陸上可控源電磁法勘探采集技術(shù)規(guī)程

1陸上可控源電磁法勘探采集技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了陸上可控源電磁法勘探技術(shù)設(shè)計、野外采集及資料驗(yàn)收工作的基本要求。本文件適用于采用電性源作為場源、應(yīng)用于陸上油氣和固體礦產(chǎn)資源的可控源電磁法勘探。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。SY/T5171陸上石油物探測量規(guī)范SY/T6055石油重力、磁力、電法，地球化學(xué)勘探圖件編制規(guī)范3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件?？煽卦措姶欧╟ontrolledsourceelectromagneticmethod通過人工電性源向地下發(fā)送不同頻率的電流信號，在地面一定范圍內(nèi)接收電磁信號，探查地下地質(zhì)情況的多種電磁勘探方法。時頻電磁法timefrequencyckecuromagneticmethod(TFEM)通過有限長度電性源向地下發(fā)送不同領(lǐng)率的方波電流信號，在地面觀測電磁場，研究不同深度的地電特征，同時獲得時間城和頻率域測量結(jié)果的電磁動探方法。建場測深法longoffsettransienteectromagneticmethod(LOTEM)通過不接地回線或接地電性源向地下發(fā)送一次脈沖電流信號，在一次脈沖磁場間歇期間，利用線圈或接地電極觀測二次渦流場，研究不同深度的地電特征的可控源電磁法。復(fù)電阻率法complexresistivity(CR)通過有限長度電性源在相當(dāng)寬的(超低頻)頻段內(nèi)向地下發(fā)送交變電流信號，觀測視復(fù)電阻率的實(shí)分量和虛分量或者振幅和相位的頻譜，研究地下地質(zhì)體的激發(fā)極化特征和導(dǎo)電特征的一種頻率域激電勘探方法。2可控源音頻大地電磁法controlledsourceaudiomagnetotellurics(CSAMT)通過有限長度電性源向地下發(fā)送不同頻率的交變電流信號，在地面一定范圍內(nèi)觀測正交的電磁場分量，計算卡尼亞視電阻率及阻抗相位，達(dá)到探測不同埋深地質(zhì)目標(biāo)體的一種頻率域電磁勘探方法。廣域電磁法widefieldelectromagneticmethod(WFEM)通過有限長度電性源向地下發(fā)送不同頻率的交變電流信號，在廣大的、不局限于傳統(tǒng)“遠(yuǎn)區(qū)”的區(qū)城內(nèi)，觀測一個或多個電磁場分量，計算廣域視電阻率，達(dá)到探測不同埋深地質(zhì)目標(biāo)體的一種頻率域電磁勘探方法。標(biāo)量觀測scalarobservations采用1個場源，觀測1個分量(E,或E)或者互相垂直的2個分量(E和瓦、E和H),并以此計算卡尼亞視電阻率和相位。矢量觀測vectorobservation采用1個場源，觀測(E、E、H、B、H)中的4個或5個電磁場分量，獲得兩條互相獨(dú)立的視電阻率和相位曲線。張量觀測tensorobservation采用2個極化方向的場源，2個場源既能互相正交布置，也能分開布置，同時觀測(E、E、H、H、H)中的4個或5個電磁場分量，獲得兩條互相獨(dú)立的視電阻率和相位曲線。電性源electricexcitationsource采用兩端接地的導(dǎo)線作為電磁信號的發(fā)射場源。通過導(dǎo)線相連的一對接地電極，用于測量兩電極之間的電位差。注：接地的兩個電極分別標(biāo)記為M和N,簡稱“接收MN”收發(fā)距offset采用赤道裝置觀測時，為測點(diǎn)到場源AB連線的垂直距離；采用軸向裝置觀測時，為測點(diǎn)到場源AB中心點(diǎn)的水平距離。4方法用途及應(yīng)用條件4.1方法用途4.1.1研究目標(biāo)區(qū)地下導(dǎo)電性特征，推斷構(gòu)造形態(tài)、斷裂性質(zhì)及地層巖性。4.1.2研究目標(biāo)區(qū)地下激發(fā)極化特征，預(yù)測有利區(qū)，評價鉆探目標(biāo)。