电磁探测发射和接收信号的分析.pdf

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1、!l壅宣．重亘．垡￡Doi：l0．39694．issn．1671-1041．2012．06．005电磁探测发射和接收信号的分析马海龄，祝忠明(成都理工大学信息科学与技术学院，成都610059)摘要：近年来海洋可控源电磁勘探技术在国外如火如荼的发展推动了我国对该技术的重视，逐渐将该探测方式列入海洋勘探过程中正常的勘探程序，其中对CSEM技术的研究是相当重要的过程。本文对CSEM探测的发射和接收信号进行了分析，为海洋可控源电磁探测信号选取提供参考。关键词：可控源探测；发射；接收；信号；噪声中图分类号：P742文献标志码：ATheanalysisoftheCSEMsignaltransm

2、itionandreceptionMAHal—ling，ZHUZhong—ruing(CollegeofInformationScienceandTechnology，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059，China)Abstract：InrecentyearsthemarineelectromagneticexplorationtechnologyofcontrollablesourceinvitestheattentioninChinamoreandmore．SothestudyofCSEMtechnologyisvitally

3、important．ThispaperanalyzestheCSEMsignaltransmitionandreception，andprovidesthereferenceforthesingaldetectionofthemarineelectromagneticofcontrollableSOUrCe．Keywords：controlledsourcedetectiOn：sending；receiVing：signaIs；nOise0引言子发射源，通过该发射源向海底激发低频电磁信号。海洋是一个拥有丰富资源的宝库，正是因为这一点各发射器通常发射的波形为方波，该类波形容易发生，国

4、对它有着浓厚的兴趣，海洋探测的方法层出不穷。目前频率在0．O1Hz—lOHz之间，工作电流峰值为100A一1000AL3J。最具代表性的探测方法之一是海洋可控源电磁探~(CSEM：电偶极子发射源每半个周期运行一个最大极性电流，到了ControlledSourceElectromagneticMethods)，被称为“自第二个半周期时极性转换。除了可能切换的时间间隔，源3D反射地震出现至今几十年来最为重要的地球物理勘探技电流在任何时间都运行在其峰值，所以方波有着可以把最术”大能量转移到地表下的优势。方波的频域电流振幅和频率的倒数成正比，故随着频率的增大振幅会减小。与此同1海洋可控源电

5、磁探测工作原理时，电磁场的吸收是随着频率的增加而增加的，如果记录海洋可控源电磁探测的施工方法可以分为浅海拖拽施的数据有多种频率和较大的能量，可以用深度偏移和反演工和深海固定施工嘲，本课题主要是对深海固定探测进行探的处理方法来改进数据结果，因此，方波是可取的【4J。讨。油气勘探c：姬约方法主要是通过船只拖拽水平电偶极可控源信号覆盖的带宽较窄，在勘探的过程中一般选子发射源和接收阵列，发射源向海底发射0．O1Hz．1OHz的低择某种组成和几何形状的信号，使其检测特定假设位置以频电磁信号，信号穿过海面、海水及海底最终到达接收系及与海底地层电阻率差异较大的薄地层时更加敏感圈。在实统，接收系统

6、一般采用四分量电磁传感器来采集数据，然际应用中，产生的方波不会那么理想化，那么我们将方波后对采集到的数据进行分析处理，通过海底电阻率的分布进行傅里叶变换，这样得到的是一个由无数个正弦波构成来辨别是否含有油气储藏。一般情况下，当海底含有油气的波形，见图1。单位方波经过傅里叶变换可得到：层时，其电阻率会增大几十甚至上百倍，海洋可控源电磁“)：4fsinnf)+—sin(3—eoot)+—sin(5—％t)+—sin(7—COot)+—sin(9—％t)+⋯lf】1探测正是利用油气储层和饱含水合物之间电阻率的差异来7t"L3579～由图1可看出，经过傅里叶变换，方波可由无数个正弦判断海底

7、是否含有油气储藏。波叠加得到，其中频率∞。为基础频率，3co0、5co0、7o)。、2CSEM发射信号分析9∞分别为奇次谐波频率，叠加的谐波数越多，所得到的波由于海水的高导电性，海洋可以当作一个低通滤波形就越接近方波。器，高频电磁信号经过海底得到了严重的衰减，因而不能穿透海水到达海底。因此在CSEM探测中，我们采用低频电3CSEM接收信号分析磁信号。海洋可控源电磁探测的发射系统中有水平电偶极3．1CSEM噪声分析2OElCVo1．192012No．6器麦旦应日塞拯鲞日