信息检索报告 可控源海洋电磁探测空气波响应特征分析.doc
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《信息检索与网络资源利用》
检索报告
课题名称：
可控源海洋电磁探测空气波响应特征分析
专业班级：
勘查09-3
学号：
200901****
姓名：
***
完成日期：
2011/12/7
一、课题分析
走向深水是世界石油、也是中国石油工业实现可持续发展的重要战略。
目前，世界诸强对石油的争夺已经从陆地和浅海延伸至深海，对于某些特定地域的深海争夺，已成为国际政治的热点。
在陆上和浅海水域油气探明储量接近高峰之后，勘探的主攻方向向深水转移是一个必然的趋势。
中国海洋石油总公司，作为我国主要的海上石油勘探单位，目前油气开发大多集中在近海。
在今后的一个阶段，深水勘探是其重要着力点之一。
海洋蕴藏了全球超过70%的油气资源，无论是从油气资源的储备量，还是从发掘程度来说，海洋无疑均具有极其广阔的开发前景，并且还拥有诸如天然气水合物等新型能源等待我们加以开发利用。
然而，随着勘探区域地质条件的复杂化，现有地震勘探技术在海底储层刻画、碳酸盐礁脉、盐丘、火山岩覆盖、海底永久冻土带等区域的应用效果距油气识别的要求差距较大，许多情况下，投入巨大而收效甚微，直接制约了海底能源和资源进一步开发。
电磁勘探相对于地震勘探而言，对海底储层中的流体性质和水合物高阻层更为敏感，且具有低成本、高效率、测量耗时短的优势，其受自然条件的影响较小，抗干扰能力强。
如果借助地震勘探圈定储层空间分布，再利用海洋电磁探测技术直接识别其含油气性，可以有效地降低勘探开发风险，缩短勘探周期，从而提高经济效益，这对我国海洋资源勘查和海域国土安全战略均具有重大意义。
二、检索过程
1、选择检索工具或检索系统（至少四种不同的检索工具）
中文数据库：
CNKI—中国期刊全文数据库、万方数据等；
搜索引擎：
百度、谷歌等
外文数据库：
ScienceDirect，SPEOnePetro等。
2、所用的检索词
中文检索词：
中文
可控源
海洋
电磁
探测
空气波
响应
中文同义词、近义词、上位词、下位词、相关词等
深海、深水
勘探
回应
英文检索词：
英文
英文检索词的扩展
Controlled-Source
Marine
Electromagnetic
Exploration
Airwave
sea、ocean
electricfield、magneticfield
Response
Answer
3、检索式及命中篇数（填在下表中）
数据库名称
检索年代
检索式
命中篇数
CNKI中国期刊全文数据库
1991-2011
全文=可控源and题名=（海洋or深海）and题名=电磁and全文=（勘探or探测）and全文=（空气波and响应）
27
万方数据
1991-2011
可控源响应Title:
海洋电磁Abstract:
探测or勘探空气波
60
ElsevierScienceDirect
1991-Present
Abstract,Title,Keywords（CSEMorControlled-SourceElectromagnetic（Marineorseaorocean））andAllFields（Explorationandairwaveandresponse）
79
SPEOnePetro
1991-2011
Explorationairwaveresponsewith1991-2011asyear,withControlled-SourceElectromagnetic（Marineorseaorocean）ORCSEMastitle,withControlled-SourceElectromagnetic（Marineorseaorocean）ORCSEMasabstract,
5
搜索引擎（
不限
"可控源海洋电磁"探测OR空气波OR响应特征
249
4、检索结果
经过检索，共检出文献420篇，其中具有代表性的相关文献8篇。
（相关文献共列举8-10篇即可。
列举的文献要求包括篇名、作者、文献来源、文献摘要。
）
[1]张自力.海洋电磁场的理论及应用研究[D].导师：