4.2應(yīng)用條件4.2.1目標(biāo)地質(zhì)體與圍巖存在明顯的電性差異。15)赤道裝置示意圖圖1施工裝置示意圖圖2標(biāo)量觀測方式示意圖6c)矢量觀測主要包括兩種方式：四分量E、H,和E、H觀測，五分量E、H、E、H、H觀測，矢量觀測方式示意見圖3;圖3矢量觀測方式示意圖d)張量觀測主要包括兩種方式：正交場源五分量E、H、E、H、H?觀測，分離場源五分量EB、E、H、H觀測,張量觀測方式示意見圖4。5.4采集觀測方式時頻電磁法觀測系統(tǒng)觀測方式如下：a)接收范圍為場源AB兩側(cè)以AB公共邊對稱的梯形區(qū)域，a角宜不大于120°,觀測方式見圖5;b)最小收發(fā)距宜大于3km,最大收發(fā)距宜小于15km;c)針對地表?xiàng)l件復(fù)雜、布假困難區(qū)可采用鏈狀陣列采集，在油氣開發(fā)階段、針對重點(diǎn)鉆井部署區(qū)域，可采用規(guī)則化雙方位激發(fā)寬線采集，采集方式見附錄A,d)采集信號宜包括1個或2個水平電場分量(E、E)和1個垂直磁場分量H。5.4.2建場測深法建場測深法觀測系統(tǒng)布設(shè)方式與時頻電磁法相同，采集信號宜包括1個垂直磁場分量H,觀測方式見圖5。5.4.3復(fù)電阻率法復(fù)電阻率法觀測系統(tǒng)布設(shè)范圍設(shè)計方式如下：a)接收系統(tǒng)布設(shè)在場源AB延長線上，或反向延長線上，觀測方式見圖6:b)接收系統(tǒng)可偏離場源AB,宜與場源AB延長線平行，偏離場源AB的距離應(yīng)小于1個測點(diǎn)距：c)場源AB與接收系統(tǒng)應(yīng)同方向同步移動：d)接收系統(tǒng)應(yīng)布設(shè)在場源AB之外：e)采集信號宜包括1個或2個水平電場分量(E、E)。7Ad)采集信號宜包括4個分量(E,和H、E,和H,或5個分量式中：8H—最淺目標(biāo)的深度，單位為米(m):S——最淺目標(biāo)以上地層的總縱電導(dǎo)值，單位為西門子(S)。的B的a-60-b)頻率域信號最低頻率方波的周期T由公式(3)、公式(4)確定： ——探測最深目標(biāo)時所需的記錄時間，單位為秒(s),H_—最深目標(biāo)的深度，單位為米(m)s—最深目標(biāo)以上地層的總縱電導(dǎo)值，單位為西門子(S).c)時間域發(fā)射方波周期T,參考公式(3)確定。d)最大收發(fā)距r由激發(fā)場源AB長度、供電電流強(qiáng)度、探區(qū)平均電阻率、儀器靈敏度及探區(qū)噪聲水平等因素確定，與前四個參數(shù)正相關(guān)，與探區(qū)噪聲水平負(fù)相關(guān)，對于一個確定的探區(qū)最大收發(fā)距需要經(jīng)過模擬或試驗(yàn)確定e)場源AB的能量電矩P與供電電流強(qiáng)度I和激發(fā)場源AB的長度L正相關(guān)，見公式(5):P—電矩，單位為安培米(A-m):I—供電電流強(qiáng)度，單位為安培(A):L—場源AB的長度，單位為米(m)。f)為了壓制隨機(jī)哚聲，激發(fā)時宜采用多次疊加的方式采集各個頻率的信號，最少疊加次數(shù)需要95.6工程技術(shù)設(shè)計編制工程技術(shù)設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：a)項(xiàng)目概況(包括項(xiàng)目部署、地質(zhì)任務(wù)、部署工作量及設(shè)計端/拐點(diǎn)坐標(biāo)等):b)工區(qū)概況(包括地理概況、地質(zhì)概況、勘探概況及地球物理特征等):c)采集方法與技術(shù)要求：d)處理解釋方法與技術(shù)要求；e)項(xiàng)目組織管理(包括管理組織、隊(duì)伍配備、人力資源及設(shè)備配備、項(xiàng)目運(yùn)行計劃等):f)項(xiàng)目管理要求(包括施工管理、質(zhì)量及安全管理等):g)資料歸檔要求：h)附圖應(yīng)包括工區(qū)位置及測線部署圖。