海洋电磁探测技术应用调研报告

海洋电磁探测技术应用调研报告

一、研究海洋电磁法探测海底地层油气的理论方法和数值模

拟分析技术研究

海洋电磁方法可以分为天然场源( Marine MT洋大地电磁法)和人工场源( Marine CSEM ---海洋可控源电磁法)两类，在油气直接检测中发挥关键作用而进入勘探阶段的是后者。海洋MT 方法已为业界所熟悉,可采用与陆上相似的方式进行海洋测量,只是需要针对海洋环境设计仪器设备。对于海洋CSEM的研究要早于海洋MT 系统的开发,但由于海洋CSEM 的方法原理和数据处理解释技术与陆上人工源方法差别较大,加之当时电子和计算机技术的限制,一直没有形成实用装备。

下面单独介绍可控源海洋电磁探测技术（海洋瞬变电磁探测技术）方法：CSEM：可控源电磁法(CSEM: Controlled Source EM Methods)是采用可以控制的人工场源，测量电磁场，来计算视电阻率，达到探测地下电性分布的目的.其原理是场源(电性源或磁性源)在导电的地球内部感生电流，测量这电流的电磁特征，可以得到地下电导率分布的信息.常用的发一收形式有四种:垂直电偶一偶(VED)，水平电偶一偶似ED)，垂直磁偶一偶汉MD)，和水平磁偶一偶似MD)，实际工作中还有其它组合形式(例如电偶发送一磁偶接收)，也有作者采用别的代号(如HRHR表共轴水平磁偶一偶).

可控源电磁法的特点在于“可控”二字.场源的强度可以控制，避免了天然场源信号微弱和随机性的缺点;发送的频率或波形可控(例如采用1Hz上、下的频率或采用方波阶跃电流)，达到的探测深度可以调整，常用来探测数公里到数十公里的深度，弥补了天然EM(MT)法和钻孔以及直流电阻率法之间在探测深度上的空白;场源一接收的形式和距离可以控制，故可针对目标的性质和分布选择适当的工作方式，得到好的效果.

CSEM又分为频域和时域两个分支.频域EM发送不同频率的信号并测量海洋一---大地的频率响应;时域EM则发送方形或三角形阶跃电流系列，测量海洋一----大地的瞬变响应.不论频域还是时域EM，二者的物理实质是相同的，在理论上，一个域中的响应是另一域中的富氏变换(或反变换).但在实用中，由于二者所用技术不同，且所测的时间和频率范围都是有限的，并不能以一个域代替另一个.如何选择要因情况制宜.从现有海洋资料看，频域的工作做得多一些.

时间域与频率域电磁场转化关系：

对于时域电磁法的正演计算及分析，很多是从频率域开始的，所以对十时间域与频率域电磁场的关系必须首先明确，两域电磁场之间以傅里叶变换对相关联着，彼此之间可以互相换算，即

（1）

（2）

分析单阶跃波激励源的情况，一次磁场可表示为

（3）代入（2）式得：

（4）代入(1)式得：

(5)

式中的积分路径不允许经过ω=0的点。

类似地可以得到瞬变磁场H(t)为

(6)

代换得到：

（7）

又因为：即式中频域电磁场的实偶、虚奇的函数特性，式(7)中第二积分项为零，当取ω>0时得：

（8）

（9）

联立上两式可得：

（10）

（11）由此，可以得到B(t)表达式为：

（12）

（13）

这种推导结果表明，瞬变场B(t)的计算中，只需要知道频域电磁场的虚分量或实分量其中之一的响应就可以获得结果，给计算带来方便。不过值得注意的是，瞬变场是地质体实、虚分量的综合响应，只是当频谱中低频成分占优势的情况下，主要是反映实分量的响应，因此，它能够充分利用实分量对地质体分辨能力强的优越性.尽管在理论上频率域和时间域的两域场是可以相互转换的，但是由十两种方法在主要噪声源方面的重要区别，时间域电磁法具有更多优点，并目_频率域的优势探测深度是在地下1 Km以下，时间域(TEM)的优势探测深度是地下20m~1Km，所以在浅海底探测中采用了时间域瞬变电磁法。

海水、海底分界面上磁偶源频率域的电场表达式为：

阶跃函数偶极电流源的时域电场表达式:

