李予國，段雙敏

（中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點實驗室，山東青島266100）

海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究?

李予國，段雙敏

（中國海洋大學(xué)海底科學(xué)與探測技術(shù)教育部重點實驗室，山東青島266100）

海洋可控源電磁法是探測海底油氣資源和礦產(chǎn)資源的一種新興的海洋地球物理勘探方法。本文提出了一套海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法，包括時頻轉(zhuǎn)換和預(yù)白處理、時鐘漂移補償、隨機噪音估計、疊加窗口選擇、方位校正、橢圓極化分析、主軸旋轉(zhuǎn)以及合并航道數(shù)據(jù)等等，并用實例詳細說明了各種處理方法及其應(yīng)用效果。

海洋可控源電磁法；數(shù)據(jù)處理；預(yù)白處理；橢圓極化

隨著全球能源需求的不斷增長和陸上、淺海區(qū)油氣資源儲備的日益減少，深海油氣資源成為國際能源爭奪的焦點，海洋油氣勘探也步入高潮，其投資占全球油氣勘探的很大部分，而且還有繼續(xù)增加的趨勢。同時各國都在極力擴張海洋領(lǐng)地，占據(jù)海洋資源開展深?？碧健Ｎ覈鴵碛袕V闊的深水海域，蘊藏著豐富的油氣資源。但深水油氣勘探投資巨大，較之陸地和淺海區(qū)勘探存在更大的風(fēng)險，多方法綜合勘探成為深水油氣勘探最明顯的特征和發(fā)展趨勢。地震成像技術(shù)能夠探測到潛在的油氣構(gòu)造圈閉和主要目的層的空間展布，但是要區(qū)分圈閉內(nèi)是含油氣的、還是含水的以及對位于高阻鹽體或火成巖體下方的目標(biāo)層的追蹤，目前僅靠單一的地震資料還難以進行有效地評價。

近年來，海洋可控源電磁法（Controlled-Source E-lectroMagnetic method，CSEM）探測海底油氣儲層已經(jīng)取得明顯效果［1］。利用海洋CSEM技術(shù)，可以識別高阻油氣藏，進而提高鉆井成功率［2］。海洋CSEM方法在海底天然氣水合物探測中也得到成功應(yīng)用，通過解釋海洋CSEM資料可以確定天然氣水合物的分布范圍，進而可以估計其飽和度［3-4］。

海洋可控源電磁法是探測海底油氣資源和礦產(chǎn)資源的一種新興的海洋地球物理勘探方法。海洋CSEM方法常常使用一個移動的幾十至幾百米長的電偶極源和多個海底電磁采集站。在進行海洋CSEM勘探時，先將海底電磁采集站由海面以自由沉放方式投放到海底，然后勘探船緩慢地拖曳著電偶極源在海底電磁采集站排列上方30～100 m處沿測線前行，并發(fā)射低頻（0.1～10 Hz）電磁信號，位于海底的電磁采集站將連續(xù)地記錄電磁信號。將記錄到的時間序列電磁信號進行時頻變換及分析、噪聲估計、方位校正以及合并航道等數(shù)據(jù)處理后，可以獲得一系列電磁場振幅-收發(fā)距曲線和相位-收發(fā)距曲線，即MVO（Magnitude Versus Offset）和PVO（Phase Versus Offset）曲線。進一步解釋所獲得的海洋CSEM資料，可以了解海底介質(zhì)電阻率的分布特征。

國際上，海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究已經(jīng)取得了很大進展。MacGreor等［5-6］探討了海洋可控源電磁數(shù)據(jù)縮減和噪音估計方法。Behrens［7］提出了海洋CSEM數(shù)據(jù)預(yù)處理基本流程，并對導(dǎo)航、噪聲等不確定性因素進行了分析。Myer等［8］討論了傅氏變換窗口大小對估計偏差的影響，并將一階差分預(yù)白處理方法引入到海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理中。Myer等［9］提出了一種海洋可控源電磁發(fā)射波形改正方法，并對接收機時鐘漂移導(dǎo)致的相位偏差進行了校正。在國內(nèi)，海洋電磁探測技術(shù)研究起步較晚，海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法的研究成果還不多。林昕等［10］研究了不同時窗對時域濾波效果的影響，指出時窗越長，效果一般越好。于彩霞［11］探討了應(yīng)用Hilbert-Huang變換進行海洋CSEM數(shù)據(jù)預(yù)處理的效果。

本文主要提出海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法及其流程，并用實例詳細說明各種處理方法的應(yīng)用效果。

