一种井中和地面联合激发电磁数据采集方法

本发明属于应用地球物理勘探方法，是一种采用地面和井中联合激发和地面接收的可控源电磁勘探技术。 

井-地电磁勘探方法采用井中电流偶极源供电激发、地面接收由供电信号产生的电磁场，研究油气藏中油水或气水界面的分布规律，而且已经应用于油气勘探开发。但是油气藏常常具有明显的电阻率各向异性，而常规井-地电磁法，电流偶极源激发电极AB的一极A分别在井下靠近目标体上下顶面激发，另一极B位于地面，因此，激发电流与目标层平面垂直，流过目标体的电流为垂直激发电流，测量的电磁异常主要反映目标体的纵向电性特征，特别是纵向激发极化特征，而不能有效研究目标体的横向电性特性，特别是横向激发极化特征。而地面电磁法，电流偶极源的激发电流与地下目标层平面平行，对地下目标只有横向激发作用，难以研究储层纵向的电阻率和纵向的激发极化特征。目前，全面了解储层纵向和横向电性特征，即电性的各向异性特征，还没有有效的方法。 

本发明目的是提供一种有效获得储层目标体电各向异性特征的井中和地面联合电磁采集方法。 

本发明通过以下具体步骤实现： 

在目标储层所在区域偏移一定距离的地面布设水平长导线激发场源，而 在目标储层范围之内的井中布设垂直长导线电流激发场源，地面三维接收测网分布在目标储层上方，采用井中和地面联合激发，特点是； 

1）地面水平长导线电流激发场源A0B0位于目标储层一侧，场源A0B0的方向与目标储层走向垂直，场源A0B0的中点与目标储层中心的垂直偏移距3～10km； 

2）垂直长导线激发场源要布设两个，分别为A1B和A2B，其中垂直长导线源的井下接地点A1位于目标储层下方，垂直长导线源的井下接地点A2位于目标储层上方，而垂直长导线源的地面接地点B位于井口附近地面，由地面接地点B分别与井下接地点A1和A2构成两个垂直场源； 

3）在目标储层正上方布设三维测网，采用矩阵式网格布极； 

所述的三维测网网格为0.1x0.1km或0.2x0.2km，采集站间的距离为0.1km或0.2km；所述的矩阵式网格矩阵大小依据目标大小而定，要求覆盖整个目标。 

4）所述三维测网每个采集站布设5分量电磁场测量站，分别测量两个互相垂直的水平电场分量EX、Ey和两个互相垂直的水平磁场分量HX、HY，以及垂直于地面的垂直磁场分量； 

5）在地面测网布设完成后，先进行垂直场源的两次激发，先是A1B供电，然后是A2B供电，最后进行地面场源激发，由水平激发场源A0B0供电，三次激发电流频率范围都在0.02Hz至128Hz之内。 

6）完成三次激发后获得反映目标储层水平和垂直两个方向的电磁场信息，建立各向异性模型，即垂直方向和水平方向电阻率各异的电性模型，对5分量电磁场信号进行反演，获得目标储层的电性各向异性特征。 

所述的测量电场分量的传感器为不极化电极；测量磁场分量的传感器为 感应线圈式磁棒。 

所述的垂直激发场源井下接地点A1和A2采用1.2-1.5m长的铜棒，地面接地点B采用薄铝板；地面水平电流激发场源的接地A0和B0均采用薄铝板。 

采用井中和地面布设电偶极电流场源，形成对目标体的纵向和横向电流激发，地面布设三维测网同时测量水平电场分量和水平磁场分量以及垂直磁场，获得储层研究目标垂直和水平两个方向的电磁场信息，形成了勘探目标电性各向异性的有效方法。 

图1：一种研究储层各向异性的井中和地面联合电磁数据采集方法示意图； 

图2：图1的俯视图。 

本发明通过以下方式实现： 

地面布设水平长导线电流激发场源A0B0激发水平电磁场，井中布设垂直长导线电流激发场源A1B和A2B激发垂直电磁场，地面布设的三维接收测网分布在目标储层上方。地面水平激发场源A0B0位于目标一侧，其方向与目标储层走向垂直A0B0中心与目标中心的偏移距3km-10km；垂直电流激发场源A1B和A2B置于井中，其中井下激发接地点A1位于目标体下方，井下激发接地点A2位于目标体上方，而垂直电流激发场源地面接地点B位于井口附近地面；地面布设的三维接收测网布设于研究目标上方地面测量。 

如图1和2所示目标储层大小2km X2km，厚度100m，顶面深度2000m，在目标储层区域偏移4km的地面布设水平长导线激发场源A0B0，而在目标储 层中心的井中布设垂直长导线电流激发场源A1B和A2B，地面三维接收测网分布在目标储层上方，采用井中和地面联合激发，特点是； 

1）地面水平长导线电流激发场源A0B0位于目标储层以东，场源A0B0的方向与目标储层走向垂直，场源A0B0的中点与目标储层中心的垂直偏移距4km； 

2）垂直长导线激发场源要布设两个，分别为A1B和A2B，其中垂直长导线源的井下接地点A1位于目标储层下方，深度2250m，垂直长导线源的井下接地点A2位于目标储层上方，深度1950m，而垂直长导线源的地面接地点B位于井口附近地面，由地面接地点B分别与井下接地点A1和A2构成两个垂直场源； 

3）在目标储层正上方布设三维测网，采用矩阵式网格布极； 

三维测网网格为0.2x0.2km，采集站间的距离为0.2km；矩阵式网格矩阵大小为3km X3km。 

4）所述三维测网每个采集站布设5分量电磁场测量站，分别测量两个互相垂直的水平电场分量EX、Ey和两个互相垂直的水平磁场分量HX、HY，以及垂直于地面的垂直磁场分量； 

5）在地面测网布设完成后，先进行垂直场源的两次激发，先是A1B供电，然后是A2B供电，最后进行地面场源激发，由水平激发场源A0B0供电，三次激发电流频率范围都是0.02Hz至128Hz。 

6）完成三次激发后获得反映目标储层水平和垂直两个方向的电磁场信息，建立各向异性模型，即垂直方向和水平方向电阻率各异的电性模型，对5分量电磁场信号进行反演，获得目标储层的电性各向异性特征。