專利名稱：：用于從近海頻域受控源電磁數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及地球物理學(xué)勘探，更特別地，涉及對碳?xì)浠衔锏氖芸卦措姶趴睖y。明確地講，本發(fā)明是一種，當(dāng)在頻域內(nèi)獲得數(shù)據(jù)時(shí)，用于除去該數(shù)據(jù)中遇到的空氣波效應(yīng)的方法。
背景技術(shù)：
：近海受控源電磁(CSEM)地球物理勘測使用人造電源和磁源產(chǎn)生電磁場，以便激勵(lì)地表(earth)并調(diào)動海洋中位于海底和鉆孔內(nèi)的設(shè)備/接收器測量電場和磁場。圖1是這種勘測的示意圖，其利用通過電纜與船相連的電磁源11和位于海洋中，通常位于海底13，的接收器12。對測得的場進(jìn)行分析以便研究地表內(nèi)部的海底結(jié)構(gòu)。該技術(shù)不僅用于海洋構(gòu)造研究，而且用于近海碳?xì)浠衔锖偷V物探測(A.D.Chaveetal.，inElectromagneticMethodsinAppliedGeophysics2，931-966SocietyofExplorationGeophysicist(1988)；S.ConstableandC.S.Cox，J.Geophs.Res.101，5519-5530(1996)；L.MacGregoretal.，Geophy.J.Int.146，217-236(2001)；S.Ellingsrudetal.，TheLeadingEdge，972-982(2002)；T.Eidesmoetal.，F(xiàn)irstBreak20.3，1440152(2002))。接收器記錄的電磁信號包括電磁場21、22和23，它們分別通過地表33、海水32和空氣31傳播，如圖2所示。部分通過空氣傳播的信號23稱作“空氣波”。近海受控源電磁地球物理勘測通常以低于1.0KHz的頻率執(zhí)行。眾所周知，在該準(zhǔn)靜止頻域中，電磁波穿過介質(zhì)的能力同時(shí)隨著波的頻率和介質(zhì)的導(dǎo)電率而反向變化。該結(jié)果遵循集膚效應(yīng)現(xiàn)象理論(J.A.Stratton，ElectromagneticTheory，504，MacGraw-Hill(1941))。因?yàn)楹Ｋ瓤諝夂偷乇矶几菀讓?dǎo)電，所以通過海水的電磁信號的衰減比通過空氣和地表的要快得多。因此，對于比海水的深度長大約2倍的源和接收器的偏移(offset)，所記錄的電磁場主要來自于通過空氣和地表的信號。然而，只有通過地表傳播的信號才能提供地表內(nèi)部海底結(jié)構(gòu)的信息。對于深的海底目標(biāo)34，需要以低頻率產(chǎn)生電磁場，以便保證所發(fā)射的電磁信號25能夠穿過目標(biāo)深度。不幸的是，對于相對于目標(biāo)深度較“淺”的水深度和在低頻率下，當(dāng)接收器12與源11的偏移較長時(shí)，空氣波信號會成為主宰，從而幾乎不能區(qū)分開目標(biāo)信號。顯然，信號25主導(dǎo)信號21、22和23的組合效應(yīng)時(shí)的條件對于CSEM勘探是最佳的。當(dāng)在頻域內(nèi)進(jìn)行測量時(shí)，也就是，當(dāng)源持續(xù)發(fā)射信號，同時(shí)在接收器收集數(shù)據(jù)時(shí)，空氣波干擾成為問題。最簡單的源信號是具有所選頻率的正弦信號。出于工作效率，能夠以復(fù)合波形，例如方波，的形式同時(shí)發(fā)射多個(gè)頻率。頻域CSEM的互補(bǔ)(complement)是時(shí)域CSEM。在時(shí)域CSEM中，源開啟，然后在發(fā)射了期望波形(例如，脈沖、方脈沖(boxcar)或階梯函數(shù))之后關(guān)閉。在時(shí)域CSEM中，空氣波不是問題，因?yàn)榭諝獠▽⒃谳^早前加以記錄，與目標(biāo)物信號距離。然而，建模和反演軟件(inversionsoftware)中頻域CSEM具有更精密、結(jié)果更易理解和數(shù)據(jù)質(zhì)量更高的優(yōu)點(diǎn)，使得頻域CSEM在地球物理勘測中使用得比時(shí)域CSEM更廣泛。