以麦克斯韦方程为理论基础，从频率域出发，推导了在海水、海底两个高导电半空间模型下垂直磁偶极装置的瞬变电场和垂直磁场，并得到垂直磁偶极装置和中心回线装置的感应电动势表达式，通过仿真研究，和陆地对比分析了海水对海底感应电动势响应的影响，并分析了垂直磁偶极装置不同偶极矩对阶跃响应的影响，为海底瞬变电磁探测的天线装置选择、判断海底瞬变电磁响应的曲线形态、系统设计及数据解释提供了理论依据。

海洋电磁法技术应用概述：

海洋可控源电磁法，根据施工方法差异又可以分为浅海拖曳施工和深海固

定施工。至于其他分类和地而可控源方法一样:有时间域(TCSEM)和频率域(FCSEM)方法，激发有线源，电偶极源和大回线源，接收有电偶极和磁棒(或回线)，根据不同组合可以得到不同的施工方法。这里重点介绍深海线源激发、多分量采集站固定的施工方法，同时对浅海拖曳施工方法进行简单介绍以作对比。

1. 1浅海拖曳施工方法

这种施工方法发源于俄罗斯，在欧洲也开展过不少类似的工作，主要针对水底或浅层目标，以用于工程勘探。其施工方法一般采用回线方式。近年来，俄罗斯深入研究了该方法，其形式类似于地震拖缆施工，激发场源采用长导线源和铠装电缆，接收电极铠装在拖缆中，拖缆具有一定的浮力被牵引在定深器的后而，电极出露端与海水直接接触，每个电极通过无线电定位与定深器的信号源联系。为了压制海而电磁噪声，该海洋电磁接收系统引入差分输入采集装置，以压制海浪产生的电磁噪声（如图所示）。

图1浅海拖曳方法模拟示意图

1. 2深海固定施工方法

这是日前西方列入油气勘探阶段的海洋可控源电磁施工方法，它的发射偶极由两个沉放于靠近海底位置的电极组成，水平发射偶极由两个独立的电缆分别置于靠近海底的位置(图2)，如果是垂直发射偶极则一个置于靠近海底的位置，另一个置于水而。发射极的移动需要拖曳，使之在一定深度匀速移动，激发频率一般在0. 1Hz~ 10 Hz之间，每次激发的时间相对于发射极的移动速度来说很短，可以认为它是固定的，实际工作中拖曳50~200 m激发一次，对于缓慢移动的激发系统来说，每次激发3~ 4个频率可以看作是连续激发。而接收系统则为独立的四分量、五分量甚至六分量采集站，由水泥块固定在海底，连续记录。所有激发完成后，即可结束采集工作。采集站回收时要发射一个声频释放信号，使水泥块与采集站脱开，采集站借助浮体自动浮出水而即可人工回收。

日前海洋可控源电磁采集站大多兼备采集海洋大地电磁信号能力，自采集站沉入水底就开始记录海洋大地电磁信号，在室内处理中要把海洋大地电磁(MMT)和人工可控源电磁信号分离，分别进行处理。最近，Scholl和Edwards提出了井下激发海底接收方式，即在已有探井的套管中充电，将其作为激发电极，同时提出了测量垂直电场的新海洋可控源电磁方法，这一新技术将主要应用于油田勘探开发后期及开发监测。

图2深海固定施工方法模拟示意图

海洋CSEM探测油气藏的原理：

这里以深海固定施工方法为例介绍海洋频率域可控源电磁方法探测油气储层的原理。发射源靠近海底(一般离海底有几米到几十米的距离)，发送低频(十分之几赫兹到几赫兹)电磁信号，同地震勘探一样，海底电磁信号不仅向水中传播而且向海底和海底下方的地层中传播。在接收站可以接收到3条路径的信号，一是直达波，二是来自海底地层的反射和折射信号(图3)，二是来自水面的反射和折射信号(在海洋探测中永远不可忽视)在距发射源较近的区域，由于角度问题以及从海底或上方海面经过反射和折射的电磁波信号，要穿行较长一段距离，因此，在发射源附近区域接收到的信号以直达波为主(图4A段)。

