近日，由中國地質調查局青島海洋地質研究所牽頭研發的天然氣水合物海洋可控源電磁探測系統發射系統樣機完成了最后的集成、組裝，并進行了室內測試。目前，天然氣水合物海洋可控源電磁探測系統已全部研發完成。該系統的成功研發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查提供技術支撐。
目前，水下試驗測試顯示海洋可控源電磁探測系統的整體穩定性較好，下一步將轉入淺海實驗階段，對海洋可控源電磁探測系統進行整體測試，預計2017年正式投入使用。深海裝備的研發是一項系統工程，是多種高新技術的集成。一般來說，從研發到產業化需要經歷以下幾個階段。首先要經過水槽試驗，測試系統的穩定性等;然后進行淺海實驗，發現問題后及時改進;最后開展深海試驗性應用，這期間大致要經歷2~3年的時間。
釋放電磁波識別水合物
據介紹，該系統由青島海洋所牽頭，聯合中國海洋大學研發。整機由可控源電磁發射系統，拖曳式電場接收系統，海底電磁采集站及可控源電磁甲板監控系統等組成。“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，通過調查船拖曳發射系統，在航行中向海底地層發射電磁波，利用事先投放的海底接收站和調查船同步拖曳的接收系統一起接收海底地層反射回來的信號。”青島海洋地質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，可以識別出水合物的存在。”
破解技術難題提高效率
據介紹，該系統不僅可以觀測天然場產生的海洋電磁場，還可以觀測人工源產生的海洋電磁場，在海底地球結構和動力學研究以及天然氣水合物和海洋油氣探測等領域將發揮重要作用。“在天然氣水合物勘探中，海洋可控源電磁探測技術可與地震勘探技術配合使用，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造，同時運用海洋可控源電磁方法得出存在高阻異常，兩者綜合起來，就會大大增加勘探的成功率，在海洋資源勘探中具有廣闊的應用前景。”“在研發過程中，研究人員攻克一個個技術難關，最終成功完成了海洋可控源電磁探測系統的室內測試。”據趙鐵虎介紹，天然氣水合物海洋可控源電磁探測拖曳式電場接收系統首次研發成功，填補了國內這一方面的空白。該系統在深水拖曳式可控源電磁發射系統工作的同時進行拖曳式接收，相對固定式接收，可連續觀測并記錄電場信號，實現自主式、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重要標志。然而，研究發現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存區，最近地球物理證據已經表明它的存在，但墨西哥灣在地震剖面上并不存在連續的BSR。海上地震通常只揭示了天然氣水合物穩定帶的邊緣，而應用海洋可控源電磁在探測水合物飽和度變化方面表現更靈敏，可根據水合物儲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，同時也是目前尚未開發的儲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達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計劃，正在加緊調查、開發和利用研究。我國廣闊的海域及凍土地區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的成功研發，進一步提升了我國自主研發天然氣水合物勘查設備的能力和技術研發水平，為我國海域天然氣水合物勘探注入新的動力。
(青島財經日報/青島財經網記者 李倚慰)
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