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管有前述的評論，但是所有的CSEM數(shù)據(jù)實(shí)際上都是在時(shí)域中獲得的，也就是說，它們是通過記錄設(shè)備以時(shí)間為獨(dú)立變量作為或多或少連續(xù)的數(shù)字流加以收集的。區(qū)分頻率CSEM的是實(shí)驗(yàn)執(zhí)行的途徑(連續(xù)源)和用于分析和解釋數(shù)據(jù)借此將數(shù)據(jù)分解成單個(gè)頻率分量的方法，例如傅立葉分析?？諝獠ㄐ?yīng)能夠用簡單的一維(1D)分層模型加以解釋。如圖3所示，從上到下，該模型包括5個(gè)層非導(dǎo)電空氣31、海水32(導(dǎo)電率＝3.0西門子/m，深度在下面的實(shí)例中有不同)、泥石33(1.0西門子/m，厚1.0km)、電阻性儲集層(resistivereservoirlayer)34(0.01西門子/m，厚100.0m)和基底35(1.0西門子/m)。如果電阻層34是目標(biāo)并且從該模型中除去，則產(chǎn)生一個(gè)新的模型，即稱作原始模型的背景模型。沿x軸導(dǎo)向的單元水平電偶極源(unithorizontalelectricdipolesource)11(HEDx)在海底上方50m被沿著x軸方向牽引。海底接收器12恰好位于該源牽引線(圖3中未顯示)的中點(diǎn)之下。圖4A-4C是該1D模型及其背景模型中電場振幅的x分量(Ex)對x方向上源-接收器距離的曲線圖。海水的深度在圖4A中為5.0km，在圖4B中為1.0km，在圖4C中為100m。圖4D-4F顯示了對于相同的三個(gè)海水深度的相應(yīng)的“展開(unwrapped)”相。展開相是通過將大于π的絕對跳躍(absolutejump)轉(zhuǎn)變?yōu)槠?π補(bǔ)角獲得的。小圓曲線代表來自1D模型的數(shù)據(jù)，實(shí)線得自于背景模型。對于深度為5km的海水(圖4A和4D)，對于圖中描繪的全部源和接收器距離，來自于兩個(gè)模型的數(shù)據(jù)的空氣波效應(yīng)可以忽略不計(jì)。1D模型曲線41和43及其背景曲線42和44之間的大的分離表明，當(dāng)源-接收器距離大于～2或3km時(shí)，來自于海底之下1.0km的電阻層的信號變得顯著。(對于小的源-接收器距離，模型與背景曲線之間缺少分離，這是由于水路徑22和海底路徑21相應(yīng)的衰減較低。來自這兩個(gè)信號的貢獻(xiàn)主導(dǎo)小偏移(源-接收器距離)接收器所接收信號，即使在模型中存在該目標(biāo)層也是如此)。當(dāng)海水深度下降到1.0km時(shí)(圖4B和4E)，這兩個(gè)曲線之間的距離由于空氣波效應(yīng)而顯著縮短，也就是說，現(xiàn)在圖2中的路徑23在水中的距離小得多，結(jié)果不良的空氣波的衰減被大大降低。該效應(yīng)隨著偏移的增加而增大。當(dāng)偏移大于～6或7km時(shí)，對于背景模型，空氣波效應(yīng)主導(dǎo)所接收信號。這能夠從圖4B和4E的背景曲線46和48中看出來，特別是曲線46的振幅斜率在大約6km處中斷，相曲線48的恒定相超過～7km時(shí)中斷。然而，在具有隱埋電阻層的1D模型的數(shù)據(jù)曲線45和47中，沒有顯示出這種特征，這是因?yàn)閬碜噪[埋電阻層的信號仍然比水深為1.0km的1D模型中的空氣波效應(yīng)強(qiáng)。當(dāng)海水深度為100m時(shí)，這一結(jié)論將不再有效，對此，圖4C顯示，無論是有還是沒有電阻儲集層的模型數(shù)據(jù)，其振幅對于所有的偏移幅度均幾乎不能區(qū)分出來。(對于大于～3km的偏移，圖4F的兩個(gè)相曲線之間的顯著分離主要是由于使用了無限延伸1D模型的效果，而不是由于來自目標(biāo)的信號；圖9B顯示，利用更現(xiàn)實(shí)的模型能夠基本上消除該效應(yīng)。)對于具有噪音的場數(shù)據(jù)，情況更糟。這暗示，盡管來自海底目標(biāo)的信號較強(qiáng)，但空氣波效應(yīng)主導(dǎo)所接收信號。該實(shí)例的結(jié)果清楚地表明了空氣波效應(yīng)的問題。Chave和Cox在他們對利用水平電偶極源的近海CESM勘測的理論數(shù)字模型研究中考察了空氣波的貢獻(xiàn)(A.D.ChaveandC.S.Cox，J.Geophys.Res.87，5327-5338(1982))。