專利名稱：自然電位連續(xù)剖面勘探方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是屬于地球物理勘探技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種自然電位連續(xù)剖面勘 探方法，可以用于檢測油氣烴類產(chǎn)生的自然電位，進而來評價圈閉的含油氣 性，即直接作為一種油氣勘探的手段。本發(fā)明也可用于金屬、非金屬礦產(chǎn)的 勘査以及水文、工程、環(huán)境災害等地質(zhì)問題的其他電法勘査。
技術(shù)背景自然電位(場)法作為一種經(jīng)典的地球物理勘探方法，在金屬、非金 屬以及油氣勘探中一直得到普遍的應用，其傳統(tǒng)的作法主要為雙電極梯度法: 同時布設(shè)兩個電傳感器，測得第一、第二點間的電位差，然后同步移動兩個 電傳感器，再測得第二、第三點間的電位差，以此類推，測得各相鄰點間的 電位差，最后通過"代數(shù)和"計算得到各測量點的電位。這種測量方法的積 累誤差一般較大，在一個閉合測量環(huán)中，所得到的不是一個首尾重合的電位 曲線，而往往是一條單調(diào)的電位曲線，如圖4所示，其曲線首尾的電位相差 達上千毫伏。顯然，這樣得到的資料將不在一個精度水平上，對資料的進一 步分析十分不利。另外，由于自然電場現(xiàn)象的近地表干擾繁多，如人為及工 業(yè)游散電流、土壤及氣候濕度變化、地形起伏、地層巖性的差異等等，且非 常強大(可達數(shù)十甚至數(shù)百毫伏以上)。眾所周知，油氣藏自身產(chǎn)生的自然電 場效應一般只有幾到幾十毫伏，由于目前的勘測方法存在上述問題，所以很 難客觀、有效地觀測并提取到油氣藏產(chǎn)生的自然電位(場)。如何壓制上述所 說的各種強大的干擾、盡可能地減小勘測誤差，將真正反映所需的自然電場 信息提取出來，也就成了自然電位勘探技術(shù)亟待解決的問題。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是提供一種自然電位連續(xù)剖面勘探方法，該方法可以最大限度地排除自然電場現(xiàn)象的近地表干擾、減小勘測誤差，將所需 的自然電場信息提取出來，譬如，將與油氣藏有關(guān)的自然電場信息提取出來。 解決上述問題的技術(shù)方案是所提供的自然電位連續(xù)剖面勘探方法步驟 如下1) 將多個電傳感器以排列方式布設(shè)在各勘測點上；2) 測量上述各相鄰勘測點間的接地電阻；3) 以上述各勘測點中的一個勘測點作為基準測量點，測量各勘測點相對 于基準測量點間的電位差，最好選定以位于排列端部的勘測點作為基準測量 點；4) 多次重復步驟3);重復測量的次數(shù)根據(jù)測量精度要求確定，測量精 度要求愈高，重復測量的次數(shù)愈多；5) 按步驟l)布設(shè)下一個排列，其中該排列端部的一個或兩個電傳感器 布設(shè)在上一排列端部的勘測點上，即相鄰兩排列端部的勘測點重合；6) 重復步驟2)、 3) 4);7) 按步驟5)、 6)重復進行排列布設(shè)、測量，直至完成所需區(qū)域的勘測；8) 根據(jù)步驟4)所得的測量數(shù)據(jù)，將上述各個排列勘測點獲取的各勘測 點相對于該排列基準測量點間的電位差進行去噪、疊加處理，得到各勘測點相對于該排列基準測量點間的有效電位差AUi';9) 對上述所得各勘測點的有效電位差AUi'按下式處理<formula>formula see original document page 5</formula> 式中Ki為對應于各勘測點的壓制因子，i= 1、 2、 3…n-l，Rl為第1勘測點與第2勘測點間的接地電阻，R2為第2勘測點與第3勘測點間的接地電阻，Rn-l為第n-l勘測點與第n勘測點間的接地電阻；△Ui即為所需的各勘測點的校正后自然電位差；10)根據(jù)校正后自然電位差AUi，經(jīng)過環(huán)平差處理，即得到勘探區(qū)各個勘測點上的自然電場信息。本發(fā)明在每排列的布設(shè)中以一個勘測點作為基準測量點，測量各勘測點 相對于基準測量點間的電位差，從而解決了一個排列內(nèi)部誤差的傳遞與累積問題，這一點可以從圖5給出的本發(fā)明在我國中部某盆地勘測的閉合環(huán)電位 曲線看出，曲線的首尾接近閉合；而每個排列觀測中的重復測量技術(shù)可以有 效識別出各勘測點所受到的近地表干擾。