前 言

为规范时频电磁法勘探，更好的为找油找气服务，特制定本标准，本标准对时频电磁法的设计、采集、资料处理和解释提出了具体要求。

本标准的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。

本标准由石油物探专业标准化委员会提出并归口。

本标准起草单位：东方地球物理勘探有限责任公司综合物化探事业部。

本标准起草人：何展翔、黄 洲、董卫斌。

时频电磁法勘探技术规程

1　范围

本标准规定了时频电磁法（TFEM）技术设计、野外施工、资料处理和解释等工作的基本要求。

本标准适用于陆上油气时频电磁法（TFEM）勘探。

2　规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

SY/T 5171 石油物探测量规范

SY/T 5930 大地电磁测深仪器的使用与维护

SY/T 6055 重力、磁力、电法、地球化学勘探图件

3　缩略语

TFEM

英文全称 Time frequency electromagnetic method，简称TFEM,中文称时频电磁法。

4　方法功能及应用条件

4.1 方法功能

4.1.1 研究局部构造形态、断裂性质及展布特征。

4.1.2 预测已知构造圈闭或岩性圈闭的含油气性。

4.1.2 圈定有利含油气范围。

4.2 应用条件

4.2.1 目标层与围岩存在明显的电性差异。

4.2.2 探测目标所引起的异常能够观测到并且被提取出来。

4.2.3 电磁噪声和人文干扰因素不会产生难以控制的影响。

5　技术设计

5.1 设计前准备工作

5.1.1 收集的主要资料包括：

——地质资料；

——地层、岩石等物性资料；

——钻井和测井资料；

——物探资料；

——测绘资料；

——自然、人文、经济及地理资料；

——其它。

5.1.2 测区踏勘：了解施工条件（地形、交通、人文、气候等），调查电磁干扰源及其特征。

5.2 参数设计

5.2.1 根据收集的地质、地球物理资料，建立测区地电模型，进行正演计算，合理设计激发频率和采集时间。

5.2.2 频率域观测参数设计

a) 最小方波周期由最小研究深度和这一深度以上的总纵电导确定：

(1)

式中：Smin—观测剖面上的最小研究深度的总纵电导，单位为西门子（S）；

Hmin—最小观测深度，单位为米（m）；

b) 最大方波周期由最大研究深度及以上的总纵电导确定：

. (2)

式中：Smax—观测剖面上的最大研究深度以上的总纵电导，单位为西门子（S）；

Hmax—最大观测深度，单位为米（m）。

c) 设计的频段范围应该包括依据式（1）和式（2）计算的方波周期，设计的频率值应在该频段范围内均匀分布。

5.2.3 时间域观测参数设计

采用周期性方波激发电磁场时，建场持续的时间由下式估算:

(3)

式中：r－发射和接收之间的垂直距离，单位为米（m）。

5.3 测网设计

5.3.1设计测网的原则

平行于发射源的测线长度，受发射源A、B两接地点处的辐射线限制，辐射线相对于发射源轴的夹角为105°（见图1）。

图1 时频电磁法观测范围及测点布设示意图

5.3.2 测线离发射源的最小距离由下式估算：

(4)

式中：ymin—测线离发射源的最小距离；单位为米（m）；

Smin—观测剖面上的最小电导率，单位为西门子（S）；

Hmin—最小观测深度，单位为米（m）；

Vmin—观测信号的最小有效值，单位为豪伏（mV）；

I—供电电流，单位为安培（A）；

AB—两供电极之间的距离供电线的长度，单位为米（m）；

q—磁棒或线圈的有效面积，单位为平方米（m ）。

5.3.3测线离供电源的最大距离由下式估算:

(5)