图3高阻储层中电磁波传播的路径

图4有/无高阻油气层时的MVO曲线

这里要提及常用的振幅随偏移距变化MVO( Magnitude Value Offset)曲线。在目前国际上应用最为广泛的频率域可控源电磁方法资料解释中，大多用MVO 曲线来显示含油气地层异常。不论是否存在高阻地层，在小偏移距时，所有MVO 曲线都重合在一起。研究表明，如果接收地点离激发场源较远，向下方传播的电磁波，在遇到高阻油气层时，沿着岩层传播并且衰减得较慢，其衰减速率主要取决于入射临界角。沿着岩层传播的电磁(EM)能量折射回海底并被接收器接收的能量值儿乎不衰减，而且能量持续不断地从高阻层而反射到布设在海底的接收排列上。同样，也有向上经海水而传播的反射波和折射波，其中沿空气和海水界而传播的折射波能量也是持续不断地从空气和海水界而反射到海底接收站。由于海底地层的电阻率(一般为1~3Ω?m)比海水电阻率(一般为0. 25~ 0. 35Ω?m)要高，因此，向下经海底地层传播的电磁波比向上经海水面传播的电磁波速度快、能量衰减少。

因此，当激发场源、接收站距离与高阻储层埋深相当或稍大时，由油气高阻层返回海底的电磁波能量将超过直达电磁波的能量，同时也超过经空气界而反射和折射的电磁波能量，占据主导地位。如果海底地层中没有高阻油气层，则经海底油气层反射、折射的电磁波能量就很微弱，甚至没有。因此，存在高阻油气层地层与不存在高阻油气层地层在MVO曲线上明显分离。存在高阻油气层的MVO 曲线，出现强振幅(图4B段黑)。而无高阻层时的(比如地下为均匀地层)MVO曲线，振幅最弱(图4B段红)。但是，当偏移的距离进一步增大时，向下经海底高阻地层传播的电磁波经过长距离较快的衰减，比向上经海水而传播的电磁波要弱得多。因而，向上经海水而传播的电磁波(即空气波)将占据主导地位。因为，空气波是必然存在的，所以，无论海底地层中存在何种类型的高阻层，当偏移距进一步增大时所有的MVO曲线都将合

并在一起，即接收到的电磁波主要来自空气波产生的信号(图4C段)。如果海水深度减小，在较近的区域空气波就将强于油气层反射折射信号，使出现强振幅的范围减小，当海水深度小到某一深度时，该频率域可控源电磁方法将失效。同样，如果高阻层深度与海水深度相比太大，该方法也无法发现高阻层。因此，采用MVO曲线识别高阻油气层非常直观有效，但对施工要求比较苛刻，要求在既不近也不远的某个区间，海水深度较大时可探测的区域相对较大，效果更好。

海洋电磁数据处理和解释方法：

数值模拟研究进展：

早期的理论研究是基于渐近解的分析开展的：初期的电磁勘探数值模拟研究主要采用一维模型，Kraichman(1970)，Bannister(1968)，Chave( 1984) , Cox( 1986)和Anderson( 1984)等进行了大量频率域一维模拟研究。Edwards, Chave( 1986)和Cheesman( 1987)等则开展了时间域一维模拟研究。Flosadottir 和Constable( 1996)实现了一维快速OCCAM反演，其后一维反演模拟研究更多走向实用，即使是现在一维反演仍然是实际资料主要的处理手段。Everett和Edwards Unsworth和Oldenburg实现了频率域的二维反演，但不能应用于实际数据。直到2001年MacGregor等改进了前人的算法，才可以快速地进行实际数据的二维反演，2007年其二维反演算法又得到进一步发展。关于频率域电偶极子的层状介质响应是由Chave和Cox发表的。时间域的一维解最初是由多伦多大学Edward研究组公布的，他利用层状地层模型分析了海底瞬变电磁响应特征，得到了电磁响应对高阻层灵敏的重要认识。他们还设计了物理模型实验，验证了Cheesman等的结论，并发现了电场幅度与相位对地下高阻体与低阻体的灵敏度差异。

1D情况下的模型实验成果图

储集层可控源电磁CSEM响应，1D中的模型实验虽然相对容易但是却可以为你提供大量CSEM技术的本质东西。图3展示了CSEM方法在1D“典型的”模型时的响应；水深1000m，埋藏在海底1km以下的厚的储油层。

