海洋可控源电磁法三维有限元正演

海洋可控源电磁法是近年来大力发展并逐渐被广泛采用的海洋地球物理勘查技术。为了提高复杂地质构造情况下海洋可控源电磁三维正演的精度，提升复杂海底地形下海洋可控源电磁三维数据解释的能力，本书对频率域海洋可控源电磁三维有限元正演进行了系统的研究，包括结构网格、非结构网格、自适应非结构网格、电导率各向异性的海洋可控源电磁三维有限元正演等8个方面，并分析了覆盖层各向异性和储层各向异性对海洋可控源电磁响应的影响特征。

第一节研究背景

随着人类对油气资源需求的不断增加，海洋油气资源勘探已成为地球物理学界的研究热点。海洋可控源电磁法(marine controlled-source electromagnetic,MCSEM)最早由Scripps 海洋研究所(SIO)

Cox教授提出[1-3]，海洋可控源电磁法一般采用位于海底上方的水平

电偶源(HED)激发低频电磁波，位于海底的采集站接收电磁场信息，根据接收的海洋可控源电磁响应研究海底构造，其工作方法如图1-1所示。

  早在19S0年、Cox教授采用海洋可控源电磁法研究了海底构造、并指出该法非常适合研究海底高阻地层，由于海洋可控源电磁法对海底薄的高阻地层具有很强的探测能力，海洋可控源电磁法主要用来探测海洋岩石圈和洋中脊的电性结构一1、近年来，海洋可控源电磁法被引入到油气资源勘探领城以降低勘探风险-101。在国内、胡文宝（1991)00对海洋地球物理中的电磁法进行了介绍；何展期等（2006）0S对海洋电磁法理论及应用进行了分析：何展翔与余刚（2009）0对海洋电磁勘探技术及进展进行了阐述、并对海洋可控源电磁资料进行了三维处理；沈金松和陈小宏（2009）介绍了海洋油气勘探中的可控源电磁法的发展与启示；盛堰等（2012）1分析了海洋电磁探测技术发展现状及探测天然气水合物的可行性。

  近年来，世界各大国际石油公司以及海洋地球物理勘探技术服务公司正在世界各大海域开展海洋电磁勘探工作，其工作量每年约以50%的速度增长5.181。我国虽然在海洋电磁勘探领域起步较晚，实施的项目较少，但是随着国家“十二五”863计划重大项目“深水可控源电磁勘探系统开发”的启动，我国在海洋电磁勘探技术领域已取得了很大发展。2015年由中国海洋大学研制的海底采集站(OBEM)在我国南海海域完成4000米级海底大地电磁数据采集试验，标志着我国海洋电磁装备研发达到国际先进水平。相对于海洋可控源电磁勘探技术的迅猛发展，海洋可控源电磁的数值模拟技术发展却相对滞后。这是由于海洋电磁法的特殊性，对数值模拟算法提出了特殊要求：(1)复杂起伏的海底地形对海洋可控源电磁场产生严重的畸变影响，在海洋可控源电磁数据解释时地形影响必须考虑在内=)；(2)海水是非常好的良导体，其电阻率为0.3欧姆米左右，而海底地质体的电阻率可以达到几百甚至几千欧姆米，海洋电磁场数值模拟技术必须面对由海底地质体与海水之间巨大电阻率差异所产生的数值模拟困难；(3)海底油气藏多为三维结构，且海洋可控源电磁响应受海底介质的各向异性影响很大[22.21]。因此，海洋可控源电磁三维正演……

随着人类对油气资源需求的不断增加，海洋油气资源勘探已成为地球物理学界的研究热点。海洋可控源电磁法(marine controlledsource electromagnetic，MCSEM)最早由 Scripps海洋研究所(SIO)

Cox教授提出1-3]，海洋可控源电磁法一般采用位于海底上方的水平

电偶源(HED)激发低频电磁波，位于海底的采集站接收电磁场信息，根据接收的海洋可控源电磁响应研究海底构造，其工作方法如图1-1所示。