式中： ymax—测线离供电源的最大距离，单位为米（m）；

—观测剖面上的最大电导率，单位为西门子（S）；

—观测剖面上平均电阻率值，单位为欧姆•米（Ω•m）；

Vmin—观测信号的最小有效值，单位为毫伏（mV）；

AB—两供电极之间的距离供电线的长度，单位为米（m）；

I—供电电流，单位为安培（A）；

q—磁棒或线圈的有效面积，单位为平方米（m ）。

5.3.4 二维勘探时，建议线、点距见表１。

表1 二 维 勘 探 线 点 密 度 表

比例尺 测 线 距

m 测 点 距

m

1:25 000 500 50～100

1:50 000 1000 100～200

1:100 000 2000 200～500

5.3.5 三维勘探，建议线、点距见表2。

表2 三 维 勘 探 测 网 密 度 表

比例尺 测 线 距

m 测 点 距

m

1:10 000 100～200 25～50

1:25 000 250～500 100～200

5.3.6 主测线应垂直于主构造走向布置。

5.3.7 设计测线宜与测区内已知的其它物探测线一致，测点宜与已有的钻孔靠近。

5.3.8 设计测线可避开城镇、密集的居民点及严重干扰源。

5.4 设计书

5.4.1主要内容包括：

a) 地质任务和工作量；

b) 测区地理、地质概况及地层和岩石物性特征；

c) 测线和测点布设；

d) 野外施工方法及技术要求；

e) 资料处理解释工作；

f) 队伍组织、仪器配备及进度安排；

g) 完成任务的措施；

h) 其它。

5.4.2 主要图件应包括：

a) 工区位置；

b) 测线设计。

6　野外工作

6.1 仪器准备和测试

6.1.1 道间一致性测定

在施工区内选择固定点，于施工前、后进行道间一致性测定；一致性测定归一化振幅和相位的均方相对误差 应不大于2％。

按下式计算：

式中：

n──仪器观测频点数，单位为个；

N──投入施工仪器道数，单位为道；

Aij──仪器第j道第i个频点的振幅或相位，单位为豪伏或豪弧度（mV或mrad）；

──仪器第j道第i个频点的振幅或相位平均值，单位为豪伏或豪弧度（mV或mrad）。

6.2 发射源布设

6.2.1发射源应布设在构造简单、电性比较均匀的地方，宜使研究对象处于观测区域的中心位置。

6.2.2 测区不能由一个发射源所覆盖时，同一测线在变换发射源时至少应有两个点的重复观测。

6.2.3 发射源电源线绝缘电阻应大于5MΩ，发射源AB电阻宜小于20Ω，在干旱地区可采用多根电极并联、挖深坑、填粘土、浇盐水等方法降低接地电阻。

6.3 测线、测点布设

6.3.1 实际测线允许在设计测线距10％范围内调整，施工困难地区可在20％范围内调整。

6.3.2 施工中如所获资料表明原设计的测线长度不足以完成地质任务时，应延长测线。

6.3.3 测点不应选在山顶、狭窄的深沟、岩石裸露或电磁干扰源附近。

6.3.4 点位不能布设在明显的局部电性不均匀体上或附近。

6.3.5 测点宜避开干扰源的距离见表3。

表3 测点与干扰源的距离

序号 干扰源类型 测点避开距离

m

1 工厂、矿山、电气铁路、变电所 ≥2000

2 广播电台、雷达站、通讯基站等 ≥1000

3 高压电力线 ≥500

4 繁忙的公路、钻井平台 ≥200

6.3.6 测点平面坐标和高程应实测。

6.3.7 测点处应埋设木桩，桩上标明测点的线点编号和施工单位。

6.4 观测装置及布设

6.4.1 水平电分量（Ex）、水平磁分量（Hy）和垂直磁分量（Hz）以排列方式沿测线多道观测。

6.4.2 按设计规定的电偶极长度布极，电偶极距及方位应实测，测距误差应小于1％，方位误差应小于1°。

6.4.3 电极接地电阻应不大于2kΩ。在沙漠、戈壁、高阻岩石出露区，宜采用多电极并联、电极四周垫土等措施降低接地电阻。

6.4.4 电极埋入土中应不小于30cm，保持与土壤接触良好，两电极埋置条件要求相同，不应把电极埋在树根处、流水旁、繁忙的公路边，同时应避免埋设在沟、坎处，且两极相对高差与极距之比应小于10％；地形复杂区，应小于20％。

