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深水電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)項目獲國家重點計劃立項

不久前，由中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋局牽頭申請的“深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)”項目獲國家重點研發(fā)計劃“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”專項批準(zhǔn)立項。該項目將針對深水及復(fù)雜油氣構(gòu)造關(guān)鍵地質(zhì)問題，研發(fā)一套全新的雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)，以解決深水區(qū)復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境的油氣勘探面臨的分辨率低、探測深度淺、效率低下等重大瓶頸問題，有可能發(fā)展成為海洋油氣田調(diào)查的重要支撐技術(shù)之一。

我國深水油氣經(jīng)過多年的調(diào)查，野外地震采集、地震資料處理取得了豐富的成果，但在關(guān)鍵構(gòu)造、目的層內(nèi)幕結(jié)構(gòu)、基底信息等關(guān)鍵地質(zhì)問題上，特別是深水海域地震剖面在中生界成像一直是困擾目前油氣勘探的難題，深水深層成像問題成為制約深水油氣勘探的瓶頸。海洋可控源電磁探測方法可對采集的信息進(jìn)行電性成像，解答物質(zhì)屬性的難題，為此，電磁方法受到了關(guān)注。因此，研發(fā)全新的深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義。

海洋可控源電磁探測方法是電法勘探的一種，也是目前海洋資源探測領(lǐng)域的研究熱點之一。本世紀(jì)初，海洋可控源電磁探測方法逐漸進(jìn)入國際油氣勘探行業(yè)。挪威、英國和美國等研究機構(gòu)、商業(yè)公司都開展海洋可控源電磁勘探系統(tǒng)研制。海洋電磁的勘探成本較低，一般只有鉆探成本的10%，西方各大石油公司從2011年起，在從事海洋油氣勘查時，采用海洋地震勘探聯(lián)合海洋電磁觀測，大為減少干井率，從而提高油氣勘探的經(jīng)濟效益。

從20世紀(jì)末開始，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、吉林大學(xué)和中南大學(xué)等組成團(tuán)隊，率先在國內(nèi)開展海底大地電磁探測技術(shù)的研究，2000年完成了首批海底大地電磁儀的研發(fā)并成功進(jìn)行了海試。之后，進(jìn)入了海洋可控源電磁方法技術(shù)研究，自主研發(fā)了可適合于天然氣水合物資源勘查的海底電磁探測儀器。但還存在分辨率較低，采集信息量少，探測深度淺，以及效率低且存在丟失儀器風(fēng)險等三方面的關(guān)鍵問題亟待解決。

為此，由廣州海洋局牽頭，聯(lián)合吉林大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)(北京)、北京工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)、中船重工710所和青島海山海洋裝備有限公司等6家單位，申請設(shè)立了“深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)研發(fā)”項目，計劃針對水深2 000 m以內(nèi)深水區(qū)油氣構(gòu)造，研究近海底拖曳式大功率發(fā)射和多分量電磁信息動態(tài)采集的關(guān)鍵技術(shù)問題，完成深水拖曳式大功率時頻電磁發(fā)射系統(tǒng)、多鏈纜多分量深水拖曳式電磁采集系統(tǒng)、甲板實時監(jiān)控系統(tǒng)以及雙船拖曳式海洋電磁數(shù)據(jù)處理軟件的研制，建立完整的雙船拖曳式海洋電磁勘探海上作業(yè)規(guī)范，最終形成深水雙船拖曳式海洋電磁勘探系統(tǒng)，最大勘探深度為海底以下2 000 m。

據(jù)介紹，該項目將圍繞兩個方面開展研究，一是擬對深水雙船拖曳式海洋電磁探測理論進(jìn)行深入研究。正演方面，研究儲油異常體隨不同的埋深、產(chǎn)狀、規(guī)模及電性等參數(shù)改變時電磁場的變化規(guī)律，給海上作業(yè)、走航航跡、最佳收發(fā)距以及掃面測線布置等提供理論依據(jù)。反演方面，研究基于自適應(yīng)非結(jié)構(gòu)有限元模擬算法，對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行三維電性成像，解決海底復(fù)雜油氣藏勘探和規(guī)模預(yù)測的科學(xué)問題。二是擬研發(fā)深水拖曳式大功率時頻電磁發(fā)射系統(tǒng)，在海底建立大功率時域和頻域人工電磁場。同時，研發(fā)多鏈纜多分量深水拖曳式電磁采集系統(tǒng)，實現(xiàn)在海底拖曳過程中連續(xù)采集多路三軸正交的電場和磁場，解決近海底拖曳式大功率發(fā)射和多分量電磁信息動態(tài)采集的技術(shù)問題。

項目針對深水海底復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造和油氣目標(biāo)，將利用兩艘調(diào)查船聯(lián)合作業(yè)，分別拖曳電磁發(fā)射和采集系統(tǒng)，以使收發(fā)距任意可變，多種觀測方式在海洋電磁勘探中成為現(xiàn)實。

項目采用雙船拖曳式發(fā)射和采集方式，可依據(jù)勘探目標(biāo)不同的技術(shù)需求，采用同線、旁線、同心掃面及變方位掃面等多種靈活的觀測方式，獲得關(guān)于地質(zhì)目標(biāo)體縱向和橫向的豐富信息，借助相關(guān)反演手段達(dá)到對復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造和油氣藏的有效識別和解釋，進(jìn)而對油氣藏位置和規(guī)模進(jìn)行預(yù)測。通過近海底大功率時頻發(fā)射和多鏈纜多分量拖曳式電磁數(shù)據(jù)采集，避免電磁信號在海水中發(fā)生的嚴(yán)重衰減，使得發(fā)射功率在最優(yōu)條件下，采集來自海底以下深部的地電信息，獲得油氣目標(biāo)的最大勘探深度。

在儀器裝備設(shè)計方面，項目將采用多鏈纜多分量深水拖曳式電磁采集系統(tǒng)，實現(xiàn)多段鏈纜按技術(shù)需求選擇鏈接，從船上甲板至海底拖纜全鏈電路暢通。采集三軸電場和磁場分量，整套拖曳系統(tǒng)的運行狀態(tài)和采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時傳輸和監(jiān)控。

(來源：地調(diào)局廣州海洋局)