近日，由中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所牽頭研發(fā)的天然氣水合物海洋可控源電磁探測系統(tǒng)發(fā)射系統(tǒng)樣機(jī)完成了最后的集成、組裝，并進(jìn)行了室內(nèi)測試。目前，天然氣水合物海洋可控源電磁探測系統(tǒng)已全部研發(fā)完成。該系統(tǒng)的成功研發(fā)將有效提升我國海洋天然氣水合物資源勘查水平，為海域天然氣水合物調(diào)查提供技術(shù)支撐。

目前，水下試驗(yàn)測試顯示海洋可控源電磁探測系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性較好，下一步將轉(zhuǎn)入淺海實(shí)驗(yàn)階段，對海洋可控源電磁探測系統(tǒng)進(jìn)行整體測試，預(yù)計(jì)2017年正式投入使用。深海裝備的研發(fā)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，是多種高新技術(shù)的集成。一般來說，從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)化需要經(jīng)歷以下幾個(gè)階段。首先要經(jīng)過水槽試驗(yàn)，測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性等;然后進(jìn)行淺海實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)改進(jìn);最后開展深海試驗(yàn)性應(yīng)用，這期間大致要經(jīng)歷2~3年的時(shí)間。

釋放電磁波識別水合物

據(jù)介紹，該系統(tǒng)由青島海洋所牽頭，聯(lián)合中國海洋大學(xué)研發(fā)。整機(jī)由可控源電磁發(fā)射系統(tǒng)，拖曳式電場接收系統(tǒng)，海底電磁采集站及可控源電磁甲板監(jiān)控系統(tǒng)等組成。“與地震勘探方法不同，可控源電磁探測向海中釋放的是電磁波，通過調(diào)查船拖曳發(fā)射系統(tǒng)，在航行中向海底地層發(fā)射電磁波，利用事先投放的海底接收站和調(diào)查船同步拖曳的接收系統(tǒng)一起接收海底地層反射回來的信號。”青島海洋地質(zhì)研究所研究員趙鐵虎告訴記者，“海底天然氣水合物與周圍沉積物相比，電阻率偏高。因此，通過測量海底的電阻率參數(shù)，可以識別出水合物的存在。”

破解技術(shù)難題提高效率

據(jù)介紹，該系統(tǒng)不僅可以觀測天然場產(chǎn)生的海洋電磁場，還可以觀測人工源產(chǎn)生的海洋電磁場，在海底地球結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)研究以及天然氣水合物和海洋油氣探測等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。“在天然氣水合物勘探中，海洋可控源電磁探測技術(shù)可與地震勘探技術(shù)配合使用，海洋可控源電磁測量的是人工電場，能獲取地層電阻率的分布情況，從而確定天然氣水合物儲(chǔ)層。”趙鐵虎表示，“如果用地震方法找出天然氣水合物的有利構(gòu)造，同時(shí)運(yùn)用海洋可控源電磁方法得出存在高阻異常，兩者綜合起來，就會(huì)大大增加勘探的成功率，在海洋資源勘探中具有廣闊的應(yīng)用前景。”“在研發(fā)過程中，研究人員攻克一個(gè)個(gè)技術(shù)難關(guān)，最終成功完成了海洋可控源電磁探測系統(tǒng)的室內(nèi)測試。”據(jù)趙鐵虎介紹，天然氣水合物海洋可控源電磁探測拖曳式電場接收系統(tǒng)首次研發(fā)成功，填補(bǔ)了國內(nèi)這一方面的空白。該系統(tǒng)在深水拖曳式可控源電磁發(fā)射系統(tǒng)工作的同時(shí)進(jìn)行拖曳式接收，相對固定式接收，可連續(xù)觀測并記錄電場信號，實(shí)現(xiàn)自主式、同步采集，將有效提高工作效率。

新方法提高鉆井成功率

目前，海上地震勘探是最常用的海底天然氣水合物探測方法，它根據(jù)地震剖面上的似海底反射層(BSR)判斷天然氣水合物的存在，BSR已成為檢測天然氣水合物存在的一個(gè)重要標(biāo)志。然而，研究發(fā)現(xiàn)BSR并不能完全指示天然氣水合物的存在。

趙鐵虎表示，“比如墨西哥灣是已知的天然氣水合物儲(chǔ)存區(qū)，最近地球物理證據(jù)已經(jīng)表明它的存在，但墨西哥灣在地震剖面上并不存在連續(xù)的BSR。海上地震通常只揭示了天然氣水合物穩(wěn)定帶的邊緣，而應(yīng)用海洋可控源電磁在探測水合物飽和度變化方面表現(xiàn)更靈敏，可根據(jù)水合物儲(chǔ)層與圍巖沉積層的電性差異確定天然氣水合物的存在，從而提高鉆井的成功率。”

眾所周知，天然氣水合物是21世紀(jì)最具潛力的接替煤炭、石油和天然氣的新型潔凈能源之一，同時(shí)也是目前尚未開發(fā)的儲(chǔ)量巨大的一種新能源。天然氣水合物引起了世界各國尤其是發(fā)達(dá)國家及能源短缺國家的高度重視，如美國、日本、德國、印度、加拿大等都制定了各自的水合物研究開發(fā)計(jì)劃，正在加緊調(diào)查、開發(fā)和利用研究。我國廣闊的海域及凍土地區(qū)也有著巨大的水合物資源前景，該海洋可控源電磁探測系統(tǒng)的成功研發(fā)，進(jìn)一步提升了我國自主研發(fā)天然氣水合物勘查設(shè)備的能力和技術(shù)研發(fā)水平，為我國海域天然氣水合物勘探注入新的動(dòng)力。

(青島財(cái)經(jīng)日報(bào)/青島財(cái)經(jīng)網(wǎng)記者 李倚慰)