6.4.5 水平磁棒方位偏差和水平度偏差均应不大于1°，埋深应不小于30cm。水平磁棒埋置后需用土压实，保证磁棒与土壤接触良好、稳定。

6.4.6 垂直磁棒入土深度应大于磁棒长度的2/3，露出地面部分用土压实，且磁棒水泡居中。

6.4.7 电极、磁棒联线、接入仪器或前放盒的电缆均不能悬空或并行放置，需压实或掩埋，防止晃动。

6.4.8各信号线的绝缘电阻应大于2MΩ。

6.5 数据采集与记录

6.5.1 数据采集与记录之前应检查的内容有：

a) 仪器与传输线连接是否牢固；

b) 按仪器操作说明书进行各项测试；

c) 记录参数应齐全正确；

d) 进行背景场采集，以观测各道的干扰情况；并进行试采集，以观测各道的信号幅值大小；

6.5.2 发射和接收按设计的频率同步进行数据采集。

6.5.3 测点布极员和操作员应现场填写布极班报及操作员记录表，格式见表A1。

6.5.4 发射极布极员和操作员应现场填写发射布极班报和发射操作员记录表，格式见表A2、表A3。

6.6 检查点

6.6.1 检查点是不同时间、不同采集站的重复测点。检查点应选在干扰背景平静的地区。

6.6.2 应在测区平面上和时间上分布均匀。

6.6.3 检查点不得少于测点数的3％。

6.6.4检查观测点与原观测点的全频段振幅曲线和相位曲线，要求形态一致、对应频点的数值接近，经电流归一后的振幅和相位的均方相对误差 不大于5％，并编制误差统计表。均方相对误差 按下式计算：

式中：

n ──仪器观测频点数，单位为个；

Ai ──检查观测时第i个频点的振幅或相位，单位为豪伏或豪弧度（mV或mrad）；

Ai' ──原观测时第i个频点的振幅或相位，单位为豪伏或豪弧度（mV或mrad）；

——第i个频点的振幅或相位的平均值，单位为豪伏或豪弧度（mV或mrad）。

6.6.5 强干扰区，检查点均方相对误差达不到6.6.4规定时，应在设计中提出具体要求。

6.7 频率域资料质量评价

6.7.1 全频段振幅曲线和相位曲线的质量评价分为：

a) Ⅰ级：85％以上频点的数据，连续性好，能唯一确定曲线；

b) Ⅱ级：75％以上频点的数据，无明显脱节现象，曲线形态明确；

c) III级（不合格）：数据点分散,不能满足Ⅱ级的要求。

6.7.2 每个测点的振幅（A）曲线和相位（）曲线应分别评定，并对两条曲线按级登记，格式参见附录B中表B2，对III级曲线应注明不合格原因。

6.8 时间域资料质量评价

据原始资料回放评价总分划分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，原始资料回放标准见表5。

表5 原始资料回放评价标准

评 价 项 目 总 分

有效信号对数

（30分） 信噪比

（30分） 干扰级的评价

（40分）

1.达到要求数，满分30；

2.为达到要求数，每少10对减3分； 按回放单记录信噪比评价：

1.大于5，30分；

2.小于5，则信噪比每减1，得分相应减5分；

3.小于1，废品； 1.无干扰，0级，40分；

2.有可视微小干扰，1级，30分；

3.有明显干扰，但可叠加压制，2级，20分；

4.有明显干扰，但可滤波压制，3级，10分；

5.不满足以上条件，4级，作废。 Ⅰ级≥80分

Ⅱ级≥60分

Ⅲ级∠60分

6.9 测点质量综合评价

质量评价分为：

a) Ⅰ级：一个测点的频率域曲线和时间域资料回放评价均为Ⅰ级；

b) Ⅱ级：一个测点的频率域曲线和时间域资料回放评价为Ⅱ级以上（含Ⅱ级）。

c) III级（不合格）：不能满足Ⅱ级的要求。

6.10 野外工程质量评价

测点质量Ⅰ级品率不小于80%，III级品率不大于2%，视为野外工程质量合格。

6.11 仪器的使用与维护

执行SY/T 5930

6.12 测量工作

执行SY/T 5171

7　野外资料验收

7.1 原始资料

a) 原始数据；

b) 仪器测试记录；

c) 布极班报及操作员记录表。

7.2 现场处理资料，主要包括：

——实际材料图；

——全频段振幅(A)和相位（）曲线。

7.3 统计表，主要包括：

——磁探头标定误差统计表；

——仪器一致性误差统计表

——检查点误差统计表；

——物理点振幅曲线、相位曲线及物理点质量评定表，参见附录B中表B•1；

——生产时效统计表，参见附录B中表B•2。

7.4 初步处理成果，主要包括：

——层电阻率、极化相位差异常图；

——场分量异常图；

——深度－电阻率断面图。

7.5 测量资料，应包括：

——点位测量记录；

——检查点误差统计表。

7.6 野外生产工作总结报告

内容主要有：

a) 任务来源、地质任务、工区位置、工作量；

b) 任务完成情况；

c) 仪器测试、使用情况；

d) 方法技术及质量情况；

e) 质量保证措施；

f) 初步成果分析;