Constable利用Flosadottir等的一维计算程序分析了不同偏移距和空气波对地下储层识别精度的影响

近几年来，海洋三维电磁数值模拟研究进展迅速，2005年Ueda和Zhdanov 展示了采用准近似算法对CSEM数据进行快速模拟计算的结果，对一个场源的应用效果较好，对多场源则由于运行时间太长而不实用。同时Zhdanov和Lee于2005年采用三维积分方程法进行模拟，提出约束已知盐丘反演油气储层的模拟方法;Zhdanov和Yo-shioka还实现了海洋可控源电磁数据的三维迭代反演，由于使用了并行算法，因此加快了数值模拟速度。时间域海洋电磁的三维模拟研究比频率域滞后，但是Um等展示了一维和三维模拟研究成果，表明时域电磁法可能比频率具有更高的灵敏度，另外还有利于在浅水环境中应用。

但是三维正反演模拟的挑战:快速有效的三维电磁正、反演模拟技术还没有达到实用化。目前，实际资料的处理解释还以定性和一维反演为主，二维和三维模拟尚处于实验室阶段。因此，尽快推出实用有效的二维和三维电磁正、反演数据处理软件以提高海洋电磁法勘探处理效果是一个迫切需要研究的课题。快速有效的三维电磁反演技术的突破必将进一步推动海洋电磁法勘探(CSEM)技术的发展。

根据Constable和Weiss对一维模型的模拟研究,不论哪种地下电性结构,电场振幅曲线都随炮检距增大而衰减,存在含油层与不存在含油层时曲线变化差异较大。由于低阻层对电磁能量的强衰减作用,在高阻含油气层上将显示比含水层高的电磁场幅度。若海底地层中不存在含油气层,则接收到的反射波和折射波电磁能量要小得多。另外,考虑到电磁场能量随炮检距呈指数衰减特性,为方便显示,通常还计算实测电磁场幅度与半空间介质或层状含水地层的电磁场幅度的比值,根据归一化异常与炮检距的关系曲线,进行储层的含油气性解释。也有学者提出采用以激发和接收成45°交角的电场拟剖面显示,这样在含油气区会呈现低

阻异常包围含油气高阻层的异常特征,从而大致确定异常的相对位置和视深度。

综合反演与偏移成像研究

对海洋CSEM数据的反演,目前主要依赖层状介质型。

1. Mittet等介绍了频域测量数据的一维反演方法,认为该法可以区分含油气地层和水层。

2 . MacGregor等在改进Unsworth等正演计算程序的基础上实现了能用于实际数据二维频域数据的反演算法,在该算法中考虑了水深变化,实现了二维频域数据的OCCAM反演。

3. 以尤他大学Zh-danov为代表的电磁研究组,通过已知岩丘或火山岩体几何分布的约束,采用快速偏移成像获得了可靠的油气储层成像结果。

4. Zhdanov等还利用海洋CSEM数据采用广义最小残差法进行了三维迭代反演,实现了能快速逼近实际模型的并行计算。

二、海洋电磁仪器装备及实践技术支持研究

海洋电磁仪器在海洋探测整个过程中占有十分关键的，基于海洋探测技术的精准性，海洋探测仪器的精度要求也十分高，它的主要仪器包括以下几个部分：电磁信号发射源、高精度的数据接收器、传感器和辅助设备。

1．电磁信号发射源

电磁信号发射源（全称为：深海活动式场源设备），目前，

由 OHM公司研制的电

磁信号发射源已经更

新到第四代（DASI

Ⅳ）了，如图1，此

型号发射源系统对勘

测不同阶段工作的精

确控制、多档位的功

率的输出以及探测地

下电阻率精确成像起

决定性作用的离散发

射频率都进行了标准

的工业化设置，成为

目前海洋探测领域图1 OHM公司研制的DASIⅣ发射源

所使用的主流电磁信

号发射源系统。此种信号发射源系统可以对不同频率的信号进行现场的分析诊断和精确性控制，以达到对反射子波和现场各项技术参数的及时收集。

2．高精度的数据接收器

高精度的数据接收器的作用是采集电磁信号发射源所发射的电磁信号，是海底探测器系统最关键部分之一，因为信号源（DASIⅣ发射源）会在海下拖缆的控制下，会在一定深度的海底发射固定频段的波，这些波遇到不同的介质或反射物（储层）将进行不同程度的衰减和反射，而此时数据接收器就将收集这些反射回来的波并通过传感器传递给海面上的分析仪器和分析人员。因此，对接收器的精确性要求十分的高才能确保收集到准确无误的数据以便交给分析仪器和人员处理。

