合成孔徑雷達(dá)(SAR,Synthetic Aperture Radar)是一種高分辨率微波成像雷達(dá)。地質(zhì)雷達(dá)(GPR,Ground Penetrating Radar)利用超高頻電磁波探測(cè)地下介質(zhì)分布。激光雷達(dá)(LIDAR,Light Laser Detection and Ranging)是用激光器作為輻射源的雷達(dá),其工作范圍在紅外光和可見(jiàn)光波段。在SAR和GPR技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)量子電動(dòng)力學(xué)和能量對(duì)物質(zhì)的介電效應(yīng)的研究,G.Colin Stove博士發(fā)明了一項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)——原子介電共振(ADR,Atomic Dielectric Resonance)技術(shù)。隨后,Adrok公司根據(jù)該專(zhuān)利技術(shù)開(kāi)發(fā)出一種全新的地球物理電磁探測(cè)系統(tǒng)——ADR掃描成像儀(ADR Scanner)。該儀器是一種類(lèi)似LIDAR的成像譜儀,由ADR發(fā)射接收天線(xiàn)及其固定平臺(tái)、ADR信號(hào)發(fā)生器、ADR接收控制單元及ADR數(shù)據(jù)記錄計(jì)算機(jī)等組成。該儀器提供類(lèi)似于地震探測(cè)的地層學(xué)數(shù)據(jù)、類(lèi)似于井筒測(cè)井的巖石物理特征數(shù)據(jù)以及類(lèi)似于巖心分析的巖石巖相學(xué)數(shù)據(jù),即同時(shí)實(shí)現(xiàn)了地震勘探及井筒測(cè)井兩項(xiàng)功能。因此,Adrok公司將這種新的地球物理探測(cè)技術(shù)稱(chēng)為“鉆前虛擬測(cè)井技術(shù)(Predrilling Virtual LoggingTM)”。
ADR掃描成像儀發(fā)射不可見(jiàn)光譜范圍內(nèi)的激微波(MASER,Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation),該MASER波束包含共振微波和無(wú)線(xiàn)電波頻率,具有脈沖、相干、聚焦、準(zhǔn)直和定向等特點(diǎn),其穿透地層深度的能力遠(yuǎn)高于常規(guī)GPR,經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)其最大探測(cè)深度可達(dá)地下4km。ADR掃描成像儀的輸出數(shù)據(jù)包括巖石的介電常數(shù)、分子的共振特征數(shù)據(jù)及光譜數(shù)據(jù)。ADR掃描成像儀采用廣角反射與折射追蹤方法,識(shí)別每個(gè)層位的上下邊界、確定層間波束的速度及每個(gè)層位中的巖石的平均介電常數(shù),通過(guò)介電常數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)與根據(jù)已知巖石類(lèi)型建立的譜ADR統(tǒng)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)比對(duì)來(lái)識(shí)別各層位中的巖石類(lèi)別。ADR掃描成像儀已經(jīng)完成了蘇格蘭中部某煤層氣田和美國(guó)俄克拉荷馬州某油田的鉆前地球物理勘探,獲得的測(cè)量結(jié)果得到用戶(hù)反饋的鉆井、試井及井筒測(cè)井資料的證實(shí)。ADR Scanner為個(gè)人便攜式;深度分辨率>2m;物理耐受力全天候,防護(hù)等級(jí)IP65;電源要求<200W;發(fā)射功率<50mW;50m測(cè)點(diǎn)測(cè)量時(shí)間為2h;測(cè)量結(jié)果提交時(shí)間為2天/測(cè)點(diǎn)。
目前,全球范圍內(nèi)探井的成功率都偏低,鉆前虛擬測(cè)井技術(shù)的應(yīng)用有望改變這種狀況。該技術(shù)在不需鉆井的情況下進(jìn)行油氣資源探測(cè),有助于確定及優(yōu)化探井井位,避免鉆干井的風(fēng)險(xiǎn),在一定程度上降低了油氣勘探成本。