Chave和Cox認(rèn)識到，在大的源-接收器距離、低頻或者在相對淺的水中，海水深度的影響是重要的。他們指出，如果能夠精確地確定水的深度和源的位置，就能夠?qū)⒃撚绊懞喜⒌嚼碚撝?，但是他們沒有公布任何方法，用于計(jì)算該影響或者從CSEM數(shù)據(jù)中將其除去。Eidesmo等在先前引用的FirstBreak文獻(xiàn)中不僅描述了空氣波對振幅和相的影響的特征，還觀察到空氣波主導(dǎo)響應(yīng)的范圍以及海床電阻信息發(fā)生損失的范圍隨著頻率和水深的減低而增加。因此，通過選擇合適的發(fā)射頻率，并通過在深水中進(jìn)行礦藏方面的目標(biāo)勘測(targetingsurvey)，其中目標(biāo)位于海床之下相對較淺的深度，能夠使空氣波的效應(yīng)最小化。然而，對于在能夠激勵(lì)目標(biāo)產(chǎn)生可記錄信號的頻率內(nèi)不可避免地會產(chǎn)生空氣波效應(yīng)的勘測，不能夠使用這一策略，即通過小心地選擇發(fā)射頻率和進(jìn)行勘測研究從而在空氣波主導(dǎo)范圍之外進(jìn)行工作。在使用垂直磁偶極(VMD)進(jìn)行的海底電磁勘測理論研究中，Coggon和Morrison得出結(jié)論，利用弱導(dǎo)電海床，總水平磁場產(chǎn)生于以兩種主要途徑傳播的能量通過底(海床)和通過恰在海表面之上的空氣。他們還計(jì)算了空氣的貢獻(xiàn)，并將其與海洋/空氣界面單獨(dú)的實(shí)際效應(yīng)進(jìn)行比較，證實(shí)總異相磁場響應(yīng)大約是空氣和底路徑貢獻(xiàn)的簡單加和(J.H.CoggonandH.F.Morrison，Geophysics35，476-489(1970))。然而，該空氣波貢獻(xiàn)的計(jì)算主要是用于驗(yàn)證兩個(gè)主要能量傳播路徑的概念，而不是像本發(fā)明那樣通過從測得的數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)來提高目標(biāo)信號。作者關(guān)于其研究用途的結(jié)論在引語中已經(jīng)概括，“實(shí)際上，利用高于該最小值的D/R操作通常是理想的，從而能夠忽略海洋深度的變化”。D是水深，R是源-接收器距離。因此，類似于Eidesmo等，Coggon和Morrison講授的是避免例如淺水深度或者大源-接收器距離的情況，其趨向于使空氣波成為CSEM數(shù)據(jù)中的一系列噪音源。因此，人們需要一種可靠的方法，用于在例如噪音不可避免的應(yīng)用中，從頻域CSEM數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)。本發(fā)明滿足了這一需要。
發(fā)明內(nèi)容在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是一種用于從近海頻域受控源電磁勘測數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)的方法，其包括如下步驟(a)構(gòu)建一個(gè)具有上空氣層、中海水層和下地表的區(qū)域模型，該模型反應(yīng)該區(qū)域已知的海洋測深以及空氣、海水和土壤的已知導(dǎo)電率；(b)利用該模型在所有的接收器位置為每個(gè)源位置計(jì)算電磁場；(c)用更多的海水替換模型中的空氣層從而產(chǎn)生無空氣模型；(d)以無空氣模型為相同的源-接收器幾何體系計(jì)算電磁場；(e)將兩次計(jì)算得到的響應(yīng)之間的接收器和源參數(shù)和勘測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；(f)通過從有空氣模型的相應(yīng)場中減去無空氣場計(jì)算空氣波效應(yīng)；和(g)通過減去在每個(gè)接收器位置為每個(gè)源位置計(jì)算的空氣波效應(yīng)修正場數(shù)據(jù)。