第6期 李忠等：高精度电磁频谱技术及其在矿产勘探中的应用 .555 其次，在探测区或相邻区域，选择一口已知钴井 表1HMS探测解释煤层与实钻结果对比 进行深度系数B的标定，要求该钻井符合以下条 Table 1 Contrastive results between HMES and practical drilling 件：(1)地层具有代表性：(2)有己知的电阻率测井资 EH井 LC井 料或者钻井取芯的资料：(3)地层倾角≤10°；(4)地 深度/m误差/%厚度/m深度/m误差/%厚度/m 面没有强电干扰， 458.6-462.6-1.804.2660.2-662.4-0.7 2.2 利用式(3)、(5)、(6)以及初始值，在选择的已知 478.4484.6 1.006.2689.6-701.6 1.112.0 钻井旁测得一条电磁波与电阻率的曲线，将这条曲 537.0538.2 1.901.2713.0717.2-0.34.2 线与已知钴井电阻率曲线进行对比，查看两条曲线 575.1-576.8 3.201.7751.2756.8-0.85.6 是否在各自特征点相似，如果二者的相关性不好， 566.4-568.70.772.3 则按一定角度旋转电场和磁场传感器的方向，重新 587.0-590.6-0.893.6 进行采集，直到找到一条相关性最好的曲线为止， 解释符合率：83% 解释符合率：80% 这时的曲线纵坐标是电磁波电阻率，横坐标是采集 实验与实际钻井资料对比显示，绝大部分煤层， 序号 在探测曲线上有明显的显示（如图2），解释符合率 将测得的随深度变化的电阻率曲线，截取一段 大于80%，影响解释正确率的原因有：高精度电磁 与已知钴井的电阻率曲线或者具有电性特征的其他 频谱探测的解释必须建立在对区域地质，尤其是煤 地层分层资料进行比较，获取采样间隔参数S'： 系地层非常了解的基础上；几次实验工作完全孤立 S'=(Hp2-Hp1)/(L2-L1) (7) 进行，因此容易出现层位对比差错，造成符合率降 式中，H1、Hp2分别为已知钴井的第1、2个测井曲 低，但用测井曲线对比后发现两者相差无几·此 线特征点深度，L1、L2分别为新测点与第1、2个测 外，存在一定的深度误差，这是由于HMES探测的 井曲线特征点相似的电磁波电阻率曲线采集点 对象是一定范围内的地质体，因存在倾斜面，它必然 序号 与穿过该地质体的钻井所获得资料有差异，而且仪 定义深度系数R=S'/S,那么定义B1=RB, 器与探测方法也会存在一定的测量误差， 这样B1就是实际确定的深度系数，在实际探测时 用B1代替公式(3)中的B,以对深度进行调整，在 没有深度参考井的新区域，可以利用以前的与该区 域类似的其他区域的深度系数对基本关系式进行校 05 105115125 145 深度m 解释结论 钻井柱状 正，也可以获得满意效果， 采集的数据资料在经过质量验收之后，在数据 图2HMS探测煤层电阻率的典型曲线 中心进行处理：将记录文件输入解释处理程序，输入 Fig.2 Typical curve of coal seam resisticity by HMIES 初始深度和校正后的采样间隔参数，就可以通过程 序进行处理，调整纵横向的比例，获得采集点的最终 4.2探测油气 处理成果图 利用该观测系统在某油田进行探测，经与实际 基于上述思路，观测系统可以直接得到每个深 钻井曲线进行比对，具有很好的对应关系，如图3 度点的相对电阻率值，与MT相比，在探测深度相 所示 同时，HMES分层精度大大提高，使得电磁频谱法 由只能进行区域普查进入勘探阶段，甚至于开发阶 段，在一维解释中，当深度确定时，只需要读取深度 点的电场强度和磁场强度就极容易地获得电磁波电 深度/m 阻率，方便实时处理解释 图3HMS探测油气的电阻率曲线 4系统应用实例分析 Fig-3 Curves of oil resistivity by HMES 4.1探测煤层 在图3中，黑色段为稠油油层，经过三轮注蒸汽 利用上述系统，对滇东恩洪、老厂地区做了高精 采油，油层含水饱和率达90%以上，使得HMES测 度电磁频谱探测实验，数据见表1. 