专利名称：一种磁性变化方法
一种磁性变化方法本发明涉及一种磁性变化方法，这种方法可以用于探测，绘制和评估具有光谱磁活性的地下矿藏。依据现有技术，磁性变化方法不使用自身主动控制的发送源，而是不断地利用被动接受磁场，磁场随时间不断变化(Simpson, F.& Bahr, K.: PracticalMagnetotellurics , S.182, Cambridge University Press, 2005)。常规方法中，电离层和磁层的外部感应作用形成磁场。此外，依据目前的方法，能够计算出水平电导率梯度，而不能探测到具有光谱磁活性的地下矿藏。本发明的任务在于创造出上文提及的磁性变化的方法，利用该方法可以确定具有光谱磁活性的地下矿藏的方位，特别是油气和富矿的方位，这主要取决于地下形成地段的地理环境因素。根据本发明，权利要求1所述的特征将解决该目的。从属权利要求将描述有利的实施方案。利用这种用于探测、绘制和评估具有光谱磁活性的地下矿藏的磁变化方法，可以测量出研究区域内或者地表的岩体内存在的随时间不断变化的反常磁场的信号强度和/或场变量，应该在至少一个空间方向上按地点和时间进行测量，通过数据处理(尤其是光谱分析)，把在每个测量位置上获得的按时间序列测量的测量数据转换成频宽为0.01至IOOHz的光谱功率，由此至少一个光谱属性(尤其是其功率)被确定，通过将基于参考值统一化后的属性变量值与标准参考值进行比较，从而区分出地下具有光谱磁活性的岩体中的矿藏和非矿藏。例如，油气矿藏(石油，天然气)或者矿石矿藏是具有光谱磁活性的地下矿藏。目前，可以利用本方法检测出与非油气矿藏及非矿石矿藏岩体的反常光谱磁活性性能，并且依据这些性能识别并绘制出相应的地下矿藏。例如，勘探范围很大并且/或者很难进入时，而从经济上讲，测量是有意义的，则可以使用直升飞机进行地表以上勘探范围的测量。本发明中所指的地表或地表以上的数据为水域表面，如湖泊或海洋，即在勘探范围内的测量既可以在水域表面，也可以在陆地表面或其上方进行。此方法可以用于探测富含油气矿藏的岩体和地下层，绘制其分布范围，获得潜在油气矿藏生产力的量性分析以及在开采阶段进行时间监控。其优点在于可以直接确定地下石油和天然气储藏情况并且将其相对的生产力作为额外的判断标准。在这些结果的基础上，进行探测时可以实现巨大的经济利益，因为可以有目的性进行深度钻孔，避免错误钻孔。此外，基于监控测量，可以优化油气矿藏的开采。本方法还可以探测岩体范围内矿石矿藏，绘制其分布范围，获得潜在矿石集中程度的量性分析。其优点在于可以直接确定地下矿石储藏情况并且将其相对的集中程度作为额外的判断标准。在这些结果的基础上，进行勘探时可以实现巨大的经济利益，因为可以有目的性进行试探性钻孔，避免错误钻孔。此外，可以计划开采措施，如矿山开采设备。实施方案中，至少在两个测量位置同步进行磁活性测量，可以为左右或上下相邻的两个位置。例如，两架装备相同测量仪器的直升机垂直方向上朝对方方向相互飞行并测量，尤其当相互间距离大约为IOm至500m，优选的距离为IOOm至350m。通过梯度测量，可以确定富含油气矿藏的岩体和地下层的深度分布。也可以在一个测量位置使用不同空间方向测量仪器进行同步测量。众所周知，可以使用磁力仪测量无规律的电磁磁场。也可以将两个电极接地以及测量它们之间的电压差，使用电子磁场传感器测量随时间不断变化磁场的电磁部分。应该这样理解，前文已提及的以及后文将阐述的技术特征不仅仅可以应用于每个指定的组合，也可以应用于其他组合。本发明的范围仅由权利要求来限定。下文将通过实施例及相关图示进一步阐述本发明。
图1是剖面图和依照本发明所述方法进行测量的图，
图2是依据两个频率光谱绘制的图和