魏文博.:
中国地质大学（北京）,2009
摘要:
随着世界各国开发海洋资源步伐的加快,海底大地电磁法（MT）得到越来越广泛的应用。
在海洋环境条件下,海底大地电磁探测受人类活动产生的电磁噪声干扰小,但是受海洋环境的电磁噪声影响比较大。
受高导电海水层的影响,入射到海底的大地电磁场不同于陆上的情况,海水相当于低通滤波器,对高频电磁波有较强的吸收作用。
海洋中的潮波、海流、波浪、涌浪等多种海水运动形式都能因切割地磁场而产生电磁场,该电磁场是海底大地电磁探测数据中的主要噪声,影响了探测结果数据处理与解释的精度。
为了提高探测结果的精度,本文从理论上建立了海水运动产生电磁场的数学物理模型,该理论从麦克斯韦的电磁理论出发,完成了海浪、海流、内波三种主要的海水运动形式在地磁场中感应产生电磁场的理论研究工作,根据理论计算初步认识了运动海水产生电磁场的特点及分布规律,并结合实测数据证明了该理论的可行性。
本文是以中国地质大学（北京）负责的国家海洋863课题《海底大地电磁探测与电磁成像技术》（2002AA615020）项目为依托完成的。
前期工作主要集中在理论模型的建立和理论结果的分析;后期工作主要是结合项目组在我国南海、黄海等海域进行的海底大地电磁探测试验所获得实测数据,以及试验海域海水运动和地磁场的实际情况,运用海水运动产生电磁场的理论分析海底大地电磁探测数据中的电磁噪声特点。
在南黄海试验点的海底大地电磁探测数据处理与解释中,探讨了该理论的应用以及运动海水产生电磁噪声的处理方法,经过去噪处理后的数据所得到的海底大地电磁测深曲线和一维反演结果,真实地反映了海底地下介质层的电性。
本文取得了以下研究成果:
（1）总结了海域固体地球的电导率,推演了海底阻抗、电磁衰减比率的计算方法。
（2）研究了海底大地电磁场的特征,通过理论模拟计算和对实测海底大地电磁数据的分析,表明高导海水及海水运动对海底大地电磁场有重要的影响。
（3）描述了海浪、海流和内波的运动规律及特征,给出了它们速度场的简化数学表达结果。
（4）结合实测资料,总结出我国近海及临近海域海浪和海流的特征;参考国际地磁参考场（IGRF）,描绘出我国海域正常地磁场、地磁倾角与偏角的分布情况。
（5）在麦克斯韦电磁理论的基础上,建立了海浪在地磁场中感应电磁场的理论模型。
得到海洋的表面波浪、涌浪在地磁场中感应产生的电场、磁场与它们的周期、振幅密切相关。
对于海洋中常见...
[2]张华青.海洋可控源电磁法电磁响应研究[D].导师：
邓明.:
中国地质大学（北京）,2011
摘要:
海洋电磁法是勘探海底资源的一种重要方法。
它采用可以控制的人工场源作为激励源,测量海底电磁场场值,来弥补海洋环境中缺失的低频信号,通过计算视电阻率和相位,或者直接利用所观测的电场和磁场达到探测地下电性分布的目的。
由于效率要求和施工条件限制,很难得到类似于地面的电磁频谱曲线。
因此,利用数值模拟的方法总结归纳海底可控源电磁响应规律,它不仅为海洋CSEM资料的后期处理与解释提供理论基础;同时也为研究海洋CSEM仪器制定仪器技术指针提供依据。
本论文采用水平轴向电偶极—偶极装置,设计不同的模型及发射接收参数,通过基于积分方程法编写的INTEM3D_V2程序进行正演计算,得到测在线不同位置的电磁场幅值和归一化幅值曲线探讨不同模型参数时海底可控源电磁回应规律。
1、一维模型磁场分量响应研究表明,对固定接收点工作方式时,虽然海水层对磁场的影响比电场大,但是获得目标层的最佳观测窗口比相同条件下电场分量Ex范围更大。
2.对于拖曳式施工方式,三维模型电场响应研究表明,能够探测的最大深度与收发距相当。
对边界的响应明显高于固定式接受方式,曲线极值位置对应边界位置。
3.拖曳式施工方式是剖面测量的一种方式,不同测线上幅值和归一化幅值表明,在异常体上方通过就有异常反应。
但由于收发距有限以及海底发射频率的限制,勘探的深度有限。
4.拖曳式施工方式发射和接受系统同时移动,对异常的横向分辨能力很强。
从两个板状异常体模型的电场响应来看,两板相距200m时内侧边界不能完全确定位置,但仍能分辨出是两个异常体产生的异常响应。