1 海洋CSEM數(shù)據(jù)預(yù)處理方法原理及應(yīng)用

在海上測量時，海底電磁采集站記錄的是時間域電磁場信號，而海洋CSEM資料解釋通常是在頻率域中進行的，因而需要將時間域電磁場信號轉(zhuǎn)換成頻率域信號。由于海底電磁采集站是以自由沉放的方式投放到海底的，因而采集站測量系統(tǒng)在海底時的坐標(biāo)方位是不確定的。另外，采集站可能著落在海底斜坡上，致使測量系統(tǒng)不能保持水平狀態(tài)。故而，對海底采集站所采集的數(shù)據(jù)需要進行方位和水平狀態(tài)校正［12］。然后再結(jié)合發(fā)射源航行數(shù)據(jù)，即可獲得電磁場的振幅-收發(fā)距曲線和相位-收發(fā)距曲線，即MVO（Magnitude Versus Offset）和PVO（Phase Versus Offset）曲線。

1.1時間序列及功率譜分析

當(dāng)完成野外數(shù)據(jù)采集后，首先需要將實測的二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成海洋CSEM數(shù)據(jù)預(yù)處理程序所要求的格式，并進行時間序列分析，了解儀器工作狀態(tài)及所采集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。并計算功率譜，了解電磁場各分量的功率隨著頻率的變化情況以及各分量的相關(guān)性。圖1和圖2分別為某地實測的一段海洋可控源電磁場水平分量Ey和Bx的時間序列及其功率譜。

圖1 某地實測海洋可控源電磁場水平分量Ey和Bx的時間序列Fig.1 Time series of the marine CSEM field data

圖2 海洋可控源電磁場水平分量的功率譜Fig.2 Power spectrum of the horizontal electrical and magnetic components

由圖1可以清楚地看到規(guī)律性的可控源電磁場信號，并且可知發(fā)射源的發(fā)射電流不太穩(wěn)定，其強度隨時間變化。由圖2可知，可控源電磁信號的發(fā)射頻率為0.08 Hz，并且接收到能量較強的奇次諧波信號，如3次諧波（0.24 Hz）、5次諧波（0.4 Hz）、7次諧波（0.56 Hz）等。

為了分析可控源電磁信號功率譜隨時間的變化特征，可以繪制頻譜圖。圖3為海洋可控源水平電場Ex頻譜圖。圖中橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示頻率（Hz），色標(biāo)表示功率譜的對數(shù)。

圖3 實測海洋可控源電場分量Ex的功率譜隨時間的變化關(guān)系Fig.3 Spectrogram of the horizontal electrical field component Ex

由野外試驗記錄和圖3可知，可控源電磁發(fā)射儀在布放期間，即圖中標(biāo)號1所示時段，全頻帶顯示強功率譜，為發(fā)射儀在布放過程中移動、震蕩噪聲所致；在標(biāo)號2時段，可以看到一聯(lián)串不同頻率的高能量信號，這是海底數(shù)據(jù)記錄儀接收到的可控源發(fā)射儀發(fā)射的基頻信號（0.08 Hz）和奇次諧波信號（0.24，0.4，0.56 Hz等）。標(biāo)號3時段接收到的一聯(lián)串相對較弱功率譜信號，應(yīng)為發(fā)射源在旁側(cè)測線激發(fā)時產(chǎn)生的基頻信號及其奇次諧波信號。時段4的全頻段強功率譜為海底電磁儀在回收過程產(chǎn)生的噪聲所致。

1.2傅里葉時頻變換及預(yù)白處理

海底電磁采集站記錄的是時間域電磁場信號，首先需要利用傅里葉變換將其轉(zhuǎn)換成頻率域信號。本文利用慢速傅里葉變換實現(xiàn)時頻轉(zhuǎn)換。與快速傅里葉變換相比，在水下電磁發(fā)射儀時鐘不精確即發(fā)射頻率不穩(wěn)定時，慢速傅里葉變換可以獲得更加可靠的結(jié)果。

慢速傅氏變換的窗口選擇可以為移動一個發(fā)射源長度所需要的時間，如發(fā)射源移動速度為0.75 m／s，發(fā)射源電偶極子長度為150 m，則慢速傅氏變換窗口可以選取為200 s。

