一种冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于天然气水合物勘探技术，具体地，是关于利用具有深度探测能力的电磁技术进行冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探方法及装置。
【背景技术】
[0002]天然气水合物是一种绝缘固体，电阻率很大，具有电磁法勘探的物性基础，利用电阻率测井进行深部天然气水合物的识别，是目前天然气水合物勘探常用的一种手段。瞬变电磁法(TEM，Transient Electromagnetic Method)也可以探测深部地质体的电性特征，利用接地线源(电偶源)或者不接地回线(磁源)向地下发送一次脉冲磁场，在一次脉冲磁场的间歇期间，利用线圈或接地电极观测二次涡流场，研究其随时间的变化规律来探测介质的电性特征。
[0003]在可能存在天然气水合物的冻土地区，国外目前常用的电磁法的应用研究，在大多数情况下探测到的目标是冻土层，究其原因是所使用的电磁仪器分辨率有限，导致无法探测到深部的高阻层。
[0004]以寻找天然气水合物为目的，国内在冻土带也开展了多次电磁法的应用研究，例如，用GDP-32 II型多功能电测仪进行永久冻土层的分布规律研究，能够有效地划分出反射界面和电性层位，并推断出永久冻土层的分布。或者，用V8多功能电法仪开展可控源音频大地电磁法(CSAMT)的天然气水合物探测实验，这种方法很好的分辨出天然气水合物形成、运移所需要的冻土盖层和断裂构造，但没有识别出天然气水合物的电阻率异常，主要原因是区内天然气水合物分布零散、藏储个体规模有限，而且仅伏在冻土层之下难以形成足够的电阻率差异。
[0005]以上所述的这些研究显示，电磁法没有探测到深部的天然气水合物，一方面是埋藏太深，目前的电磁仪器无法探测到，例如，俄罗斯Messoyakha多年冻土厚320m，水合物埋藏深度500?1500m ;美国阿拉斯加多年冻土厚度174?630m，水合物埋深320?700m ;加拿大马更些三角洲，多年冻土 510?740m，水合物埋深800?1300m ;另一方面是天然气水合物规模太小，一些电磁设备分辨率无法识别。比如国内木里地区的冻土厚度一般50?70m，最厚95m，水合物埋深为133?396m，冻土厚度和天然气水合物的埋深都小于国外的深度，而目前电磁法设备的探测能力，远远大于这一深度，说明有可能是设备分辨率或者浅层高阻对下伏高阻的屏蔽结果。以上这些原因，都会影响对深部的天然气水合物的探测结果。因此，如何提供一种有效的天然气水合物的勘探方法，是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]本发明实施例的主要目的在于提供一种冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探方法及装置，从而有效地对冻土带天然气水合物进行勘探，以获取更加准确的勘探数据。
[0007]为了实现上述目的，本发明实施例提供一种冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探方法，所述的瞬变电磁勘探方法包括:步骤a:获取勘探区的勘探数据，所述的勘探数据包括:冻土数据、土壤电阻率数据、岩石电阻率数据、地质数据及探井数据；步骤b:根据所述冻土数据、土壤电阻率数据及岩石电阻率数据分析不同深度地层岩性的视电阻率特征，以确定勘探区地下视电阻率的分布模式；步骤C:根据所述地质数据及探井数据确定勘探区的地质构造特征，并根据所述地质构造特征确定勘探区瞬变电磁数据采集的测线、测点；步骤d:根据所述测线、测点采集勘探区的瞬变电磁数据；步骤e:采用全时间道方式根据所述瞬变电磁数据计算全时间道视电阻率，并生成全时间道视电阻率断面图；以及采用时间道分段方式根据所述瞬变电磁数据计算时间道分段视电阻率，并生成时间道分段视电阻率断面图；步骤f:根据所述分布模式确定所述全时间道视电阻率断面图及时间道分段视电阻率断面图的其中之一作为实际视电阻率断面图；步骤g:根据所述的视电阻率特征、地质构造特征及实际视电阻率断面图判断天然气水合物赋存层的分布情况。
[0008]在一实施例中，在上述的步骤c及步骤d之间，该瞬变电磁勘探方法还包括:步骤h:应用卫星遥感影像对所述的测线、测点位置进行优化，根据所述卫星遥感影像剔除或修改所述的测线、测点，以规避瞬变电磁干扰源。
[0009]在一实施例中，上述的步骤f包括:将所述全时间道视电阻率断面图及时间道分段视电阻率断面图中与所述分布模式中的相同点更多的一个作为合理视电阻率断面图；应用GPS测量的测点高程值和勘探区冻土底界的深度值，校正所述合理视电阻率断面图中相应测点地下视电阻率的深度误差，生成所述的实际视电阻率断面图。