得的电阻率大幅降低其次‚在探测区或相邻区域‚选择一口已知钻井 进行深度系数 B 的标定‚要求该钻井符合以下条 件：（1）地层具有代表性；（2）有已知的电阻率测井资 料或者钻井取芯的资料；（3）地层倾角≤10°；（4）地 面没有强电干扰． 利用式（3）、（5）、（6）以及初始值‚在选择的已知 钻井旁测得一条电磁波与电阻率的曲线‚将这条曲 线与已知钻井电阻率曲线进行对比‚查看两条曲线 是否在各自特征点相似．如果二者的相关性不好‚ 则按一定角度旋转电场和磁场传感器的方向‚重新 进行采集‚直到找到一条相关性最好的曲线为止． 这时的曲线纵坐标是电磁波电阻率‚横坐标是采集 序号． 将测得的随深度变化的电阻率曲线‚截取一段 与已知钻井的电阻率曲线或者具有电性特征的其他 地层分层资料进行比较‚获取采样间隔参数 S′： S′＝（ Hp2－ Hp1）／（ L2－ L1） （7） 式中‚Hp1、Hp2分别为已知钻井的第1、2个测井曲 线特征点深度‚L1、L2 分别为新测点与第1、2个测 井曲线特征点相似的电磁波电阻率曲线采集点 序号． 定义深度系数 R＝ S′／S‚那么定义 B1＝ RB‚ 这样 B1 就是实际确定的深度系数‚在实际探测时 用 B1 代替公式（3）中的 B‚以对深度进行调整．在 没有深度参考井的新区域‚可以利用以前的与该区 域类似的其他区域的深度系数对基本关系式进行校 正‚也可以获得满意效果． 采集的数据资料在经过质量验收之后‚在数据 中心进行处理：将记录文件输入解释处理程序‚输入 初始深度和校正后的采样间隔参数‚就可以通过程 序进行处理‚调整纵横向的比例‚获得采集点的最终 处理成果图． 基于上述思路‚观测系统可以直接得到每个深 度点的相对电阻率值．与 MT 相比‚在探测深度相 同时‚HMES 分层精度大大提高‚使得电磁频谱法 由只能进行区域普查进入勘探阶段‚甚至于开发阶 段．在一维解释中‚当深度确定时‚只需要读取深度 点的电场强度和磁场强度就极容易地获得电磁波电 阻率‚方便实时处理解释． 4 系统应用实例分析 4∙1 探测煤层 利用上述系统‚对滇东恩洪、老厂地区做了高精 度电磁频谱探测实验‚数据见表1． 表1 HMES 探测解释煤层与实钻结果对比 Table1 Contrastive results between HMES and practical drilling EH 井 LC 井 深度／m 误差／％ 厚度／m 深度／m 误差／％ 厚度／m 458∙6～462∙6 －1∙80 4∙2 660∙2～662∙4 －0∙7 2∙2 478∙4～484∙6 1∙00 6∙2 689∙6～701∙6 1∙1 12∙0 537∙0～538∙2 1∙90 1∙2 713∙0～717∙2 －0∙3 4∙2 575∙1～576∙8 3∙20 1∙7 751∙2～756∙8 －0∙8 5∙6 566∙4～568∙7 0∙77 2∙3 587∙0～590∙6 －0∙89 3∙6 解释符合率： 83％ 解释符合率： 80％ 实验与实际钻井资料对比显示‚绝大部分煤层‚ 在探测曲线上有明显的显示（如图2）‚解释符合率 大于80％．影响解释正确率的原因有：高精度电磁 频谱探测的解释必须建立在对区域地质‚尤其是煤 系地层非常了解的基础上；几次实验工作完全孤立 进行‚因此容易出现层位对比差错‚造成符合率降 低．但用测井曲线对比后发现两者相差无几．此 外‚存在一定的深度误差‚这是由于 HMES 探测的 对象是一定范围内的地质体‚因存在倾斜面‚它必然 与穿过该地质体的钻井所获得资料有差异‚而且仪 器与探测方法也会存在一定的测量误差． 图2 HMES 探测煤层电阻率的典型曲线 Fig．2 Typical curve of coal seam resisticity by HMES 4∙2 探测油气 利用该观测系统在某油田进行探测‚经与实际 钻井曲线进行比对‚具有很好的对应关系‚如图3 所示． 图3 HMES 探测油气的电阻率曲线 Fig．3 Curves of oil resistivity by HMES 在图3中‚黑色段为稠油油层‚经过三轮注蒸汽 采油‚油层含水饱和率达90％以上‚使得 HMES 测 得的电阻率大幅降低． 第6期 李 忠等： 高精度电磁频谱技术及其在矿产勘探中的应用 ·555·