通過參考如下的詳細(xì)說明和附圖，能夠更好地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是CSEM勘測的示意圖；圖2是CSEM勘測電磁信號路徑的示意圖；圖3圖解了海洋位置處地表的一維分層模型，還顯示了CSEM源和接收器位置；圖4A-C是對于不同水深從圖3的模型計(jì)算出的電場振幅的x分量Ex對源-接收器距離的曲線圖；圖4D-F是從相同三個(gè)水深度的模型計(jì)算出的Ex的展開相位與源-接收器距離的曲線圖；圖5A和5B圖解了有和無上空氣層的背景模型；圖6A-C圖解了在一維實(shí)例應(yīng)用中使用的模型，6A顯示了完整模型，6B顯示的是除去了目標(biāo)(儲集)層的模型(“有空氣背景”模型)，6C顯示的是除去了目標(biāo)和空氣層的模型(“無空氣背景”模型)；圖7A-D顯示了1D實(shí)例的模擬頻域CSEM結(jié)果，將未經(jīng)修正的振幅(7A)和相(7B)結(jié)果與經(jīng)過修正的振幅(7C)和相(7D)結(jié)果進(jìn)行比較；圖8A-C圖解了在三維實(shí)例應(yīng)用中使用的模型，8A顯示的是完整模型，8B顯示的是除去了目標(biāo)(儲集)層的模型，8C顯示的是沒有目標(biāo)層或空氣層的模型；圖9A-D顯示了3D實(shí)例的模擬CSEM結(jié)果，將未經(jīng)修正的振幅(9A)和相(9B)結(jié)果與經(jīng)過修正的振幅(9C)和相(9D)結(jié)果進(jìn)行比較；圖10A和10B顯示了3D實(shí)例的振幅Ex(10A)及其未展開相(10B)的理論結(jié)果；圖11是顯示本發(fā)明方法主要步驟的流程圖。本發(fā)明將聯(lián)系其優(yōu)選實(shí)施例加以說明。然而，對于下文詳細(xì)說明書所明確的本發(fā)明的特殊實(shí)施例或特殊應(yīng)用的范圍，這只是作為舉例，并且不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。相反，本發(fā)明的范圍覆蓋可以包含于本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的全部替代物、修改和等價(jià)物，并且由附屬權(quán)利要求加以限定。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種用于從近海頻域CSEM數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)的方法。它需要測量、計(jì)算或者已知或估計(jì)如下的輸入信息a.為給定的模型和每一個(gè)指定的源和接收器幾何體系計(jì)算電磁場；b.測量勘測區(qū)域的海洋測深(bathymetry)；c.測量勘測區(qū)域的海水導(dǎo)電率分布；d.測量(或者獲得)勘測區(qū)域的海底導(dǎo)電率；e.測量每一個(gè)指定位置處由一個(gè)或多個(gè)源發(fā)射的電流的振幅和相；f.在一個(gè)或多個(gè)位于固定的指定位置處的多分量接收器處測量電磁信號；g.測量每個(gè)指定位置處電磁接收器的位置；和h.測量每一個(gè)指定位置處源的位置(各端部或/和電導(dǎo)線)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，用如下的技術(shù)測量源和接收器的位置和方位，例如超短基線(SSBL)聲學(xué)方法、全球定位系統(tǒng)(GSP)、磁羅盤、慣性導(dǎo)航、以及其它在定位和導(dǎo)航領(lǐng)域中已知的技術(shù)。對于具有空氣波效應(yīng)(FDWA)的場數(shù)據(jù)，本發(fā)明方法的基本步驟如下(指代數(shù)字參見圖11的流程圖)111，用與勘測區(qū)域相同的海洋測深、海水導(dǎo)電率和海底導(dǎo)電率構(gòu)建有空氣背景模型(MWA)(圖5A)；112，在幾何體系與勘測區(qū)域相同的每個(gè)接收器和源位置為有空氣背景模型計(jì)算電磁響應(yīng)(DWA)；113，通過用具有表面海水層導(dǎo)電率的海水替換有空氣背景模型(MWA)上方的空氣構(gòu)建無空氣背景模型(MNA)(圖5B)；114，在幾何體系與勘測區(qū)域相同的每個(gè)接收器和源位置為無空氣背景模型計(jì)算電磁響應(yīng)(DNA)；115，(如果需要的話)將兩次計(jì)算得到的響應(yīng)之間的接收器和源參數(shù)(例如天線長度和源功率)及場數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；116，通過從有空氣背景模型中減去無空氣背景模型的響應(yīng)計(jì)算空氣波效應(yīng)(AWE)，AWE＝DWA-DNA；和117，通過從場數(shù)據(jù)中減去空氣波效應(yīng)修正每個(gè)相應(yīng)源和接收器的幾何體系，F(xiàn)DNA＝FDWA-AWE。