EA008163B1 - Способ подавления влияния воздушной волны от электромагнитных данных прибрежного частотно-регулируемого источника - Google Patents

Abstract

Способ подавления влияния воздушной волны от прибрежного частотно-регулируемого электромагнитного источника поисковых данных. Исследуемая область моделируется (111) с и (113) без верхнего воздушного слоя. Электромагнитное поле, обусловленное источником, вычисляется для наблюдаемых положений приемника для каждой позиции источника для обеих моделей. Различие между рассчитанными полями (116) для двух моделей - эффект воздушной волны, который вычитается (117) из данных поля для соответствующей геометрии источник-приемник.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к области геофизической разведки, и в частности к управляемому электромагнитному источнику разведки углеводородов. Более конкретно, изобретение относится к способу подавления влияния воздушной волны, возникающего в данных, получаемых в частотной области.

Уровень техники

Геофизические исследования с прибрежным управляемым электромагнитным источником (С8ЕМ) используют искусственные электрические и магнитные источники для возбуждения электромагнитных полей в земле и развертывания инструментов/приемников в океане, на морском дне и в буровых скважинах для измерения электрических и магнитных полей. На фиг. 1 показана схематическая диаграмма такого наблюдения с электромагнитным источником 11, соединенным кабелем с судном и приемниками 12, расположенными в океане и частично на морском дне 13. Измеряемые поля анализируются для исследования строения придонных земных структур. Эта технология применима не только для изучения океанической тектоники, но также при прибрежных углеводородных и минеральных исследованиях (Ά.Ό. СНасе с1 а1., в Е1сс1гот;щпсБс МеШобз ίπ ЛррНеб Сеорйузюз 2, 931-966 8оае!у о£ Ехр1огайоп Сеорйузю1з!з (1988); 8. Сопз!аЫе апб С.8. Сох, 1. Сеорйз. Кез. 101, 5519-5530 (1996); Ь. МасСгедог е! а1., Сеорйу. 1. 1п!., 146, 217-236 (2001); 8. ЕШпдзглб е! а1., Т1е Ьеабтд Ебде, 972-982 (2002); Т. Е16езто е! а1., Игз! Вгеак 20.3, 144-152 (2002)).

Электромагнитные сигналы, зарегистрированные приемниками, состоят из электромагнитных полей 21, 22 и 23, прошедших через землю 33, морскую воду 32 и воздух 31, соответственно, как показано на фиг. 2. Сигнал 23, прошедший частично через воздух, называют воздушной волной. В прибрежных электромагнитных геофизических исследованиях с управляемым источником обычно используются частоты ниже 1,0 кГц. Известно, что в этом квазистатическом режиме частоты проникновение электромагнитных волн в среду изменяется обратно пропорционально частоте волны и проводимости среды. Этот результат следует из теории явления скин-эффекта (ГЛ. 8!гайоп, Е1ес1готадпейс Тйеогу, р. 504, МасСгатеНй1 (1941)). Так как проводимость морской воды намного выше, чем воздуха и земли, электромагнитные сигналы в морской воде затухают намного быстрее, чем в воздухе и земле. Так, при расстоянии между источником и приемником приблизительно вдвое большем, чем глубина морской воды, зарегистрированные электромагнитные поля, главным образом, распространяются через воздух и землю. Однако только сигналы, проходящие через землю, несут информацию о строении придонных земных структур. Для глубоких придонных объектов 34 электромагнитные поля должны быть генерированы на низких частотах для гарантирования, что переданные электромагнитные сигналы 25 проникают на целевую глубину. К сожалению, для мелкой глубины воды относительно целевой глубины и на низких частотах сигнал воздушной волны может быть доминирующим в приемниках 12 при большом расстоянии до источника 11 так, что целевой сигнал становится едва различим. Очевидно, условия являются лучшими для С8ЕМ разведки, когда сигнал 25 доминирует над объединенными эффектами сигналов 21, 22 и 23.