图2接收器收集反射波示意图

3．传感器和辅助设备

海底探测器系统需要使用多种传感器，包括：电传感器、磁传感器、振动传感器、温度传感器、方向传感器等。他们的作用也各不相同，电传感器和磁传感器的作用是接受和传导电磁信号，把接收器采集的波传回发射源进行分析；振动传感器和温度传感器的作用是海底不稳定的水环境进行检测，实时记录外界的干扰，把勘测误差降到最低；方向传感器的作用是便于海上工作人员对数据接收器方向和角度的控制，以使其接收反射波的效果达到最佳。至于海底探测器系统的一些辅助设备主要指一些适合海上作业的仪器和设备，主要有水下电缆、水面漂浮球、声学释放器以及一些承压设施，其中声学释放器对仪器的安全回收最为重要。

4．采集技术

海洋电磁法的采集技术主要有两种：即海洋CSEM技术和海洋MT技术 ,此二者虽有场源上的不同之处，但是他们接收信号原理基本相似，所以两者的接收系统可以兼容使用。

海洋CSEM技术的发射偶极是由两个电极组成，它们的水平发射偶极由置于海底彼此相距50-500m的两根独立电缆组成，它们的垂直发射偶极有一根置于水底和一根置于水面的两根电缆组成，电极则放置在被深水器后端牵引的拖缆上，下端与海水直接接触。被拖拽在深水器后端的电极通过无线电与号源进行联

图3水平发射偶极

系，定身器此时对电极

上的信号进行即时检

测。电磁信号发射源发

射一系列频率在0.

01Hz- 50 Hz之间的波

信号，发河源的位置距

海面10 m -50 m，电

流峰值为100A

-1000A 。至于发射源

的深度则由船上的辅

助设备完成。声学回收

设备负责随时监测接

收信号。

2.海洋MT技术

每个海底电磁采集接收系统一般有4- 6个道，接收电磁场4- 6

个分量，即

，每个采集站可以由船上自由下沉到海底。通过

声波超短基线通讯装置可以精确确定接收器位置。在海底用锚将每个采集站放在固定位置，采集站可以任意方向沉入海底，通过最优化处理实现TE和TM极化模式的旋转。当记录完成后，船上的声波信号激发释放机制，使采集站离开锚，浮到海面，重新加载重块后可以搬迁至下一个采集区。

三、海洋电磁探测技术未来运用前景研究

可以看出，我国在海洋电磁探测这个领域发展前景很大，我国是一个海洋大国，海洋总面积等于陆地面积的三分之一, 大陆海岸线长达一万八千公里，开图4垂直发射偶极

发和利用海洋资源对发展我国经济, 增强国家综合实力, 从而维护国家主权和权益,具有重要而深远意义。

电磁测深方法早已经在我国陆上油气勘探中运用, 但在海洋石油勘探中的应用仍然在尝试阶段。这必然引起一个新领域拓展,而在海洋石油勘探中，电磁测深是应用是最有前景的电磁测深方法。

一，其实和陆上石油勘探一样，都是利用天然电磁场，而且磁接收器的使用上大同小异，只是通常将磁信号接收器磁探头和电信号接收器电极布设在海，不过在海底布设电极有些困难，但是海底的电干扰较陆上要弱，目前采用为斩波式盐水电桥的装置就可以满足要求。我国在海洋勘探上大多在浅海大陆，海水浅，目标深，因此可以有限地避免海水对电磁波的吸收，故对探测结果的影响较小。

二，海洋电磁探测可以弥补地震方法在勘探领域的不足，经研究表明，在我国沉积厚度十余公里至几十公里左右的第三系盆地的探测中，发现用地震方法难以确定基底埋深, 而用电磁测深方法却能够较好地反映基底埋深与起伏, 并能适当区分。研究表明，在存在岩盐、火山岩石、碳酸盐岩的地层中，地震法会受到屏蔽作用的影响，使得地震资料较差，然而用电磁探测能够弥补。

三，目前我国在海洋电磁探测中，常研究两种方法：大地电磁测探法和人工源电磁测探法。可见海洋电磁探测在发展，方法多样化，更有利于探测的准确。

四，海底特别的环境优势为海洋电磁探测提高了经济效益，海水具高电导率, 它能够对高频电磁信号产生严重衰减的效果,海洋为我们提供了一个免费的低通滤波器，从而在这个意义上，海底电磁研究有利于微弱信号的处理，另一个优点是海平面上便于各种拖曳系统进行连续采集测量，接受发送，而且速度很快，从而明显提高了效益。

