景，而在此基礎(chǔ)上，本文涉及的深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)、海洋可控源電磁勘探等內(nèi)容，則指明了海洋電磁勘探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展方向。因此，本文建議我國(guó)政府、企業(yè)、科研單位加強(qiáng)對(duì)海洋電磁勘探技術(shù)的重視，由此才能夠?yàn)槲覈?guó)油氣產(chǎn)業(yè)的更好發(fā)展提供有力支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]撒利明，張瑋，張少華.中國(guó)石油“十二·五”物探技術(shù)重大進(jìn)展及“十三·五”展望[J].石油地球物理勘探，2016，5102：404-419+210.

[2]田偉男.淺析海洋可控源電磁勘探技術(shù)及前景[J].科技展望，2016，2615：93.