图3是根据地下石油边缘范围形状绘制的轮廓图。图1，按照时间，使用常规的磁力仪3和数据采集器4，地下油气矿藏I释放出的随时间不断变化的磁场(由箭头2指示)在各个接收站(测量位置)地表8被测量为电压信号。在光谱分析计算方法的基础上，电脑支持数据处理器5，由此在每个测量位置按照时间获得测量数据，可以得到光谱功率，频率范围为0.01至IOOHz (图2)。至少可以计算出一个光谱属性6的大小值，尤其是其性能。图2中绘制了磁性变化测量的两种典型功率频率光谱。通过虚线9绘制的曲线表示无油气矿藏接收站的测量结果，实线10绘制的曲线表示地下油气矿藏含量。在一定频率范围内，通过大幅度增加的功率数值绘制油气矿藏曲线，超过整个频宽的非油气矿藏曲线统一显示更低的数值。图3，轮廓图显示的是包含标准光谱属性等高线分布的勘探范围，依据磁性变化测量确定这些属性。在勘探范围外进行参照测量，即在已知的油气矿藏侧面边缘的垂直距离上的测量位置进行测量，可获得属性参照值7 (图1)，该值作为参考值用于规范勘探范围内获得的相应属性大小值6。从统一的属性大小值的分布计算可以得出标准的参照值等高线11位置变化，该线表示与参考值7相等的同类属性值的曲线。当标准属性值大于I时，表明勘探范围内有油气矿藏，相应的，若该值小于I时，则此范围内无油气矿藏。此外，在标准属性值基础上可以得出油气矿藏生产力的质性数值，这些数值按照等级进行划分。
权利要求
1.一种磁性变化方法用于探测，绘制和评估具有光谱磁活性的地下矿藏，其特征在于， a)具有光谱磁活性的岩体(I)内存在随时间不断变化的反常磁场(2)，在地表(8)或地表以上的勘探范围内，测量所述反常磁场的信号强度和/或场变量，并且在至少一个空间方向上按时间和地点进行测量， b)通过数据处理，特别是光谱分析，把在每个测量位置获得的按照时间序列测量的数据转换成频宽为0.0l至IOOHz到光谱功率，由此至少可以确定一个光谱属性(6)，尤其是其功率， c )通过将基于参考值(7 )统一化后的属性变量值与标准参考值(11)相比较，从而区分地下的具有光谱磁活性的中的矿藏及非矿藏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，可以通过勘探范围内获得的标准属性值来确定该值的横向分布并且用等高线绘制，在测量精准的条件下，基于分布计算确定和绘制的标准参考值等高线(11)的走势，可以区分具有光谱磁活性的地下矿藏区域。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具有光谱磁活性的地下矿藏为油气矿藏时，至少一个光谱属性的标准大小值将用作判断油气矿藏生产力的数值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具有光谱磁活性的地下矿藏为矿石矿藏时，至少一个光谱属性的标准大小值将用作判断矿石集中程度的数值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，至少在两个测量位置进行同步磁性变化测量。
6.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于，在开采油气矿藏时，可以在不同时间对勘探范围进行磁性变化测量，由此通过各个时间标准属性值的差分图识别出油气矿藏生产力的变化。
7.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，至少通过在具有光谱磁活性的地下矿藏侧面界限上方的一个测量位置进行参照测量，确定一个光谱属性的参照值(7)，该值作为规范勘探范围内获得的相应属性值(6)的比值并用于确定标准参照值(11)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，实施本方法的设备包括至少一台磁力仪(3)或者两个电极以及至少一台用于分析数据的数据采集器(4)。
全文摘要
利用这种用于探测、绘制和评估具有光谱磁活性的地下矿藏的磁变化方法，可以测量出研究区域内或者地表的岩体内存在的随时间不断变化的反常磁场的信号强度和/或场变量，应该在至少一个空间方向上按地点和时间进行测量，通过数据处理(尤其是光谱分析)，把在每个测量位置上获得的按时间序列测量的测量数据转换成频宽为0.01至100Hz的光谱功率，由此至少一个光谱属性(尤其是其功率)被确定，通过将基于参考值统一化后的属性变量值与标准参考值进行比较，从而区分出地下具有光谱磁活性的岩体中的矿藏和非矿藏。
文档编号G01V3/08GK103097915SQ201180040556
公开日2013年5月8日 申请日期2011年6月1日 优先权日2010年8月24日
发明者阿尼姆·卡乌斯 申请人:阿尼姆·卡乌斯, 沃尔夫·伯恩宁