[0010]在一实施例中，应用GPS测量的测点高程值和勘探区冻土底界的深度值，校正所述合理视电阻率断面图中相应测点地下视电阻率的深度误差，包括:应用所述GPS测量的测点高程值，校正地形引起的深度误差；以及应用所述勘探区冻土底界的深度值，校正深度反演引起的深度误差。
[0011]在一实施例中，上述的步骤g包括:根据所述实际视电阻率断面图中的浅部高阻特征，判断冻土层的分布情况；根据所述实际视电阻率断面图中的深部高阻特征，判断天然气水合物赋存层的分布情况；以及根据所述的视电阻率特征、地质构造特征及实际视电阻率断面图判断天然气水合物赋存层的厚度及展布情况。
[0012]本发明实施例还提供一种冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探装置，所述的瞬变电磁勘探装置包括:勘探数据获取单元，用于获取勘探区的勘探数据，所述的勘探数据包括:冻土数据、土壤电阻率数据、岩石电阻率数据、地质数据及探井数据；分布模式确定单元，用于根据所述冻土数据、土壤电阻率数据及岩石电阻率数据分析不同深度地层岩性的视电阻率特征，以确定勘探区地下视电阻率的分布模式；测点及测线确定单元，用于根据所述地质数据及探井数据确定勘探区的地质构造特征，并根据所述地质构造特征确定勘探区瞬变电磁数据采集的测线、测点；瞬变电磁数据采集单元，用于根据所述测线、测点采集勘探区的瞬变电磁数据；视电阻率断面图生成单元，用于采用全时间道方式根据所述瞬变电磁数据计算全时间道视电阻率，并生成全时间道视电阻率断面图；以及采用时间道分段方式根据所述瞬变电磁数据计算时间道分段视电阻率，并生成时间道分段视电阻率断面图；实际视电阻率断面图确定单元，用于根据所述分布模式确定所述全时间道视电阻率断面图及时间道分段视电阻率断面图的其中之一作为实际视电阻率断面图；分布情况判断单元，用于根据所述的视电阻率特征、地质构造特征及实际视电阻率断面图判断天然气水合物赋存层的分布情况。
[0013]在一实施例中，上述的瞬变电磁勘探装置还包括:测线及测点优化单元，用于应用卫星遥感影像对所述的测线、测点位置进行优化，根据所述卫星遥感影像剔除或修改所述的测线、测点，以规避瞬变电磁干扰源。
[0014]在一实施例中，上述的实际视电阻率断面图确定单元包括:
[0015]合理视电阻率断面图确定模块，用于将所述全时间道视电阻率断面图及时间道分段视电阻率断面图中与所述分布模式中的相同点更多的一个作为合理视电阻率断面图；实际视电阻率断面图生成模块，用于应用GPS测量的测点高程值和勘探区冻土底界的深度值，校正所述合理视电阻率断面图中相应测点地下视电阻率的深度误差，生成所述的实际视电阻率断面图。
[0016]在一实施例中，上述的实际视电阻率断面图生成模块具体用于:应用所述GPS测量的测点高程值，校正地形引起的深度误差；应用所述勘探区冻土底界的深度值，校正深度反演引起的深度误差；以及将经过深度误差校正后的合理视电阻率断面图作为所述实际视电阻率断面图。
[0017]在一实施例中，上述的分布情况判断单元包括:冻土层分布情况判断模块，用于根据所述实际视电阻率断面图中的浅部高阻特征，判断冻土层的分布情况；天然气水合物赋存层分布情况判断模块，用于根据所述实际视电阻率断面图中的深部高阻特征，判断天然气水合物赋存层的分布情况；以及厚度及展布情况判断模块，用于根据所述的视电阻率特征、地质构造特征及实际视电阻率断面图判断天然气水合物赋存层的厚度及展布情况。
[0018]通过本发明，根据天气水合物的高阻特性，应用瞬变电磁法进行深部天然气水合物的探测，采集勘探区深部的电磁数据，采用全时间道和时间道分段处理方式，开展滤波和视电阻率计算，对这两种处理方式得到的视电阻率断面图应用勘探区电阻率分布模式进行合理性检验，根据检验合理的视电阻率数据生成勘探区最终的视电阻率断面图。再结合冻土、地质和探井等数据，判别视电阻率断面图中的天然气水合物赋存层，实现天然气水合物的资源潜力评价。
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本发明实施例的冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探方法的流程图；
[0021]图2为本发明实施例的青海木里勘探区瞬变电磁数据采集测线测点分布图；
[0022]图3为本发明实施例的瞬变电磁数据采集方式示意图；
[0023]图4为本发明实施例的视电阻率处理结果对比图；
[0024]图5为本发明实施例的实际视电阻率断面图；
[0025]图6为本发明实施例的冻土带天然气水合物的瞬变电磁勘探装置的结构示意图；
[0026