6野外采集6.1儀器準(zhǔn)備和測試6.1.1發(fā)射儀器的測試發(fā)射儀器的測試包括：a)項(xiàng)目開工前和收工后應(yīng)對發(fā)射儀器進(jìn)行測試，施工期較長的應(yīng)增加測試次數(shù)，兩次測試間隔宜不大于90d;b)測試發(fā)射方波上升沿的時間和電流紋波，發(fā)射方波的上升時間要求小于2ms,電流紋波應(yīng)小于發(fā)射波幅度的3%.6.1.2接收儀器的測試6.1.2.1開工前和收工后應(yīng)對儀器進(jìn)行標(biāo)定，施工期較長時應(yīng)增加標(biāo)定次數(shù)，兩次標(biāo)定間隔宜不大于90d,相鄰兩次標(biāo)定結(jié)果按公式(6)計算，相對誤差應(yīng)小于2%.…m—儀器標(biāo)定相對誤差；n—儀器標(biāo)定結(jié)果頻點(diǎn)數(shù)，單位為個：A——第一次標(biāo)定結(jié)果的第1個頻點(diǎn)數(shù)據(jù)，一般為振幅、視電阻率或相位，單位為毫伏特每米4/——第二次標(biāo)定結(jié)果的第；個頻點(diǎn)數(shù)據(jù)，一般為振幅、視電阻率或相位。單位為毫伏特每米6.1.2.2對于具有自檢功能的儀器，開工前和收工后應(yīng)進(jìn)行儀器的系統(tǒng)指標(biāo)測試，兩次測試間隔宜不大于90d,內(nèi)容包括最大內(nèi)噪聲、最大失真度、最小共模抑制比等參數(shù)的測量，其中最大內(nèi)噪聲應(yīng)小于2.5μV,最大失真度應(yīng)小于-80dB,最小共模抑制比應(yīng)不小于100dB。6.1.3接收儀器的一致性對比兩臺(道)或兩臺(道)以上儀器在同一工區(qū)施工時，開工前和收工后應(yīng)進(jìn)行一致性對比，施工… (7) (8)A—第/臺(道)儀器第1個樣點(diǎn)或頻點(diǎn)的信號值、振幅、視電阻率或相位，單位為毫伏j—接收儀器臺(道)序號(-1,2,3.…,k)。b)施工作業(yè)的電極應(yīng)定期進(jìn)行配對與測試，電極的配對測試周期不宜超過90d,c)配對使用的電極間的極差應(yīng)不大于2mV,極間電阻應(yīng)不大于1000;d)不符合要求的電極應(yīng)重新灌裝并配對后使用。6.2采集參數(shù)試驗(yàn)6.2.1收發(fā)距試驗(yàn)在開工前，考慮到新工區(qū)的地表?xiàng)l件和電磁干擾情況與其他工區(qū)存在差異，應(yīng)進(jìn)行收發(fā)距試驗(yàn)，以確定合適的收發(fā)距范圍。鄰近工區(qū)可參考上一工區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)步驟如下：a)在測區(qū)內(nèi)布設(shè)一發(fā)射源，發(fā)射源長度需大于正演模擬所確定的最小場源AB距；b)根據(jù)正演模擬所確定的收發(fā)距范圍，在不同收發(fā)距位置布設(shè)2~3套采集設(shè)備：c)不同收發(fā)距位置的采集設(shè)備分別采集一組相同頻率的激發(fā)信號：d)通過比對不同收發(fā)距時所采集到的信號信噪比來確定合理的收發(fā)距范圍。6.2.2電極距試驗(yàn)在開工前，考慮到新工區(qū)的地表?xiàng)l件和電磁干擾情況與其他工區(qū)存在差異，應(yīng)進(jìn)行電極距試驗(yàn)。以確定合適的電極距長度范圍。鄰近工區(qū)可參考上一工區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)步驟如下：a)選擇一到兩處地表?xiàng)l件具有代表性的區(qū)域開展電極距試驗(yàn)，b)在上述區(qū)域內(nèi)以一個點(diǎn)為中心，布設(shè)不同板距長度的電分量測點(diǎn)：c)發(fā)射源發(fā)射一組相同的具有多個頻點(diǎn)的激發(fā)信號；d)所有測點(diǎn)同步采集該激發(fā)信號所反饋的接收信號e)計算不同測點(diǎn)電極距歸一后的振幅和相位曲線：f)通過比對不同電極距測點(diǎn)所采集數(shù)據(jù)的品質(zhì)及振幅和相位曲線一致性誤差，確定本工區(qū)的電極距長度范圍。