Интерференция воздушной волны является проблемой, когда измерения осуществляются в частотной области, то есть, когда источник продолжает передавать свои сигналы, в то время как данные собираются в приемниках. Самый простой исходный сигнал - синусоидальный сигнал с выделенной частотой. Для эксплуатационной эффективности многократные частоты могут быть переданы в то же самое время в виде сложной формы волны, такой как прямоугольная волна. Дополнением к частотной области С8ЕМ является временная область С8ЕМ. Во временной области С8ЕМ источник включен и затем выключен после того, как передана желательная форма волны (например, импульс, прямоугольник или ступенчатая функция). Воздушная волна не может быть проблемой во временной области С8ЕМ, потому что воздушная волна будет зарегистрирована в более раннее время и отделится от целевых сигналов. Однако преимущества, предлагаемые в частотной области С8ЕМ в более сложном моделировании и программном обеспечении инверсии, более понятных результатах и в более высококачественных данных, делают частотную область С8ЕМ более широко используемой в геофизических исследованиях, чем временную область С8ЕМ. Поскольку квалифицированным специалистам в этой области техники будет понятно, что, несмотря на предыдущие замечания, все С8ЕМ данные фактически получены во временной области, то есть они собраны регистрирующим устройством как более или менее непрерывный поток чисел, с независимой переменной во времени, что отличием частотной области С8ЕМ являются способ, посредством которого проводится эксперимент (непрерывный источник), и способы, используемые для анализа и интерпретации данных, посредством чего данные разделяются на индивидуальные частотные компоненты, например Фурье-анализ.

Эффект воздушной волны может быть легко иллюстрирован с использованием простой одномерной (1Ό) слоистой модели. Как показано на фиг. 3, сверху вниз, модель состоит из пяти слоев: непроводящий воздух 31, морская вода 32 (проводимость=3,0 сименс/м, глубина которой будет изменяться согласно примерам ниже), илистые породы 33 (1,0 сименс/м, 1,0 км толщиной), резистивный слой продуктивного пласта 34 (0,01 сименс/м, 100,0 м толщиной) и геологический фундамент 35 (1,0 сименс/м). Если резистивный слой 34 является целевым и будет удален из этой модели, новая модель может быть определена как фоновая для первоначальной модели. Единичный горизонтальный электрический дипольный источник 11, направленный по оси X (НЕЭ.х). буксируется в направлении оси X на расстоянии 50 м от дна.

- 1 008163

Донный приемник 12 расположен прямо ниже серединой точки исходной линии буксировки (не показанный на фиг. 3).

Фиг. 4А-4С - графики амплитуды х-компоненты электрических полей (Ех) в зависимости от разнесения источника-приемника в х-направлении для этих Ю моделей и для ее фоновой модели. Глубина морской воды - 5,0 км на фиг. 4А, 1,0 км на фиг. 4В и 100 м на фиг. 4С. Фиг. 4Ό-4Ε показывают соответствующую развернутую фазу для тех же самых трех глубин морской воды. Развернутая фаза получена для изменения абсолютного скачка больше, чем в дополнении от π до 2π. Кривые из маленьких кругов представляют данные от 1Ό, модель и сплошные линии - от фоновой модели. Для глубины морской воды 5 км (фиг. 4А и 4Ό) наблюдается незначительное влияние воздушный волны на данные от обеих моделей для всех разнесений источника и приемника, представленных на фигуре. Большое различие между ГО модельными кривыми 41 и 43 и кривыми фоновой модели 42 и 44 указывает, что сигнал от резистивного слоя, утопленного на 1,0 км ниже морского дна, существенен, когда разнесение источника-приемника становится большим чем ~2 или 3 км. (Недостаточное различие между модельными и фоновыми кривыми для маленького интервала источник-приемник обусловлено соответственно низким ослаблением водного участка 22 и донного участка 21. Вклад от этих двух сигналов доминирует над принятым сигналом для приемников с небольшим смещением (разнесением источник-приемник), даже с целевым слоем в модели.) Когда глубина морской воды уменьшается до 1,0 км (фиг. 4В и 4Е), различие между этими двумя кривыми значительно снижается из-за влияния воздушной волны, то есть на участке 23 на фиг. 2, теперь за счет прохождения через воду, количество которой намного меньше, следует уменьшение ослабления нежелательной воздушной волны. Этот эффект увеличивается с увеличением расстояния. При расстояниях больше чем ~ 6 или 7 км влияния воздушной волны доминируют в принимаемом сигнале для фоновой модели. Это может быть видно на кривых фоновой модели 46 и 48 на фиг. 4В и 4Е, в частности, по разрыву в наклоне амплитудной кривой 46 в районе 6 км и постоянству фазы на фазовой кривой 48 свыше ~7 км. Однако никакие такие особенности не появляются в данных кривых 45 и 47 для Ю модели с утопленным резистивным слоем, потому что сигнал от утопленного резистивного слоя все еще сильнее, чем влияние воздушной волны для Ю модели с 1,0-километровой глубиной воды. Этого больше не происходит, когда глубина морской воды 100 м, для чего на фиг. 4С представлены данные модели с и без резистивного утопленного слоя продуктивного пласта, едва различимые по амплитуде для всех расстояний. (Различие между двумя кривыми на фиг. 4Е для расстояния больше чем ~3 км, - это прежде всего эффект бесконечного продолжения Ю модели, используемого для получения сигнала от цели; фиг. 9В показывает, по существу, устранение этого эффекта с более реалистической моделью. Материалы были бы значительно хуже для данных поля с шумом. Это подразумевает, что эффект влияния воздушной волны доминирует над полученным сигналом даже при том, что сигнал от поддонной цели сильный. Результаты этого примера ясно демонстрируют проблему влияния воздушной волны.