最終的數(shù)據(jù)就是除去了空氣波效應(yīng)的校正數(shù)據(jù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會認(rèn)識到，步驟112和114涉及為特定的源和接收器位置以及給定的模型參數(shù)求解Maxwell方程，并使用連續(xù)源波形修正頻域工作模型的數(shù)據(jù)。對于由偶極源激發(fā)的一維模型能夠獲得封閉式的解析解。(J.A.Kong，ElectromagneticWaveTheory，2ndEd.，312-321，JohnWiley&Sons，Inc(1990))。除了某些簡單的幾何體系，例如導(dǎo)電率邊界相應(yīng)于恒定坐標(biāo)表面的球形和圓柱形之外，對于二維或三維模型不存在解析解。因此，對于多維模型要采用數(shù)值方法。(G.W.Hohmann，inElectromagneticMethodsinAppliedGeophysics1，313-363，SocietyofExplorationGeophysicists(1988))。CSEM源可以是如下的類型之一或其組合，但并不僅限于此(1)水平電偶極；(2)垂直電偶極；(3)水平磁偶極；和(4)垂直磁偶極。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，此處使用的術(shù)語“偶極”并不是指“無窮小源”這一最嚴(yán)格的意義。該源可以牽引在任意的深度，或者固定在水中或海底。固定的源可以給出更精確的測量結(jié)果，但是會導(dǎo)致數(shù)據(jù)獲取的效率低下。典型地，源在海底之上以1-4節(jié)的速度牽引20-80m。速度越慢越有利于定位源，并且使由于源的運(yùn)動導(dǎo)致的源波形的失真，例如多普勒效應(yīng)，可以忽略不計(jì)。和源的情況一樣，接收器可以被牽引、固定在海底或者位于鉆孔內(nèi)。固定的接收器具有低的運(yùn)動噪音和更精確的位置。本發(fā)明結(jié)果的精度取決于背景模型(MWA和MNA)代表勘測區(qū)域中海底下面實(shí)際電傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的良好程度。海底下面的導(dǎo)電率能夠通過已知的方法獲得，包括(a)測井曲線；(b)大地電磁測量；或者(c)從所收集CSEM數(shù)據(jù)的反演結(jié)果。在上述方法中，本發(fā)明有效地除去了空氣波效應(yīng)，從而提高了目標(biāo)信號。本發(fā)明用人造數(shù)據(jù)加以測試。下面是兩個(gè)測試模型的結(jié)果。實(shí)例所有下述實(shí)例都采用一個(gè)以0.25赫茲的頻率產(chǎn)生輻射的單位強(qiáng)度發(fā)射器。該數(shù)值的選擇只是出于例證的目的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，其對本發(fā)明沒有任何限制。圖6A所示的1-D模型用于產(chǎn)生用作具有空氣波效應(yīng)的場數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)系列。(圖5A-5B和6A-6C中的指代數(shù)字與圖3相同)。在圖7A(振幅相對于偏移)和7B(相位相對于偏移)中對那些數(shù)據(jù)(FDWA)進(jìn)行繪圖。它們是小圓曲線，標(biāo)定為71和72。該模型與圖3基本上相同，只是在該實(shí)例中海水層的厚度為250.0m。如圖3所示(但在圖6中未顯示)，x方向水平電偶極源被沿著從-15.0km到15.0km的x方向在海底上牽引50.0m。位于海底的接收器直接位于源牽引線的中點(diǎn)之下。