為減弱頻譜泄露，在傅氏變換中采用預(yù)白處理技術(shù)［13-15］。海洋CSEM接收儀在海底同時接收到固定頻率的CSEM信號和低頻的大地電磁場信號。進行傅氏變換時，會引入頻譜泄露，從而CSEM信號的頻譜估計結(jié)果會受到大地電磁信號的“污染”。另外，傅氏變換窗口的截斷，也會造成頻譜泄露，從而使頻譜估計出現(xiàn)偏差，偏差的大小主要取決于窗函數(shù)主瓣的寬度及形狀。預(yù)白處理將使窗函數(shù)的主瓣寬度變寬和偏差變小。但經(jīng)過預(yù)白處理后的信號，其頻譜估計還需要進行后黑處理，以消除預(yù)白濾波器對頻譜的影響。

本文采用一階差分預(yù)白處理方法。圖4為海洋CSEM數(shù)據(jù)進行預(yù)白處理前后效果對比，其中傅氏變換窗口為12.5 s（一個發(fā)射信號周期）。對每個窗口使用預(yù)白處理，移除長周期大地電磁噪聲的影響，然后變換到頻率域，再經(jīng)過后黑處理移除預(yù)白作用對振幅和相位的影響。為了得到更長窗口的數(shù)據(jù)，可以進行窗口疊加處理。由圖4可見，經(jīng)過預(yù)白-后黑處理后，底盤噪聲有所降低，信噪比有所提高。

1.3發(fā)射和接收參數(shù)歸一化及時鐘漂移改正

在海洋CSEM探測中，水下電磁信號發(fā)射儀通過長度為幾十米至幾百米長的中性浮力天線向水中和海底發(fā)射幾百至上千安培的大電流低頻信號。于是，對采集到的電磁信號需要進行接收天線長度和電偶極距歸一化，實測信號單位為V／Am2。

在實際觀測中，由于發(fā)射天線自身燒蝕等作用，電流并不穩(wěn)定，如圖5所示。另外，由于受海流、波浪等海洋環(huán)境的影響，發(fā)射天線很難保持始終處于完全伸直狀態(tài)，于是發(fā)射天線的實際延伸長度是隨時變化的。故而，在進行海洋CSEM測量時，需要準(zhǔn)確記錄發(fā)射電流強度及其發(fā)射源偶極子長度等參數(shù)，以便采集工作結(jié)束后對接收到的數(shù)據(jù)進行實際歸一化處理。

海上采集CSEM數(shù)據(jù)時，在投放海底電磁采集站前，需要先在甲板上將電磁數(shù)據(jù)記錄儀內(nèi)置時鐘與GPS時間進行同步，完成電磁數(shù)據(jù)采集工作后，需要再次將數(shù)據(jù)記錄儀內(nèi)置時鐘與GPS對時。一般情況下，記錄儀內(nèi)置時鐘位于海底時每天都會發(fā)生幾毫秒至十幾毫秒的漂移。假定記錄儀時鐘漂移是隨時間線性變化的，則可根據(jù)接收儀內(nèi)置時鐘和GPS時鐘同步關(guān)系，計算各時刻的時鐘漂移量，從而對采集到的電磁信號進行相位校正，使得電磁場信號相位恢復(fù)到真實狀態(tài)。圖6a和6b分別為相位校正前后的相位曲線。

1.4異常值剔除和隨機噪聲估計

由于各種干擾的影響，采集數(shù)據(jù)中常常會出現(xiàn)明顯的異常值，即所謂的“飛點”。尤其在收發(fā)距較大數(shù)據(jù)信噪比較低時，噪聲干擾更加嚴重?！帮w點”的出現(xiàn)往往對后續(xù)處理帶來較大的影響，甚至可能使得最終解釋結(jié)果與實際情況相差甚遠。因此，需要對異常點予以去除。一方面，可以通過觀察實測時間序列信號，

選取噪音較小、“干凈”時間段的信號進行傅氏變換處理。另一方面，對于轉(zhuǎn)換后的頻率域數(shù)據(jù)，可以手動剔除明顯的“飛點”。由于海底電磁數(shù)據(jù)記錄儀電路本身的噪聲和海洋觀測環(huán)境噪聲的影響，觀測到的有效信號可能變得離散。在大收發(fā)距時，噪聲甚至有可能掩蓋了有效信號。