五，海洋电磁探测方法多样，灵活性高。比如，近年来,不少国际石油公司、服务公司以及科研院校关注的了这么一个热点：在二维或三维地震落实构造之后、即钻井之前,再次进行海洋可控源电磁勘探。这是一种逆常规的勘探，很特别的勘探流程。

世界各国研究海洋电磁探测这个领域20多年了，海底资源丰富，海水也不再说电磁测量的天然“屏障”，它的发展正在走向广泛的、多方法、多学科。近几年已经迈向了国际合作的特点，海洋电磁探测必然是当前和未来研究的一个热点，时间域的、频率域的、磁电阻率的、激发极化的等各种人工电磁方法正在进行着海洋试验，海洋研究的目的除了自然科学上的意义之外, 更多的在于海洋海底资源的开发利用。我国的海洋电磁研究近几年开始迅速开展, 大量的资源尚

未开发利用。

海洋电磁油气勘探技术发展得到的启示：

基于目前世界各国在海洋电磁方面的关注程度，我国和世界各国都面临着海底能源的争夺。迄今为止, 美国、英国、挪威、巴西等国正开始对深水和超深水海域的油气资源竞相开发。世界诸强对海洋的开发、争夺的重头戏就是向深海进军。

我国是海洋大国，海岸线长达1. 8 ×104 km ,居世界第四。目前,我国的海洋油气勘探主要是在浅水区,我国早就开始出现后备石油资源明显不足。在中国300 多万平方千米的蓝色国土中,约有360 ×108 t 石油资源量,而大部分蕴藏在中深水海域。我国南海石油地质储量约在230 ×108 ～300 ×108 t ,有全球“第二个波斯湾”之称。中国近海的石油、天然气的潜在资源量分别占全国资源量的26 %和27 %。目前为止，深海油气勘探的关键技术和设备都相对落后,勘探和开采深水域油气仍处于初级阶段。

深水作业成本昂贵(约为陆上的3～5 倍) ,主要欠缺在技术和设备上，由此可见先进的科学技术,比如造船技术、卫星定位与电子计算机技术、现代机械、现代环保和防腐蚀技术等的发展制约着海洋资源的勘探与开采,深海油气开发装备是否先进,直接决定海洋油气资源开发水平的高低。尽管我国在一些油气工程装备方面已实现国产化,但好多核心技术仍然掌握在他国手里,国内厂商基本停留在钻采平台的制造上,相关配套技术相对滞后,装备落后。

目前,我国海洋油气资源开发集中在200 m 水深以内的近海海域,尚不具备超过500 m 深水作业的能力,深海油气的规模开发仍处于空白状态。深海油气开发是一项资金密集、技术密集、高风险和高回报的工程,国外石油公司大多采用国际合作、联合经营来分散风险。近年来，我国开始在珠江口、琼东南等盆地向200 m 以内的水域探索,并与中国台湾的石油公司合作勘探以深水为主体的台西南盆地。不过对于南海，只是进行了路线概查和局部地区的地球物理普查。尽管近年中国石油工业国际开拓的进程在努力加快,但仍然是一个薄弱环节。中国的海洋油气开发将以国内三大石油公司为主体,采取与国外公司联合开发的形式。目前中国共与20 多个国家和地区的40 多家公司签订了近百个石油合同和协议。海上已有多个合作开发的油气田投入生产,部分油气田正在进行开发建设,或者正在进行开发前期的准备工作。

至此，为促进我国海洋电磁更好更快的发展和不断创新。要加强基础研究，在当前面临海洋电磁探测发展机遇的同时,存在许多挑战.海洋电磁探测的发展成为年轻一代的科技工作者肩负的重要使命,为保持学科的健康发展,必当加强学科的基础研究.其次鼓励

各科为发展新技术海洋电磁探测而努力创新，社会各界都应当积极支持.必然有新的思路、新的技术或方法出来,有关部门和一代一代科学家的关怀,从学科发展、国家经济和社会发展的需要出发,鼓励创新。最后，发扬协作和合作精神，今天海洋电磁探测的发展局面凝聚了国内外研究机构和应用部门广大科技人员共同的心血. 要使它继续向前发展,使我国在在深海探测中立于不败之地,需要团结合作，不断前进。

