页岩气CSAMT勘探规程与应用2013年0114A.pptVIP

页岩气可控源音频大地电磁法（CSAMT）勘探规程及应用 报告内容 江苏省有色金属华东地质勘查局八一四队 报告内容 CSAMT方法概述 可控源音频大地电磁测深是在音频大地电磁测深（AMT）基础上发展起来的一种人工源频率测深方法 上世纪50年代，在卡尼亚（L Cagniard）论文的基础上，发展形成了基于观测天然场大地电场和磁场正交分量，计算视电阻率的大地电磁测深方法。在音频（n×10-1～n×103Hz）范围内，大地电磁场相对较弱，同时，人为干扰较大 为了克服上述困难，70年代初，D W Strangway教授和他的学生M A Goldstein提出沿用AMT的测量方式，观测人工供电产生的音频电磁场，由于所观测的电磁场频率、场强和方向由人工控制，其观测的方式与AMT相同，所以称其为可控源音频大地电磁测深。 CSAMT法可以采用磁性源或电性源两种人工场源，目前实际主要应用电性源可控源音频大地电磁测深法。可控源音频大地电磁测深是以有限长接地导线为场源，在距场源中心一定距离处同时观测电、磁场参数的一种电磁测深方法。目前应用大多采用赤道偶极装置进行标量测量，同时观测与场源平行的电场水平分量Ex和与场源正交的磁场水平分量Hy 。 利用电场振幅Ex和磁场振幅Hy计算卡尼亚阻抗电阻率ρs，电场相位Hp和磁场φs计算卡尼亚阻抗相位。阻抗电阻率和阻抗相位联合反演计算反演电阻率参数，利用反演电阻率进行地质推断解释。 CSAMT：可控源音频大地电磁法 CSAMT优点 1、工作效率高，利用一个偶极发射，可以在4个很大的扇形区域内测量 2、勘探深度范围大，几十米到二三千米 3、垂向分辨率高，10%左右（和电阻率的差异有关） 4、水平分辨率高。约等于接收电偶极长度 5、地形影响小，易于校正 6、高阻层的屏蔽作用小 7、立体观测，面积性的CSAMT相当于一种3D的立体地电填图 CSAMT缺点 1、必须需要发射，增加设备。 2、有场源效应，场源附加效应，阴影效应，非平面波效应， 3、资料解释复杂，有 远场、过渡场和近场。 基本原理 CSAMT法是通过沿一定方向（设为X方向）布置的接地导线AB向地下供入某一音频f的谐变电流I＝I0e-iωt(角频率ω＝2πf)；在其一侧或两侧60o张角的扇形区域内，沿X方向布置测线，逐个测点观测沿测线（X）方向相应频率的电场分量Ex和与之正交的磁场分量Hy，进而计算卡尼亚视电阻率： 和阻抗相位： 在音频段内（n×10-1~n×103Hz)逐次改变供电和测量频率便可测出ρs和φz随频率的变化，完成频率测深观测。 CSAMT得到的是地下介质的电阻率参数。 CSAMT勘探装置 勘探原理 观测地表的电、磁场； 通过数据处理反演，获得地下介质电阻率的空间分布； 通过物性测量，获得勘探区岩矿石、地层的电阻率特征； 对比2者关系，获得地下地层分布； 达到勘探目的。 报告内容 应用例1：金属矿勘探 应用例2：工程选址 应用例3： CSAMT地质填图 应用例4：煤层气CSAMT勘探 CSAMT在页岩气勘探中的应用－岩石的电性特征 岩矿石的电阻率反应的是岩矿石的导电性，反应的是电流在岩石中流动的畅通程度。所以电阻率 取决于自由电子和离子的多少和连通程度。 电子和离子越多，导电性越好，电阻率越低；连通程度越好，电流流动的越畅通，导电性越好，电阻低。 岩矿石中电流流动有2个通道， 1、矿物中 2、孔隙中 所以岩石的电性特征与下列因素有关： 矿物成分 孔隙度和饱水性 地下水矿化度 温度和压力 岩石结构和构造 CSAMT在页岩气勘探中的应用－页岩的电性特征 理论模型计算结论 一般页岩的电阻率： 因一般页岩具有一定的孔隙度，有地下矿化水充填。 所以一般页岩呈现低阻的电性特征。 含气页岩的电阻率： 如果页岩中不导电的烃类填充物增加，取代孔隙中的低阻矿化水，会使电阻率增加，烃类填充物越多，电阻率增加的也越多。 所以含气页岩的电阻率高于不含气的。 CSAMT在页岩气勘探中的应用－页岩的电性特征 CSAMT在页岩气勘探中的应用－页岩的电性特征 国外应用实例--南非页岩气研究 贝蒂大地电磁异常(BMA，The Beattie Magnetic Anomaly) 南部好望角导电带(SCCB，Southern Cape Conductive Belt) 大地电磁、地震和地质调查 BMA的表面痕迹空间上一致（B处）。这电导率异常是斜向南，位于5公里深度一直延伸至约12公里的深度 特征(C)能在位于SCCB的北部边界的更北方被发现，这也与大悬崖绝壁起始的位置一致。 国外应用实例--北德盆地MT勘探 JL04线CSAMT处理解释成果 CSAMT页岩