[发明专利]一种海洋可控源电磁探测系统

说明书

本发明属于海洋应用地球物理勘探领域，涉及水下及海底目标探测技术。一种海洋可控源电磁探测系统，包括六分量海洋电磁采集单元、感应源、控制计算机；感应源用于激发水下目标或海底以下的地质体产生感应电流和感应磁场；六分量海洋电磁采集单元用于测量水下目标或海底以下的地质体产生的感应电流和感应磁场信号；控制计算机用于给所述的六分量海洋电磁采集单元供电，并对其进行检测、标定、参数设置、发送控制命令，对六分量海洋电磁采集单元测量的海洋电磁数据进行处理、显示和存储。本发明的海洋可控源电磁探测系统，可用来探测水下移动或静态的目标、勘探海床上的多金属矿产资源、海底地下的天然气水合物和油气资源、调查海洋地质结构和构造。

技术领域

本发明属于海洋应用地球物理勘探领域，涉及水下及海底目标探测技术。

背景技术

目前的海洋电磁数据采集方式主要有三种，一是独立的海洋电磁数据采集站沉底、激发源拖移，如EMGS、OHM和斯伦贝谢公司等国际上普遍使用的海底电磁采集站和大功率拖移场源，预先布设好海底采集站，然后在采集站上方由发射源船拖曳着水下沿缆方向的可控偶极电流源移动激发，可以同时完成可控源电磁和大地电磁数据采集。如ZL201210449479.8公布的三分量磁场和三分量电场海洋电磁数据采集站，就是沉底式独立的海洋电磁数据采集站；二是海洋电磁数据采集缆与激发缆同步拖移，如PGS公司推出了一种拖曳式海洋可控源电场数据采集系统。该系统只采集一个沿电缆方向的电场分量，不采集任何磁场分量数据。没有测量任何磁场分量的海洋电磁场数据是不完整的，不利于对海底地质结构和储层的电性特征进行详细的了解和分析。另外，其沿电缆方向分布的电极也不是均匀分布的，靠近采集船附近的电缆就分布的很稀疏。此外，这一拖曳式海洋可控源电场数据采集系统仅能分别进行时间域或单个频点的频率域的电场数据采集工作；三是电磁数据采集缆沉底布设、激发源拖移，目前还没有实际的应用，如CN102472829A公开了一种海底电磁电缆数据采集缆系统，其工作方式是海底电磁电缆（EM OBC – ElectroMagneticOcean Bottom Cable）由放缆船是先投放铺设到海底，然后由发射源船拖曳着水下沿缆方向的可控偶极电流源在距海底一定的距离上前行并向海水中发射可控电流波形，由事先投放铺设到海底的电磁电缆采集海底电磁数据。数据采集结束后，放缆船回收海底电磁电缆，投放铺设到新的测量工区，然后重复海底电磁信号的数据采集作业。

目前三种主要的海洋电磁探测或勘探方法都是使用的沿缆方向拖曳的线性偶极电流源。这种单一的线性偶极电流源存在激发方式单一、激发方向单一、激发面积有限、无法对水下被探测目标和海底地下的三维地质体进行大面积全方位激发的困难，很难对水下被探测目标和海底地下的三维地质体进行准确可靠的成像。另外由于海水是低阻体，使用偶极电流源在海水中激发时，大部分的激发电流会集中在靠近两个发射天线的海水中，穿透海水到达海底下地层深处的电流很小，造成海底地下深处地质体产生的电磁异常信号的信噪比极低，极大的限制了海洋电磁勘探装备探测海底地下深处地质目标的能力。

发明内容

鉴于现有的沿缆方向拖曳的单一线性偶极电流源存在的问题，本发明提供了一种海洋可控源电磁探测系统及方法。

为了解决本发明的技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：六分量海洋电磁数据测量单元，包括三分量电场传感单元和三分量磁场传感单元；所述的三分量电场传感单元由三个相互正交的电场传感器组成，用于测量所处位置的海洋三分量电场数据；所述的三分量磁场传感单元由三个相互正交的磁场传感器组成，用于测量其所处位置的海洋三分量磁场数据。

所述的电场传感器为不极化电极对，不极化电极材料为金属或非金属材料。

所述的磁场传感器是感应式磁场传感器，或者是磁通门式磁场传感器，或者是超导磁场传感器、或者是冷原子磁场传感器。