圖6B和6C分別顯示了相應(yīng)的有空氣背景模型(MWA)和無空氣背景模型(MNA)。對這兩個(gè)模型的響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算和繪圖。圖7A和7B中的曲線73和74是從圖6B的MWA產(chǎn)生的DWA響應(yīng)。圖7C和7D中的曲線75和76表示來自MNA模型的DNA響應(yīng)。通過從DWA中減去DNA計(jì)算空氣波效應(yīng)(AWE)。通過將接收器和源的參數(shù)設(shè)定成同時(shí)與所產(chǎn)生的場數(shù)據(jù)和計(jì)算得到的兩個(gè)背景模型的響應(yīng)相同執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)化。然后，通過從FDWA中減去AWE從場數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)，經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)(FDWA)如圖7C和7D中的曲線77和78所示。能夠注意到，顯示相對于背景的未修正場數(shù)據(jù)的圖7A和7B看上去與圖4C和4F中顯示的淺水結(jié)果非常相似，其中空氣波占主導(dǎo)，因此具有目標(biāo)的數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)之間的振幅沒有分開。相對地，圖7C和7D的已修正場數(shù)據(jù)看上去與圖4A和4D的深水結(jié)果非常相似，其中具有目標(biāo)的數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)之間良好地分開了，因?yàn)樯钏目諝獠ㄐ?yīng)可以忽略不計(jì)。圖7C和7D中的空氣波效應(yīng)也可以忽略不計(jì)，因?yàn)樗呀?jīng)通過本發(fā)明的方法加以除去了。圖8A顯示了用于產(chǎn)生具有空氣波效應(yīng)的人造場數(shù)據(jù)(FDWA)的3-D模型。那些數(shù)據(jù)如圖9A和9B上的曲線91和92所示(小圓數(shù)據(jù)點(diǎn))。模型由空氣31、海水32、有限尺寸的電阻方板81和均勻地表33構(gòu)成。模型的頂部是非導(dǎo)電的空氣半空間，而底部是導(dǎo)電率為1.0西門子/m的均勻地表。電阻板層為4.0km×4.0km×200m，導(dǎo)電率為0.01西門子/m，隱埋于海底1.0km下。海水層厚250.0m，其導(dǎo)電率逐步增加，在底部為3.0西門子/m，在表面為5.0西門子/m。x方向水平電偶極源11被沿著從-15km到15km的x方向在海底上牽引50m。從源發(fā)出的封閉曲線表示由源產(chǎn)生的電磁場。海底上配置5個(gè)接收器12。一個(gè)接收器直接位于板層的中心之上，并位于源牽引線的中點(diǎn)之下。另外4個(gè)接收器沿著牽引線(正x)方向以1.0km的間隔加以布置，然而在本實(shí)例中只使用直接位于電阻板邊緣上方的一個(gè)接收器的數(shù)據(jù)。圖8B和8C分別顯示了相應(yīng)的有空氣背景模型(MWA)和無空氣背景模型(MNA)。計(jì)算這兩個(gè)模型的響應(yīng)(分別稱作DWA和DNA)。DWA如圖9A和9B中的曲線93和94所示。DNA如圖9C和9D中的曲線95和96所示。通過從DWA中減去DNA計(jì)算空氣波效應(yīng)(AWE)。然后通過從FDWA中減去AWE從場數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)。經(jīng)過修正的振幅和相數(shù)據(jù)(FDNA)如圖9C中的曲線97和9D中的曲線98所示。圖9C和9D顯示，空氣波效應(yīng)使得非常難以預(yù)測目標(biāo)是否存在，即使目標(biāo)非常大。然而，圖9C和9D顯示，經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)清晰地從背景中區(qū)分出了目標(biāo)信號。圖10A和10B顯示了理論的無空氣波效應(yīng)數(shù)據(jù)101和102。