本發(fā)明測量各相鄰勘測點間的接地電阻，并以此來校正實測到的電位 差，進而可以壓制地表電阻率對勘探目標自然電位的影響。圖3給出了本發(fā)明在某探區(qū)一個排列勘測點的電位與接地電阻對應曲 線。從圖3可知，在野外情況下，地表景觀的變化往往形成大量的'虛假' 異常，實際觀測資料是各種因素在自然電場資料中"混雜堆砌'，只有對接 地電阻也進行測量，才能消除地表景觀因素的影響，企圖利用室內(nèi)'數(shù)學游 戲'的方式對該因素做出壓制是不合適的。在測量電位差的同時，對接地電 阻做出測量，在數(shù)據(jù)處理時進行接地電阻的校正，可以較好的壓制地表景觀 變化對觀測資料的影響。根據(jù)物理學基本原理，地面勘測到的自然電位U與接地電阻r、微電流 體系i應當滿足歐姆定律，而接地電阻又要受到地表景觀(植被、土壤、氣 候濕度及地層巖性等)的影響，所以對于同一油氣藏形成的微電流體系，由 于地表電阻率的不同，在其電位的基礎(chǔ)上將要疊加一個因電阻率變化而產(chǎn)生 的附加電位。本發(fā)明采用歸一化校正來壓制這個附加電位，其思路是既然 電位U與電阻R成正比，即U^ R，設(shè)計一個壓制因子K，使得U oci/ r。為了進一步壓制干擾，消除測量誤差，在電傳感器按排列布設(shè)在各勘測 點時，其中作為兩個端的勘測點的電傳感器是并聯(lián)分布在該端勘測點周圍的多個電傳感器，這樣可以在該端勘測點周圍一定范圍內(nèi)形成一個'等位'環(huán) 境，進而部分壓制可能的隨機干擾。并聯(lián)分布在該端勘測點周圍的多個電傳感器可以是2-5個，但最好是3 個，它們互成120度分布。與現(xiàn)有的自然電位(場)法相比，本發(fā)明由于采取了上述排列布設(shè)測量、 多次重復測量及接地點電阻測量與處理措施，大大降低了自然電場現(xiàn)象的近 地表干擾，所提取的自然電位(場)信息比較符合勘探目標的實際情況。實 驗表明，利用本發(fā)明方法所獲取的資料進行鉆探的成功率較高，從而降低了 鉆探成本。


圖1是本發(fā)明按排列方式布設(shè)電傳感器的示意圖。 圖2是本發(fā)明一個勘測點相對于基準測量點間電位差的多次重復測量的 曲線圖。圖3是本發(fā)明在某探區(qū)一個排列勘測點的電位與接地電阻對應曲線圖。 圖4是采用傳統(tǒng)的雙電極梯度法得到的我國某盆地閉合環(huán)電位曲線圖。 圖5是本發(fā)明在我國中部某盆地勘測的閉合環(huán)電位曲線圖。
具體實施方式
實施例一用本發(fā)明的方法對我國東部某探區(qū)進行油氣藏勘探-1) 如圖1所示按每排排列長度為1.5千米、相鄰勘測點之間距離為 100米布設(shè)各個電傳感器1 ，各個電傳感器1通過同芯電纜與測量儀3相聯(lián)接;設(shè)定該排列端點的勘測點作為基準測量點，在兩端測量點的周圍按120度方 位分別布設(shè)三個并聯(lián)的電傳感器2，它們與端點相距3-5米。2) 測量上述各相鄰勘測點間的接地電阻Ri。3) 測量各勘測點相對于基準測量點間的電位差，并重復掃描測量80次，可得到各勘測點相對于基準測量點間電位差的多次重復測量的曲線圖，圖2 給出了一個勘測點相對于基準測量點間電位差隨時間變化的曲線。從圖2可以看出，在A時間段內(nèi)該點的自然電位發(fā)生較大波動，說明此時間段內(nèi)存在較大的近地表干擾，應當加以剔除。4) 布設(shè)下一排列，并使兩個排列的端點重合，重復步驟2)、 3)，直至 完成勘探區(qū)域的測量。5) 數(shù)據(jù)處理對各勘測點相對于基準測量點間的電位差進行去噪、疊加 處理(例如可采用目前一種常用的去噪方式選擇干擾比較小的時間序列段 的方式；可采用目前一種常用的疊加方式對于去噪后的數(shù)據(jù)取平均值)，得 到各勘測點相對于該排列基準測量點間的有效電位差AUi';然后按公式△ Ui = Ki *AUi'對有效電位差AUi'進行校正，式中Ki=(Rl+R2+*" +Rn-1)/ 〔(n-l)*Ri〕；根據(jù)校正后的自然電位差AUi，進行環(huán)平差處理 (例如將閉合差平均分配到各個勘測點上)，即可得到勘探區(qū)內(nèi)具有開采價 值的油氣藏分布情況。