故而需要對隨機噪聲的分布進行統(tǒng)計分析。具體方法是，分別計算各個疊加窗口中復(fù)數(shù)場實部和虛部的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差。然后，采用K S檢驗方法［16］計算經(jīng)驗累積分布函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)之間的最大偏差。如果該偏差小于設(shè)定的臨界值（如5%），則數(shù)據(jù)通過檢驗，認為近似滿足正態(tài)分布；否則，認為數(shù)據(jù)不滿足正態(tài)分布。圖7為實測海洋可控源電磁信號隨機噪聲估計結(jié)果。由圖可知，2個電場分量（Ex、Ez）的實部和虛部均滿足相同的分布規(guī)律，這說明采集到信號的隨機噪聲呈高斯分布的假設(shè)是合理的。另外，從圖中可以看到，Ez分量較Ex分量離散，這是因為垂直分量更易受噪聲干擾影響的緣故。

圖5 實測的發(fā)射電流波形Fig.5 Recorded waveforins of exciting currents

圖6 相位校正前后效果對比Fig.6 The effects of phase correction

圖7 噪聲水平估計向量圖Fig.7 Ambient noise phasor plots

圖7中，m、sd、KS分別表示各分量實虛部的均值、標(biāo)準(zhǔn)差及KS檢驗統(tǒng)計結(jié)果。KS統(tǒng)計值定義為max|S（x）-CDF|，其中S（x）為經(jīng)驗正態(tài)分布，CDF為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。若KS統(tǒng)計值小于預(yù)先的設(shè)定值（如5%），則認為環(huán)境噪音通過正態(tài)分布檢驗，反之，則沒有通過檢驗。

1.5疊加處理

由前面的討論得知，采集到的電磁信號中包含的噪聲滿足高斯分布條件，實為隨機噪聲，故而可以通過信號疊加進行壓制。在某一頻點，信號的最小二乘擬合與實測數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差定義為［7］

上式中，di，j表示i時刻j頻點的最小二乘擬合值；di為i時刻的實測值；N為疊加窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)總量。在噪聲呈高斯分布時，疊加窗口越長，歸一化偏差越小，噪聲水平也就越低。如果將疊加窗口長度N擴大η倍，噪聲水平則降為原來的倍。但需要注意，當(dāng)電磁信號低于噪聲水平時，通過疊加不能恢復(fù)有效信號。

對于一個固定的激發(fā)接收裝置，窗口長度N取決于發(fā)射源激發(fā)時間長度和采集數(shù)據(jù)量的大小。另外，在實際觀測中，觀測系統(tǒng)的不確定性、同一窗口內(nèi)信號相位的變化等也會影響疊加窗口的選取。圖8為實測海洋CSEM數(shù)據(jù)經(jīng)50和200 s疊加處理后的結(jié)果。由圖可見，疊加窗口為200 s與疊加窗口為50 s時相比，在小收發(fā)距時信號幅值保存完好，而在大收發(fā)距時噪聲水平明顯降低，可以獲得更大收發(fā)距范圍的有效信號。

但是，疊加窗口并不是越大越好。雖然更大的疊加窗口可以將噪聲降到非常低的水平，但是疊加窗口過大勢必造成數(shù)據(jù)點減少，不能準(zhǔn)確反映信號的形態(tài)。因此，在實際處理中，一定要根據(jù)實際采樣長度等條件合理選擇疊加窗口，在保證信號基本形態(tài)的前提下將噪聲水平壓制至最低。

圖8 實測海洋CSEM數(shù)據(jù)疊加窗口為50 s（藍）和200 s（紅）時的疊加效果對比Fig.8 Processing the filed data with the stack window of 50 s（blue symbols）and 200 s（red symbols）

1.6方位校正和橢圓極化及主軸旋轉(zhuǎn)

大部分新一代海底電磁采集站都安裝有方位記錄儀，在海洋電磁數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，方位記錄儀回收到甲板后，可以由方位記錄數(shù)據(jù)獲知電磁場傳感器在海底時的方位和水平狀態(tài)，然后可依據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)原理，對觀測數(shù)據(jù)進行方位校正和水平校正。

在海洋電磁施工中，海底電磁采集站是以自由沉放的方式投放到海底的，在采集站回收前，采集站的方位仍然是未知的。而施工中勘探船拖曳深水電流發(fā)射器和中性浮力天線沿設(shè)計的測線行進并發(fā)射電磁信號，由于海流、波浪等的影響，深水中拖曳著的發(fā)射天線很難保證與設(shè)計測線平行。于是，海洋CSEM發(fā)射接收系統(tǒng)的方位常常具有一定的不確定性。因而需要對實測CSEM信號進行發(fā)射接收系統(tǒng)方位校正。該校正處理主要分為極化橢圓分析和旋轉(zhuǎn)電性軸2部分。利用極化橢圓得到較精確的方位角，通過旋轉(zhuǎn)電性軸能夠計算電磁場在測線方向上的場值。

