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《海底沉積物聲學(xué)原位測(cè)量方法與南海天然氣水合物勘探的應(yīng)用研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第30卷第4期2011年12月海洋技術(shù)OCEANTECHNOLOGYV01．30．No．4Dee，2011海底沉積物聲學(xué)原位測(cè)量方法與南海天然氣水合物勘探的應(yīng)用研究鄒大鵬1．一．閻貧1(1．中國(guó)科學(xué)院邊緣海地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，廣東廣州510301；2．廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院。廣東廣州510006)擒耍：研究原位測(cè)量技術(shù)中表層沉積物聲學(xué)原位測(cè)量技術(shù)、聲波測(cè)井技術(shù)和OBS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)和差異，得出3種技術(shù)的分辨率雖然依次降低，但測(cè)量尺度依次增大?？梢詰?yīng)用不同深度和結(jié)構(gòu)層序的海底沉積物聲學(xué)物理性質(zhì)研究
2、。3種原位測(cè)量技術(shù)基于海底原位狀態(tài)，可以測(cè)得海底沉積物的縱波和橫波特性，通過(guò)比較縱波特性、縱橫波速比和計(jì)算泊松比可以提高沉積物中分辨出天然氣水舍物的精度。基于OBS測(cè)量技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)水舍物的勘探與監(jiān)測(cè)．基于表層沉積物聲學(xué)原住測(cè)量技術(shù)和聲波測(cè)井技術(shù)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)原位測(cè)量和采樣，3種技術(shù)結(jié)合可以促進(jìn)南海天然氣水合物勘探與監(jiān)控的實(shí)際應(yīng)用。關(guān)t詞：原住測(cè)量；聲波測(cè)井；沉積物；天然氣水合物；海底地震儀中圈分類號(hào)：P736：P733．23文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1003—2029(2011)04．0109—05海底沉積物是水聲
3、傳播的下邊界，又是海底聲波傳播的上邊界，其聲學(xué)特性研究在海洋軍事環(huán)境、海洋工程建設(shè)、海底資源勘探開(kāi)發(fā)以及海底環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。目前，在南海主要通過(guò)聲學(xué)遙測(cè)方法和海底沉積物取樣樣品的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法獲得海底沉積物的聲學(xué)特性fl-41。其中。聲學(xué)遙測(cè)方法透過(guò)海水獲得海底沉積物的反射和折射特征，其聲學(xué)特性的分析基礎(chǔ)依據(jù)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)鼉數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)量方法由于采集和運(yùn)輸?shù)日駝?dòng)引起沉積物結(jié)構(gòu)變化，以及脫離海底原位狀態(tài)環(huán)境，溫度和壓力等環(huán)境發(fā)生很大變化，存在的測(cè)量誤差不可估計(jì)刪。為了獲得海底沉積物原位聲學(xué)特性。將原位
