探索高精度勘探技术　推进水合物工程应用——广州海洋地质调查局成果

2017-11-09

在“十二五”国家863计划项目“天然气水合物勘探技术开发”的支持下，由中国地质调查局广州海洋地质调查局牵头组织建立的项目研发团队围绕水合物目标靶区的高精度资源评价的技术需求，开展了相应的高精度立体地球物理、地球化学勘探、样品保压转移及在线测试等技术研究。经过4年技术攻关，研制出针对海域天然气水合物目标靶区精细探测的海底冷泉水体回声反射探测系统、分布式数字垂直缆系统、集中式数字垂直缆系统等技术装备，攻克了海域天然气水合物冷泉声学探测、天然气水合物数字垂直缆地震探测、天然气水合物综合地震立体探测等关键技术。

一、天然气水合物地球物理综合立体探测技术

利用研发的海洋数字垂直缆地震系统和海底冷泉水体回声反射探测系统，在水合物成矿区海域进行准三维多道地震、垂直缆地震、海底地震及水体高频声学技术方法综合勘探，形成天然气水合物地球物理综合立体探测技术。其核心为数字地震垂直缆系统、水体回声反射探测系统及水面拖缆与OBS、垂直缆数据联合处理技术和联合数据地震属性反演技术。

二、天然气水合物流体地球化学精密探测技术

天然气水合物流体地球化学精密探测技术是以原位孔隙水和底层海水中溶存气体为主要研究对象的流体地球化学探测技术，其主要研究内容是研制一套海底沉积物孔隙水和底层水的分层原位气密采集系统，通过压滤法原理实现在短时间内同时获取深海多层位、气密性、无污染的原位孔隙水样品。

该探测技术的研究和应用取得了一批创新性技术成果，获取了一批有研究价值的宝贵数据，提高了船载现场检测水溶气的速度，增加了离子含量项目的检测，实现了天然气水合物流体地球化学的精密快速探测。该项技术不仅可以应用在海域天然气水合物调查及评价方面，还可应用于深海资源调查、海洋环境监控与评价等领域，具有较好的的经济、社会及生态环境效益。

三、天然气水合物样品保压转移及处理技术

成功研发了天然气水合物样品保压转移及声波在线监测装置，具有样品推送、切割、分装和内压自适应平衡调节功能，利用压力维持系统制造天然气水合物所需的高压环境，使天然气水合物转移装置在操作过程中各腔体的压力稳定，实现水合物在压力稳定条件下的转移；利用透射法超声波检测方法实现在不破坏天然气水合物岩芯的基础上快速探测、判断水合物是否存在。项目组用大型X射线CT设备对获取的保压样品进行了X射线无损检测，形成了一套适用于天然气水合物的结构、饱和度、渗透率及沉积层岩芯中赋存规律探测研究的CT可视化技术，对于天然气水合物海底生长条件、赋存规律及天然气水合物的开采方式研究具有重要意义。

四、技术集成及应用示范

项目整合了地球物理中高频声学探测、声呐浅剖多波束探测、立体地震探测，地球化学中的流体地球化学SMI检测，原位孔隙水检测和地质取样、地质钻探测井及样品处理分析，以及水合物目标调查区的微地形地貌、水深等基础地理数据，通过建立数据库和MAPGIS可视化手段，形成面向水合物目标靶区的立体探测及资源评价技术体系。

依托我国海域天然气水合物资源勘查与试采工程，在南海北部神狐海域水合物试采区域附近搭建应用示范平台，加强成果集成，对研发的技术装备进行综合性应用示范，累计完成保压取样4站位、流体地球化学采样4站位、垂直缆投放5站位、采集综合地球物理测线2 000千米，在此基础上建立集成数据库，最终实现了水合物目标靶区的精细刻画，为该区天然气水合物资源勘查与试采提供了技术支持。

后记

“天然气水合物勘探技术开发”团队通过探测装备的研发及技术集成，分别建立了“地质-地球物理-地球化学、地震拖缆-OBS-垂直缆”以及“水体-海底表层-海底浅层”的多维海底立体观测系统，有力推动了我国天然气水合物开采与应用研究的进程，为保障国家能源安全建设作出了应有的贡献。