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海上CSEM 技術(shù)的發(fā)展

[加入收藏][字號(hào): ] [時(shí)間:2010-01-27 全球石油網(wǎng) 關(guān)注度:0]
摘要:  在冷戰(zhàn)時(shí)期,海上可控源電磁(mCSEM)技術(shù)開(kāi)始受到關(guān)注。有人提出大洋巖石圈中的高阻層可在核戰(zhàn)中作為確保通訊的一種手段。更具實(shí)際意義的 是,在20 世紀(jì)70年代,Charles Cox 與他人在斯克里 普斯海洋研究所合作進(jìn)行的開(kāi)創(chuàng)性測(cè)量...
  在冷戰(zhàn)時(shí)期,海上可控源電磁(mCSEM)技術(shù)開(kāi)始受到關(guān)注。有人提出大洋巖石圈中的高阻層可在核戰(zhàn)中作為確保通訊的一種手段。更具實(shí)際意義的 是,在20 世紀(jì)70年代,Charles Cox 與他人在斯克里 普斯海洋研究所合作進(jìn)行的開(kāi)創(chuàng)性測(cè)量使得mCSEM技術(shù)的應(yīng)用成為了現(xiàn)實(shí),測(cè)量結(jié)果顯示頻率約為1 赫 茲的自然電場(chǎng)噪音水平極低,約為1pV/m。Cox 認(rèn)識(shí) 到,可在數(shù)公里遠(yuǎn)處探測(cè)到利用近海底水平電偶極源在地表下感應(yīng)產(chǎn)生的弱場(chǎng)。他還推測(cè)mCSEM 技術(shù)對(duì)于海床下電阻率相對(duì)較高的層具有更高的靈敏度。相比之下,廣泛應(yīng)用的大地電磁法主要用于探測(cè)導(dǎo)電介質(zhì)。因此,mCSEM技術(shù)的出現(xiàn)為地學(xué)研究開(kāi)辟 了新的篇章。

   隨后,Cox 及其同事設(shè)計(jì)并建造了可在深海中進(jìn)行mCSEM 測(cè)量的裝置。該裝置在1979 年首次投 入使用,并在20 世紀(jì)90年代獲得廣泛應(yīng)用。加拿大多倫多大學(xué)和英國(guó)劍橋大學(xué)分別在20 世紀(jì)80 年 代初以及80年代末進(jìn)行了mCSEM 技術(shù)其他方面的 研究工作。前者主要致力于淺海目標(biāo)層地質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域的研究工作,而斯克里普斯海洋研究所和劍橋大 學(xué)研究小組則是利用mCSEM技術(shù)進(jìn)行大洋中脊及相 關(guān)特征的學(xué)術(shù)研究工作。 

  我在1980年以一名博士后研究員的身份加入 Cox 的研究小組。在那時(shí),我們意識(shí)到對(duì)于大陸架研究來(lái)說(shuō),mCSEM 技術(shù)具有潛在的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。和其他許多人一樣,我們也認(rèn)為油氣層的電阻率一般高于其下伏地層,這一特點(diǎn)就使得mCSEM 技術(shù)在油氣勘探中比大地電磁技術(shù)更有優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí), ?松镜腖en Srnka 也對(duì)mCSEM技術(shù)進(jìn)行了研 究。然而在短暫的狂熱過(guò)后,mCSEM 技術(shù)的應(yīng)用在 20 世紀(jì)80年代中期開(kāi)始走下坡路,這是多個(gè)因素綜合作用的結(jié)果,包括低油價(jià)、三維地震反演技術(shù)的 出現(xiàn)以及人們主要關(guān)注水深300米以下的鉆井作業(yè) (在這一深度,強(qiáng)分量會(huì)沿著海面- 大氣邊界傳播, 對(duì)mCSEM
產(chǎn)生干擾,因此存在一定的問(wèn)題)等。 

