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深水电磁勘探系统研发项目获国家重点计划立项

发布时间:2016年8月30日    阅读次数:350

  近日,中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头申请的“深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统研发”项目获国家重点研发计划“深海关键技术与装备”专项批准立项。该项目将针对深水及复杂油气构造关键地质问题,研发一套全新的双船拖曳式海洋电磁勘探系统,以解决深水区复杂地质环境的油气勘探面临的分辨率低、探测深度浅、效率低下等重大瓶颈问题,有可能发展成为海洋油气田调查的重要支撑技术之一。
  国家重点研发计划,是由原国家重点基础研究发展计划、国家高技术研究发展计划、国家科技支撑计划、国际科技合作与交流专项、产业技术研究与开发基金和公益性行业科研专项等整合而成,针对事关国计民生的重大社会公益性研究,以及事关产业核心竞争力、整体自主创新能力和国家安全的战略性、基础性、前瞻性重大科学问题、重大共性关键技术和产品。其下设的“深海关键技术与装备”等重点专项,是聚焦国家重大战略任务、围绕解决当前国家发展面临的瓶颈和突出问题、以目标为导向的重大项目群。
  我国深水油气经过多年的调查,野外地震采集、地震资料处理取得了丰富的成果,但在关键构造、目的层内幕结构、基底信息等关键地质问题上,特别是深水海域地震剖面在中生界成像一直是困扰目前油气勘探的难题,深水深层成像问题成为制约深水油气勘探的瓶颈。海洋可控源电磁探测方法可对采集的信息进行电性成像,解答物质属性的难题,为此,电磁方法受到了关注。因此,研发全新的深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统具有重要的现实意义。
  海洋可控源电磁探测方法是电法勘探的一种,也是目前海洋资源探测领域的研究热点之一。本世纪初,海洋可控源电磁探测方法逐渐进入国际油气勘探行业。挪威、英国和美国等研究机构、商业公司都开展海洋可控源电磁勘探系统研制。海洋电磁的勘探成本较低,一般只有钻探成本的10%,西方各大石油公司从2011年起,在从事海洋油气勘查时,采用海洋地震勘探联合海洋电磁观测,大为减少干井率,从而提高油气勘探的经济效益。
  从上世纪末开始,广州海洋地质调查局、中国地质大学(北京)、吉林大学和中南大学等组成团队,率先在国内开展海底大地电磁探测技术的研究,2000年完成了首批海底大地电磁仪的研发并成功进行了海试。之后,进入了海洋可控源电磁方法技术研究,自主研发了可适合于天然气水合物资源勘查的海底电磁探测仪器。但还存在分辨率较低,采集信息量少,探测深度浅,以及效率低且存在丢失仪器风险等三方面的关键问题亟待解决。
  为此,由广州海洋地质调查局牵头,联合吉林大学、中国地质大学(北京)、北京工业大学、中南大学、中船重工710所和青岛海山海洋装备有限公司等6家单位,申请设立了“深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统研发”项目,计划针对水深2000m以内深水区油气构造,研究近海底拖曳式大功率发射和多分量电磁信息动态采集的关键技术问题,完成深水拖曳式大功率时频电磁发射系统、多链缆多分量深水拖曳式电磁采集系统、甲板实时监控系统以及双船拖曳式海洋电磁数据处理软件的研制,建立完整的双船拖曳式海洋电磁勘探海上作业规范,最终形成深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统,最大勘探深度为海底以下2000m。
  据项目负责人、广州海洋地质调查局教授级高级工程师余平介绍,项目将围绕两个方面开展研究,一是拟对深水双船拖曳式海洋电磁探测理论进行深入研究。正演方面,研究储油异常体随不同的埋深、产状、规模及电性等参数改变时电磁场的变化规律,给海上作业、走航航迹、最佳收发距以及扫面测线布置等提供理论依据。反演方面,研究基于自适应非结构有限元模拟算法,对所采集的数据进行三维电性成像,解决海底复杂油气藏勘探和规模预测的科学问题。二是拟研发深水拖曳式大功率时频电磁发射系统,在海底建立大功率时域和频域人工电磁场。同时,研发多链缆多分量深水拖曳式电磁采集系统,实现在海底拖曳过程中连续采集多路三轴正交的电场和磁场,解决近海底拖曳式大功率发射和多分量电磁信息动态采集的技术问题。
  项目针对深水海底复杂地质构造和油气目标,将利用两艘调查船联合作业,分别拖曳电磁发射和采集系统,以使收发距任意可变,多种观测方式在海洋电磁勘探中成为现实(图1)。

图1 深水双船拖曳式海洋电磁勘探系统原理示意图
  项目采用双船拖曳式发射和采集方式,可依据勘探目标不同的技术需求,采用同线、旁线、同心扫面及变方位扫面等多种灵活的观测方式,获得关于地质目标体纵向和横向的丰富信息,借助相关反演手段达到对复杂地质构造和油气藏的有效识别和解释,进而对油气藏位置和规模进行预测。通过近海底大功率时频发射和多链缆多分量拖曳式电磁数据采集,避免电磁信号在海水中发生的严重衰减,使得发射功率在最优条件下,采集来自海底以下深部的地电信息,获得油气目标的最大勘探深度。
  在仪器装备设计方面,项目将采用多链缆多分量深水拖曳式电磁采集系统,实现多段链缆按技术需求选择链接,从船上甲板至海底拖缆全链电路畅通。采集三轴电场和磁场分量,整套拖曳系统的运行状态和采集数据实现实时传输和监控。
(余平)

 

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