該理論結(jié)果從圖8A所示的模型中計(jì)算出來，其中圖8A中用海水代替了上空氣層，與在圖11的步驟112和114中計(jì)算電場的方法相同。實(shí)線95和96是“DNA”數(shù)據(jù)，也就是，從圖8C的模型中計(jì)算出來。比較圖10A中的曲線96和曲線95并比較圖10B中的曲線102和曲線96表明，該修正非常有效。該實(shí)例顯示了本發(fā)明在除去3-D模型中的空氣波效應(yīng)的有效性。前述的說明致力于本發(fā)明的特殊實(shí)施例，是出于例證它的目的。然而對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，顯然，有可能對本文說明的實(shí)施例進(jìn)行多種修飾和改變。例如，本發(fā)明是使用水平電偶極作為示例電磁源加以討論的；然而，本發(fā)明同樣能夠應(yīng)用于任何其他的CSEM源，例如垂直磁偶極。另外，本發(fā)明在新鮮水和在鹽水中同樣有效，同時(shí)用詞“海水”應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地加以解釋。所有這些修飾和改變都在由附加權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于從海洋覆蓋區(qū)域收集的頻域受控源電磁勘測數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)的方法，包括如下步驟(a)構(gòu)建該區(qū)域的第一模型，其從上到下具有空氣層、海水層和海底層，所述模型反映了已知的海洋測深學(xué)以及導(dǎo)電率；(b)采用該第一模型，在勘測中的所有源和接收器位置計(jì)算由源產(chǎn)生的電磁場；(c)通過用海水替換第一模型中的空氣層構(gòu)建該區(qū)域的第二模型，然后在相同的源和接收器位置為第二模型計(jì)算電磁場；(d)將計(jì)算得到的各個(gè)場之間的接收器和源參數(shù)以及勘測數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；(e)通過從利用第一模型在每個(gè)接收器位置為每個(gè)源位置產(chǎn)生的場中減去利用第二模型產(chǎn)生的場計(jì)算空氣波效應(yīng)；和(f)從在每個(gè)接收器位置為每個(gè)源位置得到的實(shí)際勘測數(shù)據(jù)中減去計(jì)算得到的空氣波效應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，其中電磁場是通過求解Maxwell方程計(jì)算出來的。3.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，其中接收器和源參數(shù)是天線長度和源強(qiáng)度。4.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，其中源是如下類型之一水平電偶極；水平磁偶極；垂直電偶極；垂直磁偶極；前述類型的組合。5.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法，其中該計(jì)算步驟利用了用至少一個(gè)如下方法獲得的源和接收器的位置和方位測量結(jié)果(a)聲學(xué)方法；(b)全球定位系統(tǒng)；(c)磁羅盤；和(d)慣性導(dǎo)航。全文摘要一種用于從近海頻域受控源電磁勘測數(shù)據(jù)中除去空氣波效應(yīng)的方法。用有(111)和無(113)上空氣層對目標(biāo)區(qū)進(jìn)行建模。在勘測接收器位置以兩個(gè)模型為每個(gè)源位置計(jì)算由源產(chǎn)生的電磁場。從兩個(gè)模型計(jì)算得出的場之間的差異即為空氣波效應(yīng)(116)，然后為相應(yīng)的源－接收器幾何體系從場數(shù)據(jù)中減去該空氣波效應(yīng)(117)。文檔編號G01V3/38GK1809763SQ200480017644公開日2006年7月26日申請日期2004年2月20日優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日發(fā)明者呂新友,里奧納德·J.·斯恩卡,詹姆斯·J.·卡拉佐恩申請人:?？松梨谏嫌窝芯抗?