Влияние воздушной волны было исследовано СНауе и Сох в их теоретической цифровой модели для изучения прибрежного СЕ8М при исследовании с горизонтальным электрическим дипольным источником (Α.Ώ. Сйауе апб С.8. Сох, 1. Оеорйук. Век. 87, 5327-5338 (1982)). Сйауе и Сох поняли, что эффект глубины морской воды будет значителен при больших разнесениях источник-приемник, низких частотах или в относительно мелкой воде. Они указали на то, что эффект может быть включен в теорию, если глубина воды и положение источника точно определены, но они не раскрыли никакого метода вычисления эффекта или удаления его из С8ЕМ данных.

Е1бекшо и другие в статье ΕιγκΙ Вгеак, процитированной ранее, не только описали особенности влияния воздушной волны на амплитуду и фазу, но также и наблюдаемый диапазон, в котором воздушная волна доминирует в отклике, и потерю информации о сопротивлении морского дна, увеличивающуюся с уменьшением частоты и глубины воды. Эффект влияния воздушной волны, таким образом, может быть минимизирован выбором соответствующих частот передачи и планированием изысканий на глубокой воде, в которой цель находится на относительно небольшой глубине ниже морского дна. Однако тактика работы вне диапазона доминирования воздушной волны с тщательным выбором частоты передачи и перспективы обзора не может использоваться для изысканий, где влияние воздушной волны неизбежно для частот, которые необходимы для возбуждения цели для формирования регистрируемых сигналов.

При теоретическом изучении электромагнитного исследования морского дна, используя вертикальный магнитный диполь (УМО), Соддоп и Могпкоп установили, что в случае слабопроводящего морского дна полные горизонтальные магнитные поля являются результатом энергии, распространяющейся двумя основными путями: через основание (морское дно) и через воздух только выше морской поверхности. Они также вычислили вклад воздуха и сравнили его с фактическим эффектом на границе море/воздух для того, чтобы продемонстрировать, что полный бесфазовый отклик магнитного поля является приблизительно простой суммой вкладов воздушного и донного пути (ЕН. Соддоп апб Н.Е. Моткоп, Оеорйукюк 35, 476-489 (1970)). Однако это вычисление вклада воздушной волны выполнено, прежде всего, для проверки концепции о двух основных путях распространения энергии без увеличения целевого сигнала для удаления влияния воздушной волны на измеряемые данные, как позволяет изобретение. В заключении авторы об использовании своего исследования подводят итог в цитате: На практике часто желательно

- 2 008163 работать с Ό/В выше этого минимума так, чтобы изменениями в глубины моря можно было пренебречь. Ό - глубина воды, и В - разнесение источника-приемника. Таким образом, подобно Е1бе8то и другим, Соддоп и Моглкоп показывают, как избежать условий типа мелкой воды или больших разнесений источника-приемника, которые имеют тенденцию делать воздушные волны серьезным шумовым источником в С8ЕМ данных.

Соответственно, имеется потребность в надежном способе подавления влияния воздушной волны в частотной области С8ЕМ данных, применяющемся, где такой шум не устраним. Настоящее изобретение удовлетворяет эту потребность.