實施例二用本發(fā)明的方法對我國東部某探區(qū)進行的勘測，油田根據(jù)勘探成果部署 并實施了13口井的鉆探，其中結(jié)果為工業(yè)流油的8個，成功率為62%。實施例三用本發(fā)明的方法對我國東部某探區(qū)進行的勘測，油田根據(jù)勘探成果部署 并實施了 5 口井的鉆探，其中結(jié)果為工業(yè)流油的3個，成功率為60%。以上實例可見，利用本發(fā)明所提供的方法對油氣藏分布情況進行評價， 其鉆探的成功率較高。
權(quán)利要求
1、自然電位連續(xù)剖面勘探方法。其步驟如下1)將多個電傳感器以排列方式布設(shè)在各勘測點上；2)測量上述各相鄰勘測點間的接地電阻；3)以上述各勘測點中的一個勘測點作為基準測量點，測量各勘測點相對于基準測量點間的電位差4)多次重復步驟3)；5)按步驟1)布設(shè)下一個排列，其中該排列端部的一個或兩個電傳感器布設(shè)在上一排列端部的勘測點上，即相鄰兩排列端部的勘測點重合；6)重復步驟2)、3)4)；7)按步驟5)、6)重復進行排列布設(shè)、測量，直至完成所需區(qū)域的勘測；8)根據(jù)步驟4)所得的測量數(shù)據(jù)，將上述各個排列勘測點獲取的各勘測點相對于該排列基準測量點間的電位差進行去噪、疊加處理，得到各勘測點相對于該排列基準測量點間的有效電位差ΔUi′；9)對上述所得各勘測點的有效電位差ΔUi′按下式處理ΔUi＝Ki*ΔUi′Ki＝(R1+R2+…+Rn-1)/〔(n-1)*Ri〕式中Ki為對應于各勘測點的壓制因子，i＝1、2、3…n-1，R1為第1勘測點與第2勘測點間的接地電阻，R2為第2勘測點與第3勘測點間的接地電阻，Rn-1為第n勘測點與第n-1勘測點間的接地電阻；ΔUi即為所需的各勘測點的校正后自然電位差；10)根據(jù)校正后自然電位差ΔUi，經(jīng)過環(huán)平差處理，即得到勘探區(qū)各個勘測點上的自然電位數(shù)據(jù)，即得到所需的自然電場信息。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的勘探方法，其特征是在步驟3)中以位于該排列端部的勘測點作為基準測量點。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的勘探方法，其特征是在步驟l)中，所說的電 傳感器按排列方式分別布設(shè)在各勘測點上，其中作為兩個端的勘測點的電傳 感器是并聯(lián)分布在該端勘測點周圍的多個電傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的勘探方法，其特征是并聯(lián)分布在該端勘測點周 圍的多個電傳感器有2-5個。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的勘探方法，其特征是并聯(lián)分布在該端勘測點周 圍的多個電傳感器有3個，它們互成120度分布。
全文摘要
本發(fā)明屬于地球物理勘探領(lǐng)域，是一種自然電位連續(xù)剖面勘探方法，本發(fā)明是將多個電傳感器以排列方式布設(shè)在各勘測點上，先測量相鄰勘測點間的接地電阻Ri，再以一個勘測點作為基準點，多次重復測量各勘測點相對于基準點間的電位差，然后布設(shè)下一個排列，兩排列端部勘測點重合，測量該排列勘測點間的接地電阻和電位，依此類推；最后對獲取的電位差進行去噪、疊加處理，得到有效電位差ΔUi′，再根據(jù)ΔUi＝Ki＊ΔUi′、Ki＝(R1+R2+…+Rn-1)/〔(n-1)＊Ri〕，得到校正后的自然電位差ΔUi，經(jīng)過環(huán)平差，即得到所需的自然電場信息。本發(fā)明可以用于檢測油氣烴類產(chǎn)生的自然電位，進而來評價圈閉的含油氣性。
文檔編號G01V3/06GK101216565SQ200710300738
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者楊高印 申請人:西安西凌地球物理技術(shù)開發(fā)有限責任公司;楊高印