4、測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于海底測(cè)量海底沉積物聲學(xué)特性Mn，從而消除實(shí)驗(yàn)室測(cè)量存在的擾動(dòng)誤差，為聲學(xué)遙測(cè)方法分析和反演提供原位聲學(xué)數(shù)據(jù)。本文研究原位聲學(xué)測(cè)量法中表層沉積物聲學(xué)原位測(cè)量技術(shù)、聲波測(cè)井技術(shù)和OBS測(cè)量技術(shù)的特點(diǎn)、差異和應(yīng)用，并著重探討3種技術(shù)在天然氣水合物勘探與監(jiān)控方面的應(yīng)用，為不斷提升海底沉積物的聲學(xué)測(cè)量精度、更好地應(yīng)用于資源勘探等服務(wù)。1海底沉積物聲學(xué)原位測(cè)量方法聲學(xué)原位測(cè)量方法通過(guò)將聲學(xué)測(cè)量?jī)x器沉放到海底沉積物原位環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)量，獲取沉積物最小擾動(dòng)狀態(tài)下的聲學(xué)性質(zhì)。原位聲學(xué)測(cè)量要求測(cè)量?jī)x器具有密封性、能夠
5、承受測(cè)量深度上的水壓、一發(fā)多收、具有一定自控功能。根據(jù)海底沉積物聲學(xué)特性測(cè)量方式和方法的差異，已經(jīng)發(fā)展了多種測(cè)量?jī)x器和技術(shù)。在狹義上，聲學(xué)原位測(cè)量方法是指表層沉積物聲學(xué)原位測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用方法，在廣義上還包括地球物理勘探方法中的聲波測(cè)井和海底地震儀(OBS)測(cè)量法。1．1裹層沉積物聲學(xué)原位測(cè)量技術(shù)表層沉積物聲學(xué)原位測(cè)鼉技術(shù)通常用于海底表層聲學(xué)性質(zhì)探測(cè)。按照聲波換能器的布置方式，可分為原位聲學(xué)豎直測(cè)量法和原位聲學(xué)水平測(cè)量法。前者發(fā)射和接收換能器沿沉積物縱深方向排列，而后者則沿同一水平面排列，如圖1。聲學(xué)長(zhǎng)矛[a-]ol
6、屬于豎直排列聲波換能器，通常可以測(cè)量不超過(guò)10m的縱深方向沉積物聲學(xué)特性，用來(lái)研究沉積物的縱深聲速梯度、分層性和資源的埋深分布。SAPPA【7}、ISSAMS[1-al、聲學(xué)原位測(cè)量系統(tǒng)陽(yáng)11等屬于水平測(cè)量?jī)x器，測(cè)量深度不超過(guò)2m，用來(lái)研究同一層面上的沉積物聲學(xué)特性和均勻分布性。根據(jù)聲學(xué)換能器承載體壓入沉積物的方式不同，分為自重壓人式和機(jī)械壓人式。自重壓入式㈣主要通過(guò)調(diào)節(jié)配鶯來(lái)適應(yīng)不同底質(zhì)的沉積物測(cè)量，設(shè)備在沉入沉積物過(guò)程中因慣收稿日期：201l—07—22基金項(xiàng)目：中國(guó)科學(xué)院創(chuàng)新課題資助項(xiàng)目(Kzcx2-yw-2
7、28-1)；中國(guó)科學(xué)院聲場(chǎng)聲信息國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資助項(xiàng)目(SKLOA201003)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41106030)作者筒介：鄒大鵬(1977一)，男，博士后，主要從事沉積聲學(xué)、海洋工程的研究。E刪lil：anthonyzou@126．c咖求·F布置聲學(xué)換能器陣?yán)鋼Q能群接收換能器海水海底沉積物(b)表層原位聲學(xué)豎直測(cè)量法圍l沉積物裹層原位聲學(xué)水平和豎直測(cè)■法海洋技術(shù)性摩擦作用對(duì)沉積物產(chǎn)生了一定程度的擾動(dòng)。液壓壓人式原位設(shè)備m1是機(jī)械壓人式中的一種，其著底穩(wěn)定后，通過(guò)液壓力勻速緩慢推動(dòng)聲波換能器壓人，對(duì)測(cè)
8、量iggl,物的擾動(dòng)最小。按照聲波激發(fā)頻率多樣性可分為多頻測(cè)量和單頻測(cè)量。多頻測(cè)量嗍可以研究當(dāng)前沉積聲學(xué)中普遍探討的速度和衰減隨著測(cè)量頻率不同而具有的頻散現(xiàn)象。12海底沉積袖聲波測(cè)井技術(shù)聲波測(cè)井是油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要手段f】¨41。海底沉積物聲波測(cè)井是利用聲波在海底沉積物中傳播時(shí)，其幅度、速度和頻率等聲學(xué)特性的變化來(lái)研究鉆井地質(zhì)剖面、判斷固井質(zhì)量等問(wèn)題的一種測(cè)