Сущность изобретения

В одном варианте осуществления настоящее изобретение относится к способу подавления влияния воздушной волны от прибрежного частотно-регулируемого электромагнитного источника поисковых данных, который включает следующие этапы: (а) формирование модели области, имеющей верхний воздушный слой, средний морской водный слой и слой земли основания, с моделью, отражающей известную глубину области и известную проводимость воздуха, морской воды и земли; (Ь) использование модели для вычисления электромагнитного поля во всех местоположениях приемника для каждого положения источника; (с) замена воздушного слоя в модели с большим количеством морской воды для формирования модели без воздуха; (б) вычисление полей для такой же геометрии источник-приемник для модели без воздуха; (е) нормализация параметров приемника и источника между двумя вычисленными откликами и поисковыми данными; (1) вычисление влияния воздушной волны путем вычитания безвоздушного поля из соответствующего поля для модели с воздухом; и (д) коррекция данных поля путем вычитания вычисленного эффекта воздушной волны для каждого местоположения приемника при каждом положении источника.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение и его преимущества будут лучше понятны при обращении к следующему детальному описанию и прилагаемым чертежам, где фиг. 1 - схематичный чертеж С8ЕМ наблюдений;

фиг. 2 - схематическая диаграмма путей распространения электромагнитного сигнала для С8ЕМ наблюдений;

фиг. 3 иллюстрирует одномерную слоистую модель земли в океаническом местоположении, также показывая С8ЕМ положение приемника и источника;

фиг. 4А-С - графики амплитуды х-компоненты электрического поля Ех в зависимости от разнесения источника-приемника для различной глубины воды, рассчитанных для модели фиг. 3;

фиг. 4Ό-Ε - графики развернутой фазы в зависимости разнесения источника-приемника, рассчитанного для модели для тех же самых трех глубин воды;

фиг. 5А и 5В иллюстрируют фундаментальные модели с и без верхнего слоя воздуха;

фиг. 6А-С иллюстрируют модели, используемые в одномерном примере, на 6 А показана полная модель, на 6В показано удаление целевого слоя (продуктивного пласта) (с фоновой на основании воздуха моделью), и на 6С показано удаление целевого и воздушного слоев (фоновая модель без воздуха);

фиг. 7Α-Ό показывают смоделированные в частотной области С8ЕМ результаты для 1-Ό примера, сравнение скорректированной амплитуды (7 А) и фазы (7В) с скорректированной амплитудой (7С) и фазой (7Ό);

фиг. 8А-С иллюстрируют модели, используемые в трехмерном примере, на 8А показана полная модель, на 8В показано удаление целевого слоя продуктивного пласта, и на 8С показано отсутствие целевого слоя или воздушного слоя;

фиг. 9Α-Ό показывают моделирование результатов С8ЕМ для трехмерного примера, сравнение некорректированной амплитуды (9 А) и фазы (9В) с скорректированной амплитудой (9С) и фазой (9Ό);

фиг. 10 А и 10В показывают теоретические результаты для амплитуды Ех (10Α) и развернутой фазы (10В) для трехмерного примера; и фиг. 11 показывает блок-схему основных этапов в способе согласно настоящему изобретению.

Изобретение будет описано в связи с его предпочтительным вариантом осуществления. Однако степень этого последующего детального описания является определенной к специфическому варианту осуществления или частному использованию изобретения, это предназначено только для иллюстрации и не должно рассматриваться как ограничение возможностей изобретения. Напротив, оно предназначено охватить все альтернативы, модификации и эквиваленты, которые могут быть включены в сущность и объем изобретения, как определено в представленной формуле изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Настоящее изобретение относится к способу подавления эффекта воздушной волны в прибрежных частотных С8ЕМ данных. Это требует последовательного ввода информации, подлежащей измерению, рассчитанной или заранее известной или оцененной:

a. вычисление электромагнитных полей для данной модели и каждой предписанной геометрии источника и приемника;

b. измерение глубин области наблюдений;

- 3 008163

с. измерение профиля проводимости морской воды в области наблюдений;

б. измерение (или получение информации иным способом) проводимости морского дна в области наблюдений;

е. измерение амплитуды и фазы электрического излучаемого сигнала одним или более источниками для каждой выбранной позиции;

ί. измерение электромагнитных сигналов одно- или многокомпонентными приемниками, которые расположены в предварительно выбранных положениях;

д. измерение положения электромагнитных приемников для каждой из выбранных позиций; и

11. измерение положения источников (концы или/и поток проводной линии) для каждой из выбранных позиций.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения положение и ориентация источника и приемника измеряются с использованием таких технических методов, как акустические методы суперкороткой базовой линии (88ВЬ), глобальная система позиционирования (СР8), магнитный компас, инерционная навигация, другими техническими методами, известными в позиционировании и навигации.