[3]詹林森;沈金松;王鹏飞;马超;连福明;.可控源海洋电磁勘探中空气波影响的理论分析和数值模拟[A]..中国地球物理学会第二十七届年会论文集[C].中国湖南长沙:
中国科学技术大学出版社,2011:
256-257
摘要:
<正>到目前为止,MCSEM方法在海洋油气勘探中的应用主要限于深水域（水深>300m）。
在浅水域,来自于地层的有效信号淹没于强空气波信号中,难于识别和提取。
为了减弱空气波的影响,前人基于"空气波"的波动性质提出了上行波和下行波分离,以及时间域的时窗信号分离等多种压制空气波的方法,取得了一些效果。
然而,由于海洋电磁勘探中电磁场在海水层、海底地层的传播是以电磁散射为主,它满足扩散方程而不满足波动方程,因此,基于波动场的电磁数据处理方法不能完全适用于浅水域的MCSEM勘探数据处理。
本文采用电磁场的模式分解理论导出了空气、海水层和海底地层之间电磁相互作用关系,进而导出多层介质水平电偶极子（HED）的横电（TE）和横磁~（TM）模式的电磁场关系,并建立多层介质地电模型进行数值模拟。
通过理论和数值模拟知道利用横电（TE）和横磁~（TM）模式受空气相互作用影响的差异和电磁场水平分量
[4]刘长胜,MarkE.Everett,林君等.海底电性源频率域CSEM勘探建模及水深影响分析[J].地球物理学报,2010,53（8）:
1940-1952.DOI:
10.3969/j.issn.0001-5733.2010.08.020.摘要：
为了探索我国海域油气和水合物等高阻目标体CSEM勘探的可行性和方法技术,本文研究了在海水中水平电性源激励下有限水深海洋地电模型的频率域电磁响应,为进一步的1D和3D仿真计算奠定了理论基础.在推导电磁响应公式时,首先给出了各层介质的Lorentz势,然后根据Coulomb势与Lorentz势的关系,得到了各层介质的Coulomb势.各层介质中的电磁场均可以由Lorentz势或者Coulomb势计算得到,但在有限元计算时Coulomb势具有优势.长导线源的电磁场和势函数可以由电偶源的电磁场和势函数沿导线长度积分得到.文中具体给出了海水中水平电偶源和长导线源在海水层的电磁场公式,并根据该公式计算了不同水深环境下海底表面的电磁场分布,分析了海水深度对海底油气储层电磁异常的影响.结果表明,随着水深减小,异常幅度和形态特征发生明显变化.当水深很浅时（如50m）,只有同线方向的Ex和Ez两个电场分量存在明显异常.最后,以两个已知海底油田为例,计算了不同水深环境下可观测到的电场异常,展示了电性源频率域CSEM在海底勘探中（包括浅海环境）的良好应用前景.对于该方法实用化过程中还需进一步解决的问题,文中结尾部分也进行了初步探讨.
[5]底青云,王妙月,王若等.长偶极大功率可控源电磁波响应特征研究[J].地球物理报,2008,51（6）:
1917-1928.
摘要：
地球物理学中关于电磁波勘探研究通常采用的是地球半空间模型.然而,对于几十公里的有限长电缆源（长偶极源）,远距离电磁波场探测必须要考虑电离层的影响,它是一个全空间问题.关于包含电离层、空气层和地球介质（我们称"地-电离层"模式）的电磁波场特征的研究在国外较少,国内几乎是空白.本文采用全空间积分方程法首先对小尺度的可控源电磁波场特征进行了研究,由于此时电离层的影响可忽略,它应该和半空间成熟的CSAMT模拟结果一致,对比结果表明,二者是一致的,验证了全空间模拟方法的可靠性和有效性.随后进行了50km长电缆电离层和空气层高度都为100km的"地-电离层"模式大尺度电磁波场模拟,以探讨大尺度可控源电磁波场的特征.给定频率的"地-电离层"模式电磁场的衰减曲线表明长电缆远距离电磁波场由于受电离层的作用存在衰减逐渐变小的过渡场和衰减变小的波导场.为了探讨复杂介质"地-电离层"模式电磁波特征,对"地-电离层"模式的典型地盾和地台多层介质模型进行了数值模拟,得到了偶极源长度50km、电流200A、收发距离远达1600km和2500km的合理的电磁场结果.最后,对一简单含油储层结构模型进行了长偶极、大功率、远距离电磁波场响应计算.储层横向不均匀复杂结构模拟的结果表明,考虑电离层和大气层的"地-电离层"模式大尺度深层复杂介质模拟时,电磁场对深部目标体仍有很好的异常响应.