海洋电磁探测技术所面临的挑战与机遇并存：

随着我国国民经济的不断发展、人民生活水平的不断提高，目前私家车的保有量持续增高，对燃油的需求量也有越来越大。中国作为一个能源消费大国，能源的消费受到整个世界的关注。如何开采能源、消费能源；如何处理好能源与环境的关系；如何面临短缺的石油资源？等一系列问题成为我们关注的热点问题。在当前的形势下，我们只有依靠新的技术方法，勘探新的领域，才能解决目前资源紧张的严竣形势。

在这种大的环境下，海洋电磁探测技术作为一门新兴的技术发展潜力巨大，因为它解决了许多陆地勘探所暴露的问题，同时，节省了大量的物质资源。

海洋电磁勘探出现以前，最早的方法是把陆地炸药作为震源引入到大海中，这种方法虽然既经济又简单但很快也暴露出它的问题：就是一、人对他的控制性差，二、对环境的污

染太大，尤其是对鱼类的影

响。一包四公斤的炸药对鱼

类的影响是以炸药包为中

心，300米为半径的圆。此

范围内的鱼大部分被炸死。

后来，而人们发明了气枪震

源代替炸药震源，强震源也

一直占领着市场至今，气枪

震源最大的优点是对环境

的污染小，但同时也有一个

缺点就是气枪震源的子波

与频宽很难兼顾，所以人

们一直试图需找一种更好图5 SLEEVE型气枪震源的工作原理

的代替品，来解决环境污染低与勘测准确的双重要求。

海洋电磁探测技术的诞生给人们海洋资源的渴望带来了曙光，海洋电磁探测技术的引入也为解决我国短缺的石油资源提供了希望，众所周知海洋是地球上最大的资源宝库，在海洋中找寻石油是满足我国人民对石油需求的必然途径。据统计，截止到2008年底，我国近海累计发现石油地质储量为近55亿立方米，天然气地质储量约1.4万亿立方米.其中.探明石油储量为30亿立方米.探明天然气储量为5600亿立方米。石油的技术可采处量约为7.73亿立方米，经济可采储量约7.2亿立方米;天然气技术可采储量约3300亿立方米，经济可采储量为2600亿立方米左右。如此丰富的储量如何开采仍将是个巨大的挑战，要想打赢这场艰巨的“石油大会战”，先进的技术是必不可少的，海洋电磁探测技术作为我国一门新兴的技术面临着巨大的机遇与挑战，这也是我们科技创新小组做此次调研的关键目的所在,以我们晓旭成员的眼光看，我们认为海洋电磁探测技术前景广阔，一片光明。

参考文献

[1]沈金松,陈小宏. 海洋油气勘探中可控源电磁探测法(CSEM)的发展与启示[J]. 石油地球物理勘探, 2009,(01) .

[2]沈金松,孙文博. 二维海底地层可控源海洋电磁响应的数值模拟[J]. 石油物探, 2009,(02) .

[3]付长民,底青云,王妙月. 海洋可控源电磁法三维数值模拟[J]. 石油地球物理勘探, 2009,(03) .

[4]李慧,林君,王艳,周国华,周逢道,刘长胜,嵇艳鞠. 海底瞬变电磁探测技术的装置参数研究及实验[J]. 电波科学学报, 2006,(05) .

[5] MacGregor L M et al . Cont rolled2source elect romagnetic imaging on the Nugget s21 reservoir. The Leading Edge , 2006 ,25 ,984～992

[6] Constable S and Srnka L J . An induction to marinecont rolledsource elect romagentic methods for hydrocarbon exploration. Geophysics , 2007 ,72 (2) :3～12.

[7]Cox C S, Constable S C, Chave A D, et al. Controlledsource electromagnetic sounding of the oceanic lithosphere .Nature. 1986, 320 :52~54 .

[8]Cheesman S J, Edwards R N and Chave A D. On the theory of sea floor conductivity mapping using transient EM systems .Geophysics. 1987,

52 :204~217 .

[9]Lucy MacGregor and Martin Sinha<. Use of marine controlled-source electromagnetic sounding for sub-basalt exploration .Geophysical Prospecting, 2000, 48 (6) :1091-1106 .

[10]Scholl C,Edwards R N. Marine downhole to seafloor dipole-dipole electromagnetic methods and the resolu-tion of resistive

target[J] .Geophysics, 2007, 72 (2) :WA39~WA49 .