Для данных поля с эффектом воздушной волны (ЕИАА) основные этапы настоящего способа согласно изобретению выполняются в последовательности (номера ссылок относятся к блок-схемам фиг. 11): 111 - построение фоновой модели с воздушным слоем (МАА) с той же глубиной, проводимостью морской воды и проводимостью дна в области наблюдений (фиг. 5А); 112 - вычисление электромагнитного отклика (ЭАА) для фоновой модели с воздушным слоем для каждого положения приемника и источника, для заданной геометрии в области наблюдения; 113 - построение фоновой модели без воздушного слоя (ΜΝΑ), с заменой воздушного слоя в верхней части фоновой модели с воздушным слоем (МАА) слоем морской воды с проводимостью поверхностного морского слоя (фиг. 5В); 114 - вычисление электромагнитного отклика (ΌΝΑ) для фоновой модели без воздушного слоя для каждого положения приемника и источника, для заданной геометрии в области наблюдения; 115 - нормализация (в случае необходимости) параметров приемника и источника (таких, как длинна антенны и мощность источника) между двумя вычисленными откликами и полевыми данными; 116 - вычисление эффекта воздушной волны (ААЕ) посредством вычитания отклика воздушной модели без воздушного слоя из отклика фоновой модели с воздушным слоем, ΑАЕ=^АΑ-^NΑ; и 117 - коррекция посредством вычитания воздушной волны из полевых данных для каждой заданной геометрии источника и приемника, Ε^NΑ=Ε^АΑ-ΑАЕ. Результирующими данными будут скорректированные данные с удаленным влиянием воздушной волны.

Квалифицированные специалисты в данной области техники осознают, что этапы 112 и 114 приводят к решению системы уравнений Максвелла для определенного положения источника и приемника и заданных параметров модели и с непрерывным излучением волны, используемой для получения данных при режиме обработки в частотной области. Аналитическое решение уравнений возможно для одномерной модели, возбуждаемой дипольным источником (1.А. Копд, Е1ес1тотадпейс Аауе Тйеогу, 2^пб Еб., 312321, 1ойп, Абеу & 8оп§, 1пс (1990)). Аналитические решения не существуют для двухмерной или трехмерной модели, кроме некоторых простых конфигураций типа сфер и цилиндров, где границы проводимости соответствуют поверхности постоянной координаты. Поэтому для многомерных моделей используются численные методы (С.А. Нойтапп, ш Е1ес1тотадпейс Ме1йоб§ ш Аррйеб Сеорйумск, 313-363, 8ос1е1у о! Ехр1ота1юп СеорйубсМх (1988)).

С8ЕМ источник может, без ограничения, иметь один из следующих типов или их комбинаций: (1) горизонтальный электрический диполь; (2) вертикальный электрический диполь; (3) горизонтальный магнитный диполь; и (4) вертикальный магнитный диполь. Квалифицированные специалисты в данной области поймут, что термин диполь не используется здесь в самом строгом смысле, который относится к бесконечно малому источнику. Источник может буксироваться на любой глубине или стационарно находиться в воде или на морском дне. Стационарные источники дают более точные результаты измерений, но в результате при низкой эффективности получения данных. Как правило, источник буксируется на 20-80 м выше морского дна, при скорости 1-4 узлов. Такие более медленные скорости предпочтительны для лучшего позиционирования источника и незначительного искажения формы волны из-за движения источника, например эффекта Допплера. Как в случае источника, приемники могут буксироваться, стационарно устанавливаться на дно или в буровых скважинах. Стационарные приемники будут иметь низкий шум и более точно позиционироваться.

Точность результатов настоящего изобретения будет зависеть от того, насколько хорошо фоновые модели (МАА и М^А) представляют фактические структуры электрической проводимости ниже морского дна в области наблюдения. Проводимости ниже морского дна могут быть получены известными спосабами, включая (а) каротаж; (й) магнитотеллурические измерения; или (с) результат инверсии собранных С8ЕМ данных.

Вышеописанный способ согласно настоящему изобретению эффективно подавляет воздушную волну и увеличивает целевой сигнал. Изобретение было проверено на синтетических данных. Далее приведены результаты для двух тестовых моделей.