6.2.3最大激發(fā)周期試驗(yàn)當(dāng)進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探或特定目標(biāo)勘探(壓裂監(jiān)測、儲層構(gòu)造、低阻體分布等)時，需要根據(jù)目標(biāo)異常擾動頻段決定散發(fā)頻率范圍，在開工前應(yīng)進(jìn)行最大激發(fā)周期試驗(yàn)。最大激發(fā)周期試驗(yàn)一般在其他所有試驗(yàn)均已完成后進(jìn)行，鄰近工區(qū)可參考上一工區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)步驟如下：a)根據(jù)地質(zhì)資料，在區(qū)內(nèi)選取具有代表性的地質(zhì)結(jié)構(gòu)上方進(jìn)行試驗(yàn)。以地質(zhì)結(jié)構(gòu)勘探為目標(biāo)時，一般選擇盆地基底最深處附近進(jìn)行試驗(yàn)：以壓裂監(jiān)測為目標(biāo)時，一般選擇射孔位置上方進(jìn)行試驗(yàn)。b)以前期模擬論證和現(xiàn)場試驗(yàn)確定的最佳施工參數(shù)布設(shè)發(fā)射源和采集裝置。c)根據(jù)正演模擬所得到異常擾動頻段范圍或基底結(jié)構(gòu)反應(yīng)的頻段范圍，向更低頻擴(kuò)展不少于三個頻點(diǎn)的激發(fā)頻率，組合編制試驗(yàn)的激發(fā)頻率表。d)發(fā)射端根據(jù)本條c)所編制的頻率表發(fā)送激發(fā)信號。e)接收端同步采集接收數(shù)據(jù)。f)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷其是否滿足施工任務(wù)需求，以能滿足勘探任務(wù)譎求的最大周期參數(shù)，確定最大激發(fā)周期。6.2.4干擾源影響范圍試驗(yàn)當(dāng)工區(qū)內(nèi)具有礦山、發(fā)電廠、大型工廠等大面積干擾源，需對附近測線進(jìn)行大面積調(diào)整時，宜開展干擾源影響范圍試驗(yàn)，并以此試驗(yàn)結(jié)果來編制測線偏移(或調(diào)整)中請報告。鄰近工區(qū)可參考上一工區(qū)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體試驗(yàn)步驟如下：a)詳細(xì)調(diào)查干擾源分布范圍及其周圍環(huán)境，在其周邊選擇一個適合進(jìn)行采集試驗(yàn)的區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)能布設(shè)盡可能長的采集剖面：b)根據(jù)前期試驗(yàn)確定的最佳施工參數(shù)，布設(shè)一發(fā)射源，該發(fā)射源需與設(shè)計采集剖面平行，且盡量保證干擾源位于發(fā)射源中垂線附近，以保證接收信號強(qiáng)度：c)干擾源偏移宜參見6.4,合理設(shè)置一組試驗(yàn)采集剖面，該剖面的點(diǎn)距應(yīng)以能滿足試驗(yàn)?zāi)康臑闃?biāo)準(zhǔn)，可采用等問隔點(diǎn)距，亦可采用變問隔點(diǎn)距進(jìn)行布設(shè)：d)以最大激發(fā)電流發(fā)射一組前期試驗(yàn)確定的頻率組合，接收端同步采集該激發(fā)信號：e)對比、分析距離干擾源不同距離的測點(diǎn)質(zhì)量品質(zhì)，一般認(rèn)為距離干擾源最近的二級品測點(diǎn)所處的距離參數(shù)為最小偏移距離，以距離干擾源最近的一級品測點(diǎn)所處的距離為最佳偏移距離。6.2.5試驗(yàn)報告編制采集參數(shù)試驗(yàn)時宜綜合考慮地質(zhì)任務(wù)、參數(shù)論證結(jié)果和地形情況，制訂詳細(xì)的試驗(yàn)方案。試驗(yàn)完成后應(yīng)認(rèn)真分析比對試驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成采集參數(shù)試驗(yàn)結(jié)論，并編寫試驗(yàn)報告。