[11]He Zhanxiang,Wang Zhigang,Yu Gang,et al. Mod-eling of3D MCSEMand sensitivity analysis[J] .PIERS Online, 2007, 3 (5) :641~645 .

[12] 孙卫斌,李德春. 海洋油气电磁勘探技术与装备简介.物探装备, 2006 ,16 (1) :16～18

[13] 何展翔, 孙卫斌, 孔繁恕, 王晓帆. 海洋电磁法. 石油地球物理勘探,2006 ,41 (4) :451～457

[14] 何继善, 鲍力知. 海洋电磁法研究的现状和进展. 地球物理学进展, 1999 , 14 (1) :7～39

[15] 赵国泽,陈小斌,汤吉. 中国地球电磁法新进展和发展趋势. 地球物理学进展, 2007 ,22 (4) :1171～1180

[16] 魏文博,邓明,谭捍东,金胜. 我国海底大地电磁探测技术研究的进展. 地震地质, 2001 ,23 (2) :131～137

[17] 王一新,于鹏,王永涛. 海洋电磁测深在石油勘探中的应用前景[J].

中国海上油气(地质), 1997,(02)

[18]于彩霞. 海洋可控源电磁法数据处理研究[D]. 中国地质大学（北京）, 2010 .

[19]郭俊峰,胡祥云. 海洋层状介质CSEM电磁波波场分离及正演模拟[A].

第九届中国国际地球电磁学术讨论会论文集[C], 2009 .

[20]刘长胜,林君,周逢道,王艳,周国华,李慧. 水下瞬变电磁探测研究[A]. 第二届环境与工程地球物理国际会议论文集[C], 2006 .

[21]李慧. 海洋瞬变响应理论计算及浅海底瞬变电磁探测技术研究[D]. 吉

林大学, 2007 .

[22]张自力. 海洋电磁场的理论及应用研究[D]. 中国地质大学（北京）, 2009 .

[23]刘长胜. 海底可控源电磁探测数值模拟与实验研究[D]. 吉林大学,

2009 .

[24]周逢道. 海洋瞬变电磁探测发射技术研究[D]. 吉林大学, 2010.

附录：

团队协作与队员感想

我们5名来自中国石油大学（北京）不同专业的同学走到一起，共同度过这一年的科技创新。我们从中也收获了很多，不仅仅是从知识层面的收获，更重要的是掌握了合理的团队协作模式。我们认为：一支优秀团队的潜力是不可估量的。

当队员们接到一项看似在他们能力之外的任务时，他们会在探索解决路径的时候互相增强信心。团体的创新力量远远超过任何个人的能力，因为“三个臭皮匠，赛过诸葛亮”。我们认为在团队中，集体力量是很重要的。利用并充分发挥集体力量，必须要鼓励合作。这是集体创造的灵魂。紧张的任务有利于促进团队成员之间的紧密合作，同时也给队员们一种紧迫感——当队员们集中精力在最短时间内完成任务时，官僚作风也会悄然离去。一支卓越的团队将以它的出色成绩，为整个团队增添光彩

当团队的目标任务确定后，团队成员就要明确自己应完成的相关环节。然后认真地履行自己的职责，及时沟通。避免出现某环节要素过于自信而跨越其自身职责的问题，同时也充分放弃在团队中的无效元素，让团队各个元素真正履行其职责。在完成自己的工作环节条件下，协助其他环节工作。当项目出现问题时，首先从自己的环节入手分析原因，并承担相应责任。团队合作中只有每个环节的人，都尽职才能有效的实施每个阶段、环节所制定的计划和方案。一个有效的团队合作，应该充分认识到各个环节的责任重心。只有每个环节得以完全实现，整体才能实现。不求面面俱到，但求独当一面。最终避免低效率运作，提高整体效率实现目标。

牢记每一位队员都会对你的团队有所帮助。谨慎地确立本团队的工作目标，并始终认真对待每一个目标。一个成功的团队最终要的不是人数，而是团队的工作方式——各队员在完成任务时如何各就各位。以下是三种基本的工作模式：

（1）重复性的任务和熟悉的工作要求队员们各有其确定的位置，独立完成工作，如同一条流水线；

（2）略带创造性的任务，要求队员们有固定的角色和工作程序，但同时还需要他们相互协调；