Примеры

Во всех последующих примерах принято, что единичной силы передатчик генерирует излучение на

- 4 008163 частоте 0,25 Гц. Это значение выбрано только для иллюстративных целей, и тем, кто специализируется в данной области, понятно, что оно никоим образом не ограничивает настоящее изобретение.

Модель 1Ό, показанная в фиг. 6 А, использовалась для формирования набора данных, используемых как данные поля, которые имеют эффект воздушной волны (номера ссылки на фиг. 5А-5В и 6А-6С определены как для фиг. 3). Эти данные (ЕЭ\УЛ) графически показаны на фиг. 7А (амплитуда в зависимости от разнесения) и 7В (фаза в зависимости от разнесения). Эти данные являются кривыми из маленьких кругов, обозначенные как 71 и 72. Модель, по существу, та же самая, как на фиг. 3, за исключением того, что толщина слоя морской воды 250,0 м для этого примера. Как показано на фиг. 3 (но не показано на фиг. 6), направленный по оси х горизонтальный электрический дипольный источник буксируется на 50,0 м выше морского дна в направлении оси х от -15,0 до 15,0 км. Приемник расположен на морском дне непосредственно ниже середины линии буксировки источника. Соответствие фоновой модели с воздушным слоем (М\УА) и фоновой модели без воздушного слоя (ΜΝΑ) показано на фиг. 6В и 6С соответственно. Отклики этих двух моделей вычислены и представлены графически. Кривые 73 и 74 на фиг. 7 А и 7В являются откликом Э\УА. произведенным от модели М\УА согласно фиг. 6В. Отклик ΌΝΑ от модели ΜΝΑ представлен кривыми 75 и 76 на фиг. 7С и 7Ό. Эффект воздушной волны (А\УЕ) вычислен вычитанием ΌΝΑ из Э\УА. Нормализация осуществлялась установкой параметров приемника и источника таких же, как для сгенерированных данных поля и вычисленных откликов от двух фоновых моделей. Тогда влияние воздушной волны удаляется из данных поля вычитанием А\УЕ из ЕЭХУА, и скорректированные данные (ΕΌΝΑ) показаны на фиг. 7С и 7Ό как кривые 77 и 78. Может быть отмечено, что на фиг. 7А и 7В показаны нескорректированные данные поля по сравнению с фоновыми, очень похожие на результаты на мелкой воде на фиг. 4С и 4Е, где воздушная волна доминирует, и, таким образом, нет никакого разделения по амплитуде между целевыми данными и фоновыми данными. Напротив, скорректированные данные поля согласно фиг. 7 С и 7Ό очень похожи на результаты при глубокой воде, показанные в фиг. 4А и 4Ό, где есть хорошее разделение между целевыми данными и фоновыми данными, потому что влияние воздушной волны незначительно для глубокой воды. Эффект воздушной волны также незначителен на фиг. 7С и 7Ό, потому что он был подавлен способом согласно настоящему изобретению.