圖9 極化橢圓分析Fig.9 Polarization ellipse parameters of the horizontal electric fields

為了對采集到的電磁場信號進行旋轉(zhuǎn)，需要了解波的極化情況。

2個正交的線極化波，可以表示為

式中：φ為Ex分量和Ey分量間的相位差。

由式（1）和（2）可得到下列橢圓方程［17］。

當(dāng)φ=nπ時，即在XOY平面無相位差或反相時，有Ey=mEx，表明合成極化波為直線；

此為圓方程。

野外實際采集到的電場分量Ex和Ey具有一定的相位差，一般表現(xiàn)為橢圓極化模式。

極化橢圓的長軸（Pmax）、短軸（Pmin）和極化角（α）可由下式求得［17］

圖10 實測海洋可控源電磁數(shù)據(jù)的極化橢圓參數(shù)Fig.10 Polarization ellipse parameters for the field data set

利用上式，可以計算求得電磁場極化橢圓的長軸、短軸和極化角。圖10為利用海底電磁采集站記錄到的2個水平電場分量計算得到的極化橢圓長軸、短軸和極化角。星號表示多個發(fā)射源的橢圓極化角，在接收點附近橢圓極化角大約為45度，即α≈45°。Pmax和Pmin分別表示將2個電場水平分量的實測數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)到橢圓長軸和短軸方向后的結(jié)果。

圖11 極化角求取Fig.11 Polarization ellipse angles

在極化橢圓長軸和短軸方向上，2個相互正交電磁信號的功率譜之差最大。于是，也可以采用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法確定極化橢圓的極化角。所謂的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法就是將海底測量坐標(biāo)系在0°～360°范圍內(nèi)逐次旋轉(zhuǎn)1個Δθ角（如Δθ=5°），計算相應(yīng)的電磁場值，并繪制2個相互正交電磁場振幅間的差值隨坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系圖。2個相互正交電磁場振幅之差最大時所對應(yīng)的坐標(biāo)方位角即為橢圓極化角。圖11表示4個發(fā)射源的2個電場水平分量振幅的差值隨坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系。由圖可見，在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)角為45°左右時，2個電場水平分量振幅的差值最大，即橢圓極化角度約為45°，這與利用解析公式（4）計算得到的結(jié)果相一致。

將電磁場信號旋轉(zhuǎn)到極化橢圓長軸方向上，此時Pmax具有最大功率譜，估計的場值更加可靠。另外，Pmax受發(fā)射源方位影響較小，可以減弱觀測系統(tǒng)不確定性對采集信號的影響，并且Pmax具有較高的信噪比?；谶@些優(yōu)點，求得極化橢圓參數(shù)后，需要對實測數(shù)據(jù)進行主軸旋轉(zhuǎn)。

圖12為海洋CSEM數(shù)據(jù)經(jīng)過主軸旋轉(zhuǎn)后得到的電磁場響應(yīng)。

圖12 某地實際資料主軸旋轉(zhuǎn)處理Fig.12 The rotation of the field components

1.7合并航道數(shù)據(jù)

海底采集站記錄到的時間序列電磁信號經(jīng)過時頻分析、噪聲估計、疊加處理、方位校正和主軸旋轉(zhuǎn)等處理后，得到電磁場振幅和相位與測量時間的關(guān)系。再將發(fā)射源的航道數(shù)據(jù)合并后，即可獲得電場和磁場振幅-收發(fā)距曲線和相位-收發(fā)距曲線，即MVO（Magnitude versus Offset）和PVO（Phase versus offset）曲線。

圖13為經(jīng)航道數(shù)據(jù)合并后得到的電磁場振幅和相位曲線。

圖13 實測MVO和PVO曲線Fig.13 MVO and PVO curves of the field data set

2 結(jié)語

本文提出了一套海洋可控源電磁數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。實測海洋可控源電磁數(shù)據(jù)的處理表明，利用慢速傅里葉變換可以獲得可靠的結(jié)果，一階差分預(yù)白技術(shù)可以減弱低頻大地電磁信號對可控源電磁信號頻譜估計的“污染”。采用信號疊加技術(shù)可以壓制噪音，提高信噪比，但在實際處理中需要根據(jù)實際采樣長度等條件合理選擇疊加窗口。實際資料處理還表明，利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)法和解析法都可以確定極化橢圓的極化角，并可以得到基本一致的結(jié)果。

“空氣波”和海流、海浪等海水運動產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場是影響海洋電磁探測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要噪聲。有效壓制電磁噪聲提高信噪比是海洋電磁數(shù)據(jù)處理方法研究中有待進一步研究的主要內(nèi)容之一。

［1］ Constable S.Ten years of marine CSEM for hydrocarbon exploration［J］.Geophysics，2010，75（5）：67-81.