  20 世紀(jì)90 年代末業(yè)界開(kāi)始重新關(guān)注這項(xiàng)技術(shù)。2000 - 2002 年期間,挪威國(guó)家石油公司和?松梨谑凸痉謩e在安哥拉和西非的海上油田進(jìn)行了 試驗(yàn)應(yīng)用。評(píng)估顯示,mCSEM技術(shù)可以利用油氣層高電阻率的特性來(lái)直接探測(cè)油氣層。之后出現(xiàn)了大量為石油行業(yè)提供mCSEM 服務(wù)的新公司,包括 EMGS 公司、OHM 公司和AOA Geomarine公司等。 AOA Geomarine 公司在2004 年被斯倫貝謝收購(gòu)。令 人遺憾的是,對(duì)mCSEM技術(shù)的重新關(guān)注也伴隨出現(xiàn) 了對(duì)其有效性的夸大論斷和過(guò)高的費(fèi)用預(yù)算,證券析師認(rèn)為到2009 年該技術(shù)的費(fèi)用預(yù)算將占行業(yè)海上勘探預(yù)算的25%,而實(shí)際的費(fèi)用僅占該預(yù)算的5% 左右。 

  然而,作為一種海上石油勘探工具, 預(yù)計(jì) mCSEM 技術(shù)的發(fā)展前景將十分廣闊。mCSEM 正逐漸發(fā)展成綜合勘探方法(包含地震反演與其他技術(shù))的一部分,而不是能明確區(qū)分商業(yè)發(fā)現(xiàn)與干井的一種萬(wàn)能方法。由于深水地區(qū)的鉆井成本極高,因此在勘探作業(yè)逐漸向深水地區(qū)邁進(jìn)的情況下,這種技術(shù)上的結(jié)合尤為重要。所以,與只提供mCSEM 服務(wù)的專業(yè)公司相比,數(shù)據(jù)分析與解釋基本在內(nèi)部完成的石油公司(如埃克森美孚公司)和綜合服務(wù)公司(如斯倫貝謝)將具有更大的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)。我認(rèn)為可能 會(huì)出現(xiàn)行業(yè)整合的趨勢(shì)。 

  在20 世紀(jì)80 年代,所有這些都是不可能實(shí)現(xiàn) 的。目前行業(yè)使用的設(shè)備基本上是20年前的研究成 果,但隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,業(yè)界正在逐步完善這些設(shè)備。現(xiàn)在與以前的最大區(qū)別在于規(guī)模:可用接收器的數(shù)量顯著增加,且發(fā)射源的功率更大。而最重要的技術(shù)改進(jìn)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)解釋領(lǐng)域。在20 世紀(jì)80年代,模擬僅限于一維構(gòu)造,二維分析則處于技術(shù)前沿,F(xiàn)如今,三維模擬日益普及,并正迅速地發(fā)展與完善。在油氣技術(shù)領(lǐng)域,精細(xì)的三維模擬對(duì)于 mCSEM的解釋至關(guān)重要。結(jié)合其他勘探測(cè)量技術(shù)并 提高三維模擬能力將會(huì)使mCSEM技術(shù)成為油氣勘探 的主流技術(shù)。 

Alan D. Chave 伍茲霍爾海洋研究所(WHOI) Alan Chave 是伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)深潛實(shí)驗(yàn)室的一名高級(jí)研究員。他在美國(guó)加利福尼亞州Claremont的哈維姆德學(xué)院獲得物理學(xué)學(xué)士學(xué)位,在美國(guó)馬薩諸塞州 伍茲霍爾的麻省理工- 伍茲霍爾(MIT-WHOI)聯(lián)合項(xiàng)目中 獲得海洋學(xué)博士學(xué)位。Alan 曾參加了mCSEM技術(shù)的早期 開(kāi)發(fā)工作,并帶領(lǐng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)研究小組,重點(diǎn)從事海洋電磁技術(shù)、光學(xué)技術(shù)和海洋觀測(cè)技術(shù)的研究工作。
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