Фиг. 8А показывает трехмерную модель, которая использовалась для получения синтетических данных поля (ΕΌνΑ) с эффектом воздушной волны. Эти данные представлены (данные в виде маленьких кружков) на кривых 91 и 92 на фиг. 9А и 9В. Модель состоит из воздуха 31, морской воды 32, резистивной квадратной плиты конечных размеров 81 и однородной земли 33. Верхняя часть модели - проводящее воздушное полупространство, в то время как основание - однородная земля с проводимостью 1,0 сименс/м. Резистивная плита - 4,0 км х 4,0 км х 200 м с проводимостью 0,01 сименс/м и утоплена на 1,0 км ниже морского дна. Слой морской воды толщиной 250,0 м, и его проводимость увеличивается ступенчато от 3,0 сименс/м в основании до 5,0 сименс/м на поверхности моря. Горизонтальный электрический дипольный источник, направленный по оси х 11, буксируется на 50 м выше морского дна вдоль оси х от -15 до 15 км. Замкнутые изогнутые линии, выходящие из источника, представляют электромагнитное поле, сформированное источником. Пять приемников 12 развернуты на морском дне. Один приемник расположен непосредственно выше центра плиты и ниже средней точки линии буксировки источника. Другие четыре приемника разнесены с 1,0-километровом интервалом по линии буксировки (положительный х), однако, только данные от одного приемника, расположенного непосредственно выше края резистивной плиты, используются в этом примере. Соответствующая фоновая модель с воздушным слоем (ΜνΑ) и фоновая модель без воздушного слоя (ΜΝΑ) показаны на фиг. 8В и 8С соответственно. Отклики этих двух моделей (названные как Ω\νΑ и ΌΝΑ соответственно) вычислены. Ω\νΑ показано на фиг 9А и 9В как кривые 93 и 94. ΌΝΑ представлена на фиг. 9С и 9Ό как кривые 95 и 96. Эффект воздушной волны (Α\νΕ) вычислен посредством, вычитания ΌΝΑ из Ω\νΑ. Эффект воздушной волны тогда удаляется из данных поля вычитанием Α\νΕ из ΕΩ\νΑ. Данные с скорректированной амплитудой и фазой (ΕΌΝΑ) показаны как кривая 97 на фиг. 9С и кривая 98 на фиг. 9Ό. Фиг. 9А и 9В показывают, что эффект воздушной волны очень затрудняет прогнозирование наличия цели, даже при том, что цель является очень большой. Однако фиг. 9С и 9Ό показывают, что на скорректированных данных четко разделяется целевой сигнал от фона. Фиг. 10А и 10В показывают теоретические данные без эффекта воздушной волны 101 и 102. Теоретический результат рассчитан для модели, показанной на фиг. 8А с воздушным слоем, замененным морской водой тем же самым способом, которым электрические поля рассчитаны на этапах 112 и 114 на фиг. 11. Сплошные кривые 95 и 96 - данные ΌΝΑ, т.е. рассчитанные для модели согласно фиг. 8С. Сравнение кривой 101 и кривой 95 на фиг. 10А и сравнение кривой 102 и кривой 96 на фиг. 10В указывают, что коррекция является очень эффективной. Этот пример показывает эффективность настоящего изобретения в подавлении эффекта воздушной волны для трехмерной модели.

Предшествующее описание направлено на раскрытие вариантов осуществления настоящего изобретения с иллюстративной целью. Однако для специалистов в данной области техники будет очевидно, что возможны многие модификации и разновидности описанного применения. Например, изобретение обсуждалось с использованием горизонтального электрического диполя как примера электромагнитного источника; однако, изобретение одинаково применимо к любому Ο8ΕΜ источнику, например к вертикальному магнитному диполю. Также изобретение работает в пресной воде так же хорошо, как и в соленой

- 5 008163 воде, и слово море должно интерпретироваться соответственно. Все подобные модификации и варианты входят в объем настоящего изобретения, как определено в представленной формуле изобретения.

Claims (5)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ подавления влияния воздушной волны от частотно-регулируемого электромагнитного источника данных наблюдения, собираемых на областях, покрытых морем, содержит следующие этапы:

   (a) формирование первой модели области, имеющей сверху вниз воздушный слой, слой морской воды и слой морского основания, указанная модель отражает известную глубину и проводимость;

   (b) вычисление электромагнитных полей, вызванных источником для всех положений источника и приемника в области наблюдений, заданных для первой модели;

   (c) формирование второй модели области путем замещения воздушного слоя в первой модели морской водой и затем вычисление электромагнитных полей для второй модели при тех же самых положениях источника и приемника;

   (б) нормализация параметров приемника и источника между вычисленными полями и наблюдаемыми данными;

   (е) вычисление эффекта воздушной волны путем вычитания поля, полученного для второй модели, из поля, полученного для первой модели, в каждом положении приемника для каждого положения источника; и (ί) вычитание вычисленного эффекта воздушной волны производится из фактических данных наблюдений в каждом положении приемника для каждого положения источника.
2. 2. Способ по п.1, в котором электромагнитные поля вычисляются путем решения уравнений Максвелла.
3. 3. Способ по п.1, в котором параметры приемника и источника относятся к длине антенны и интенсивности источника.
4. 4. Способ по п.1, в котором источник относится к одному из следующих типов: горизонтальный электрический диполь; горизонтальный магнитный диполь; вертикальный электрический диполь; вертикальный магнитный диполь; комбинация предыдущих типов источников.
5. 5. Способ по п.1, в котором этапы вычислений используют измерения положения и ориентации для источника и приемников, которые получены с использованием по меньшей мере одного из следующих средств: (а) акустических способов; (Ь) системы глобального позиционирования; (с) магнитного компаса; и (б) инерционной навигации.