g) 其它。

8　室内资料处理与解释

8.1 时间域资料处理和解释

8.1.1 叠前处理：根据信号特征分析选择处理参数。

8.1.2 叠加处理：得到光滑的时间域叠加曲线。

8.1.3 叠后处理：进行平滑滤波、反褶积等处理，计算得到电导、电阻率等参数。

8.1.4 根据处理结果进行异常场的求取，得到异常场。

8.1.5 对异常场进行各种滤波、求导处理，形成时间剖面。

8.1.6 根据已知的测井、地震等资料，做测井电性相对变化曲线。

8.1.7 了解剖面地质结构，建立剖面地电地质模型，用测井电性相对变化曲线标定井旁剖面，

确定深度标定的系数，得到深度剖面。

8.1.9 根据得到的深度剖面开展地质解释。

8.3 提交的图件

处理后应提交电导和电阻率剖面图

——深度一电阻率断面图

——地质、地理物理综合解释剖面图；

——断裂展布图

——局部构造图；

8.3 频率域资料处理和解释

8.3.1 对激发电流和采集记录进行以下处理

a) 对曲线进行去噪和叠加处理；

b) 对叠加后的周期信号进行谱分析,将不同的频率资料组成总频谱。

8.3.2 利用激发电流对采集记录数据进行归一化处理

8.3.3 计算相关参数电性和极化参数并对奇异点去除、滤波处理。

8.3.4 提取各测线电阻率异常信息，绘制相关剖面图件。

8.3.5 提取各测线极化异常信息，绘制相关剖面图件。

8.3.6 提取相位、层电阻率，绘制平面分布图。

8.3.7 根据已知的测井、地质、地震资料，分析各参数异常的变化规律。

8.3.8 定性判断异常的性质，进行定性解释。

8.3.9 利用已知资料进行标定，结合各参数剖面和平面异常，进行定量解释。

8.4提交的图件

——层电阻率异常图；

——极化相位差异常图。

——目的层含油气性预测平面图。

8.5 图件的制作

执行SY/T 6055

9　成果报告

9.1 正文

a) 地质任务及任务完成情况

b) 工区位置、概况、前人工作程度及主要研究成果；

c) 测区地质及地球物理特征；

d) 野外工作方法技术及质量情况；

e) 资料处理及解释；

f) 地质－地球物理综合解释；

g) 结论与建议。

9.2 附图

a) 定性解释图件；

b) 地质解释推断图件；

c) 综合对比图件；

d) 其它。

9.3 附件

需要说明的材料。

附录 A

（资料性附录）

野外工作班报格式

A.1　时频电磁野外接收记录格式见表A.1

表A.1 时频电磁布极班报及操作员记录表

日期： 测线号： 排列号： 场源： 测线方位：

点号 FAM 道号 电极电

阻（Ω） 磁棒号 VDC（mv） 周期

（ms） 脉冲对 文件名

备注：

操作员： 记录员：

A.2　时频电磁野外发射布极班报格式见表A.2

表A.2 时频电磁发射布极班报

工区: 日期: / / 场源:A B

A坐标(54) X B坐标(54) X

Y Y

方位角(度) 接地电阻(Ω)

AB距(km) 备注:

操作员： 记录员:

A.3　时频电磁野外发射记录表格式见表A.3

表A.3 时频电磁发射记录表

日期： / / 工区：

文件名 周期 周期数 电流 电压 备注

操作员： 记录员：

附录B

（资料性附录）

统计表

B.1 时频电磁勘探振幅、相位曲线及物理点质量评定表见表B.1

表 B.2 时频电磁勘探视电阻率、相位曲线及物理点质量评定表

线点号 频率域 时间域 物理点级别 备 注

I Ⅱ III

I Ⅱ III

I Ⅱ III

B.2 时频电磁勘探生产时效统计表见表B.2

表 B.2 时频电磁勘探生产时效统计表

月

份 日历天数 生产天数 起止

线—点号 剖面 物理点（个） 备 注

计划(km) 完成(km) % 测点 检查点 点/日