試驗(yàn)報告主要包括以下內(nèi)容：c)儀器試驗(yàn)(包括儀器一致性對比試驗(yàn)、磁棒一致性對比試驗(yàn)),d)參數(shù)試驗(yàn)(包括收發(fā)距試驗(yàn)、電極距試驗(yàn)、最大激發(fā)周期試驗(yàn)、干擾源影響范圍試驗(yàn));e)試驗(yàn)結(jié)論。6.3場源布設(shè)技術(shù)要求a)場源AB電源線絕緣電阻應(yīng)大于5MO.b)按公式(9)定義的裝置電阻Ra宜小于200.R—裝置電阻，單位為歐姆(0):R—接地電阻，單位為歐姆(Q)。c)在接地電阻較高地區(qū)宜采用多個電極并聯(lián)堙置、使用金屬板或鋁箔替代電極、增加電極坑深度、增加泥漿與土壤接觸面積、采用鹽水澆灌電極坑等方法降低接地電阻。6.4測線、測點(diǎn)布設(shè)測線、測點(diǎn)布設(shè)要求：a)測點(diǎn)應(yīng)選周圍開闊、地面相對高差較小的地方，不宜選在山頂、狹窄的深溝、巖石裸露區(qū)或電磁干擾源附近。b)困難區(qū)測點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)遵循：1)一般困難區(qū)，當(dāng)原測點(diǎn)位置無法按要求布設(shè)測點(diǎn)時，可在沿測線方向不超過點(diǎn)距的10%的范圍內(nèi)選擇合適位置布設(shè)測點(diǎn)：2)地形復(fù)雜區(qū)，可在垂直測線方向不超過線距30%、沿測線方向不超過點(diǎn)距20%的范圍內(nèi)m1234晃動：式(10)、公式(11)計算。6.8.1.5采集質(zhì)量分析現(xiàn)場處理人員應(yīng)對采集的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，內(nèi)容主要包括以下方面：a)場源AB發(fā)射電流分析；b)哚聲頻率成分分析：c)布極質(zhì)量分析：d)信噪比評估。對質(zhì)量不合格測點(diǎn)應(yīng)及時分析原因并返工。6.8.2.1時間域數(shù)據(jù)質(zhì)量評價依據(jù)原始數(shù)據(jù)回放對時間城資料進(jìn)行質(zhì)量評價，遵循如下標(biāo)準(zhǔn)劃分I級、Ⅱ級、皿級。a)I級：有效信號疊加周期數(shù)不少于16對，信號曲線圓滑，連續(xù)性好，各周期數(shù)據(jù)與疊加后數(shù)據(jù)的均方相對誤差平均值小于5%,信噪比不低于20dB.b)Ⅱ級：有效信號疊加周期數(shù)不少于8對，信號曲線較圓滑，連續(xù)性較好，各周期數(shù)據(jù)與疊加后數(shù)據(jù)的均方相對誤差平均值小于15%,信噪比不低于14dB.c)Ⅲ級(不合格):信號曲線散亂，不能滿足Ⅱ級的要求。6.8.2.2頻率域數(shù)據(jù)質(zhì)量評價對數(shù)據(jù)處理后的全頻段振幅(視電阻率)曲線和相位曲線進(jìn)行質(zhì)量評價，遵循如下標(biāo)準(zhǔn)劃分1級、Ⅱ級、四級。a)I級：85%以上頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)，連續(xù)性好、能唯一確定曲線。b)Ⅱ級：75%以上頻點(diǎn)的數(shù)據(jù)，無明顯脫節(jié)現(xiàn)象，曲線形態(tài)明確。c)Ⅲ級(不合格):數(shù)據(jù)點(diǎn)分散，不能滿足口級的要求。6.8.2.3測點(diǎn)質(zhì)量評價每個測點(diǎn)的時間城數(shù)據(jù)質(zhì)量和頻率域數(shù)據(jù)質(zhì)量應(yīng)分別評定、對Ⅲ級曲線應(yīng)注明不合格原因。物理點(diǎn)質(zhì)量遵循如下標(biāo)準(zhǔn)劃分1級、Ⅱ級、四級。a)I級：一個測點(diǎn)50%以上曲線都為I級，其他曲線評級為Ⅱ級。b)Ⅱ級：一個測點(diǎn)的所有曲線都為Ⅱ級以上(含Ⅱ級)。c)Ⅲ級(不合格):不滿足Ⅱ級要求。工區(qū)測點(diǎn)質(zhì)量評價滿足I級品率不小于80%,皿級