[6]MichaelS.Zhdanov,ShumingWang.Chapter19-FoundationsoftheMethodofEMFieldSeparationintoUpgoingandDowngoingPartsanditsApplicationtoMCSEMData[J].HandbookofGeophysicalExploration:
SeismicExploration,Volume40,2010,Pages351-379
Abstract:
TherenewedinterestinthemethodsofelectromagneticfielddecompositionintoupgoinganddowngoingpartsisgeneratedbythepracticalproblemofremovingtheeffectofEMairwavesonmarinecontrolledsourceelectromagneticdatacollectedinshallowwater.InthispaperweconsidertheprinciplesofsolvingthisproblemusingtheclassicalmethodsofEMfieldseparationintoexternalandinternalparts.Wedemonstratethatthemostgeneralapproachtoupgoing/downgoinfielddecompositionisbasedonthetheoryofStratton-Chutypeintegrals.Thisapproachallowsustoseparatethefieldobservedonanarbitrarysurface.Inthecaseofaflatobservationalsurface,theStratton-ChumethodisequivalenttothedecompositiontechniquebasedontheFouriertransforminthespatialfrequencydomain.WepresentalsoanovelmethodofEMfieldseparationusingthemethodofhorizontalgradientsoftheEMfield.ThenewtechniqueistestedonsyntheticMCSEMdata.Thenumericalresultsshowthatstableandreliableseparatingresultscanbeobtainedusingthisnewapproach.WedemonstratealsothatthemethodrepresentsausefultoolforarapidqualitativeinterpretationofMCSEMdata.
[7]L.M.MacGregorandM.Tompkins,OHMLtd.ImagingHydrocarbonReservoirsUsingMarineControlled-SourceElectromagneticSounding[J].OffshoreTechnologyConference,2May-5May2005,Houston,TexasAbstract:
Inrecentyearsanumberofmarineelectromagneticapproacheshavebeendevelopedtoaddresstheproblemofmappingoffshoreelectricalresistivitystructure.Hereweconsidermarinecontrolledsourceelectromagneticimaging（CSEMI）inthefrequencydomain,atechniquewhichhasbeeninuseforover20years.Recentlythemethodhasbeenusedtoprovideadirectmeasurementofresistivelayersthatcanbeindicativeofthepresencehydrocarbonbearingstrataintheseafloor.
[8]孙卫斌,何展翔.海洋可控源电磁勘探技术与装备[J].《物探装备》2010年第1期摘要：
近年来在西方海洋油气勘探界已将海洋可控源电磁勘探技术列入正常的勘探程序,要求在深海目标钻探前有海洋可控源电磁资料的评价。
而在每年的EAGE、SEG年会上,有关海洋可控源电磁法勘探技术的论文、报告及相关的公司展区,一直是参会代表们关注的热点。
这种关注和变化主要源于新开发的海洋可控源电磁法可以提高海上钻探成功率,大大降低钻探风险。