［2］ Hesthammer J，Stefatos A，Sperrevik S，et al.CSEM performance in light of well results［J］.The Leading Edge，2010，29（1）：34-41.

［3］ Katrin Schwalenberg，Eleanor Willoughby，Keza Mir，et al.Marine gas hydrate electromagnetic signatures in Cascadia and their correlation with seismic blank zones［J］.First Break，2005，23：57-63.

［4］ Weitemeyer K，Constable S.Mapping gas hydrates and shallow sedimentary structure in the Gulf of Mexico using marine controlled source electromagnetics［C］.Giza，Egypt：IAGA，2010.

［5］ MacGregor L M，S Constable，M Sinha.The RAMESSESexperiment III.Controlled-Source electromagnetic sounding of the Reykjanes ridge at 57045’N［J］.Geophys JInt，1998，135：773-789.

［6］ MacGregor L M，M Sinha，S Constable.Electrical resistivity structure of the ValuFa Ridge，Lau Basin，from marine controlledsource electromagnetic sounding［J］.Geophys J Int，2001，146：217-236.

［7］ Behrens J P.The Detection of Electrical Anisotropy in 35 Ma Pacific Lithosphere［D］.San Diego：University of California，2005.

［8］ Myer D，Constable S，Key K.Broad-band waveforms and ROBUST processing for marine CSEM surveys［J］.Geophysical Journal International，2010，184：689-698.

［9］ Myer，sConstable，K Key，et al.Marine CSEM of the Scarborough gas field，Part1：Experimental design and data uncertainty［J］.Geophysics：2012，77（4）：281-299.

［10］ 林昕，魏文博，精簡恩，等.提高海洋可控源電磁法信噪比的方法研究［J］.地球物理學(xué)進展，2009，24（3）：1047-1050.

［11］ 于彩霞.海洋可控源電磁法數(shù)據(jù)處理研究［D］.北京：中國地質(zhì)大學(xué)，2010.

［12］ 魏文博，鄧明，溫珍河，等.南黃海海底大地電磁測深試驗研究［J］.地球物理學(xué)報，2009，52（3）：740-749.

［13］ Reddy K S，Chalam S V，Jinaga B C.Efficient power spectrum estimation using prewhitening and post cloring technique［J］.International Jnournal of Recent in Engineering，2009，2（5）：278-282.

［14］ Shumway R H，Stoffer D S.Time Series Analysis and its Applications，1st edn［M］.New York：Springer-Verlag，2000.doi：10.1007／978-1-4419-7865-3

［15］ Keisler S R，Rhyne R H.An assessment of prewhitening in estimation power spectrum of atmosphere turbulence at long wavelengths［J］.NASA Langley Research Center，1976.

［16］ Evans R L，Electical Resistivity Structure of the East Pacific Rise Near 13°N［D］.Cambridge CB2 1TN，UK：University of Cambridge，1991：229.

［17］ 李金銘.地電場和電法勘探［M］.第一版.北京：地質(zhì)出版社，2005：307

Data Preprocessing of Marine Controlled-Source Electromagnetic Data

LI Yu-Guo，DUAN Shuang-Min
（The Key Lab of Submarine Geosciences and Prospecting Techniques，Ministry of Education，Ocean University of China，Qingdao 266100，China）

The marine controlled-source electromagnetic method is a new geophysical exploration tool for detecting seafloor hydrocarbon reservoirs and mineral resources.In this paper，we present a data processing procedure for marine controlled-source electromagnetic data sets，including time-frequency transform and pre-whitening processing，clock drift compensation，random noise estimating，stacking，azimuth correction，polarization ellipse analysis，component rotation，merging electromagnetic fields with navigation data and so on.The techniques are demonstrated and illustrated using the real field data.

marine controlled-source electromagnetic method；data processing；pre-whiten；polarization ellipse

P631.3+25

A

1672-5174（2014）10-106-07

責(zé)任編輯 徐 環(huán)

國家自然基金重點項目（41130420）資助

2014-09-08；

2014-09-25

李予國（1965-），男，教授。主要從事地球電磁場正反演示法和海洋可控源電磁探測技術(shù)研究。E-mail：yuguo＠ouc.edu.cn