国外著名油公司ExxonMobil、Statoil、Shell等进行的海上油气田电磁法现场试验及应用工作,展示了海洋电磁法诱人的应用前景。
MorganStanley、华尔街期刊等权威经济机构对海洋电磁法商业服务价值的评估,更是推波助澜,使海洋可控源电磁法倍受业界关注。
本文在介绍海洋可控源电磁勘探方法、装备、原理、应用的基础上,提出了加快发展我国海洋可控源电磁勘探技术的建议与认识。
三、文献综述（文献综述要求简明扼要地介绍相关参考文献的主要内容。
理论性文献，要求列举其主要观点，简要介绍其产生的效果；技术或产品类文献，则要说明该技术或产品的特点、原理、效果及存在的问题。
）
通览以上相关文献信息，可控源海洋电磁探测方法（CSEM）的空气波响应特征的相关内容主要包括以下三方面：
（1）概念原理：
海上可控源电磁（CSEM）方法目前主要被当作探测与圈定石油储集层的工具。
这种方法用一个高能水平电偶极子（HED）来传导低频电磁信号，通过海底设置的阵列多分量接收器获取的电磁信号，经研究所接受到的信号，其可确定海底以下几十米到几公里的地层电阻率分布。
文献[3]阐述了可控源海洋电磁勘探中空气波的影响。
到目前，这种方法主要应用于深水域，而在浅水域中受到空气波的干扰较强。
因此通过将空气波分离成上行波和下行波的方法，减弱了空气波的影响。
并通过理论和数值模拟知道利用横电（TE）和横磁（TM）模式受空气相互作用影响的差异和电磁场水平分量。
文献[5]研究了特例长偶极大功率的可控源电磁波响应特征，结果表明电离层和大气层的“地-电离层”模式大尺度深层复杂介质模拟时,电磁场对深部目标体仍有很好的异常响应。
文献[6]也主要描述了将空气波分离为上行波和下行波以减弱空气波的干扰影响的原理，将波分解为横磁和横电模式，保证了稳定的、高效率的可控源电磁探测。
（2）方法研究：
电磁勘探数值模拟研究的方法主要包括一维、二维和三维反演模拟研究，目前比较成熟的处理解释方法还是一维反演，已经应用于处理实际资料，而二、三维反演还处于实验室阶段。
文献[1]主要研究了海洋电磁场的理论模型，通过该模型的模拟计算与实测海底电磁数据的对比分析，总结了我国近海及邻近海域的电磁场特征。
文献[2]通过数值模拟方法分析海底可控源电磁响应规律，提出了拖曳式施工方式这种行之可效的仪器技术，然后详细阐述了该方式的具体工作原理和过程。
文献[4]分析了海底电性源频率域CSEM勘探建模及水深影响，推导了各层介质的Lorentz势和Coulomb势。
最终文章给出了海水中水平电偶源和长导线源在海水层的电磁场公式，并计算了不同水深环境下海底表面的电磁场分布，分析了海水深度对海底油气储层电磁异常的影响。
结果表明，随着水深减小，异常幅度和形态特征发生明显变化。
（3）应用前景：
可控源海洋电磁勘探技术的发展前景十分广阔，这项技术应用新方法新技术探测圈闭是否含有油气，并确定出含油气边界，从而提高油气勘探的成功率。
所以，如何将海洋电磁勘探技术应用于海底油气勘探，是现今亟待深入研究并付诸实践的课题。
目前，国际上越来越多的石油公司开始将海洋电磁勘探技术作为勘探流程中的一个重要的组成部分，积极发展相关研究项目和技术。
我国处于太平洋西部，中国海区大部分是浅水大陆架地带，该地带平缓宽阔。
研究可控源海洋电磁空气波响应特征对我国东海、南海海域勘探具有非常重要的意义。
我国海域具有巨大的海洋开发价值，因此研究海洋可控源电磁勘探技术迫在眉睫。
南海尤其资源丰富，作为世界最大的发展中国家，我国在争取南海主权的同时，也应该大力开展海洋CSEM技术的研究开发，以便为开采丰富的海底油气资源奠定强大的技术基础。
文献[7]概述了可控源海洋电磁探测方法的起源和历史，指出了它近些年的成功应用，并展望了它的勘探海底油气资源的发展前景。
文献[8]介绍了海洋可控源电磁勘探方法、装备、原理和应用。
国外许多公司已经将此方法应用于实际海上勘探，权威经济机构也对海洋电磁法进行了商业服务价值的评估，使海洋可控源电磁法倍受业界关注。
文章最后提出了加快发展我国海洋可控源电磁勘探技术的建议与认识。
附:
《文献检索与网络资源利用》检索报告
一、注意事项：
1、课题名称：
自拟，最好与本专业相关，题目不要太大或太小，至少要有两个以上的主题词
2、课题分析：
要根据课题确定研究的主要内容及相关背景，包括确定课题的学科背景、拟定主要概念等
3、检索工具或检索系统：
至少有一个是外文数据库
4、格式要求：
检索报告需用A4纸单面打印，字数2000左右。
5、提交时间：
最好在本课程的最后一堂课时提交。
最晚在课程结束后的一周内。
6、不要互相抄袭，如发现相同的检索报告以零分计。
二、评分标准：
1、检索报告整体格式规范、内容完整（10分）
2、题目符合要求、课题分析得当（10分）
3、检索
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