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地球物理学在海洋资源勘探中的应用地球物理学是研究地球内部结构和物质性质的学科，它在海洋资源勘探中发挥着重要的作用。
通过地球物理学的方法，我们可以获得海洋地下物质的分布情况，进一步指导海洋资源的勘探与开发。
本文将介绍地球物理学在海洋资源勘探中的应用。
1. 地震勘探技术地震勘探技术是海洋资源勘探中最常用的一种方法。
它通过在海底或海面上布设震源和接收器，利用地震波在地下不同介质中传播速度不同的特性，解释和分析地震波的反射、折射、散射等现象，进而得到海底地形、地下构造等信息。
这些信息对于海洋石油、天然气等资源的勘探非常重要。
地震勘探技术的实施步骤一般包括震源激发、接收器接收和信号处理等环节。
震源激发可以采用爆炸物、空气枪等方式，在海底或海面上产生压力波，从而引发地震波。
接收器接收地震波的反射信号，并将其转化为电信号进行记录。
信号处理过程中，地震学家将反射信号进行分析和揭示，以获得海底地质构造的信息。
2. 电磁法勘探技术电磁法勘探技术是利用地下不同导电性介质对电磁场的响应特性，来推断地下结构与构造的一种方法。
该技术在海洋资源勘探中也有重要应用。
电磁法勘探技术可以通过在海面或海底上布设电磁发射源和接收器，发射电磁波并观测反射和散射信号来获取地下构造的信息。
电磁法勘探技术的应用范围广泛，可以用于石油、天然气等矿产资源的勘探和定位。
通过分析电磁场的反射、散射等现象，可以确定地下储层的存在、性质和分布情况，为资源的勘探和开发提供重要的依据。
3. 重力测量技术重力测量技术也是地球物理学在海洋资源勘探中常用的方法之一。
利用重力测量技术可以测量地球重力场的分布情况，从而推断出地下构造的变化。
在海洋资源勘探中，重力测量技术可以用于确定海底地形的变化、地下构造的分布情况等。
重力测量技术一般通过测量重力加速度的变化来推断地下构造的性质。
在海洋中，可以通过在船上或飞机上测量重力加速度的变化，然后与基准值进行对比，从而得到海底地形和地下构造的信息。
BSRBSR重要特征对比与0DP钻探取证及其中国模式许红（中国地质调查局海洋地质研究所）BSR(Bottom simulating reflector)：即似海底反射，是公认的天然气水合物的地球物理权威标志：在钻井之前，BSR则几乎是唯一最接近终极目标的标志。
BSR的重要特征及其地质意义：突出的振幅变形，以空白反射(blanking)为标志；速度增高及其速度—振幅结构(VAMPS)；BSR强反射，平行于海底，弱反射或呈不连续状反射;BSR可以等于游离气层系的顶，由BSR所代表的天然气水合物与游离气层系是相辅相成的；二者可以转换，转换率取决于地质环境中物理化学状态的条件平衡；纯天然气水合物的地震波传播速度是3．3～3．8km/s(Sloan，1990；Kvenvolden，1993)；饱和水的沉积物的地震波传播速率是11．7～19km/s；海洋水的的地震波传播速率是1．5km／s(Dillon等，1993)；沉积物中天然气水合物的地震波传播速率可以从1．78～2．2km/s(Sloan，1990；Kvenvolden，1993)。
非胶结含水合物沉积物修正等效介质速度模型及其地震波场特征研究李红星等，2009目前通过地震方法和其他地球物理资料研究的BSR特征如下：负极性，反射系数大，且很少发现可以代表 BSR 上方含水合物沉积物层上界和 BSR下方的含游离气地层底界的反射。
此外，现实中也发现了双 BSR 类型。
振幅空白带被定义为由于沉积物声波阻抗差小而引起的地震振幅小。
它也是水合物沉积物地震技术识别的一个重要特征，同时也是目前水合物沉积物地震识别方法研究的热点问题。
水合物地震空白带现象往往与似海底反射BSR现象相伴生。
BSR 与空白带的形成机理：当水合物下伏介质为饱和水沉积物时BSR 振幅较小，对应于没有明显 BSR 也发现水合物的情况；当水合物下伏介质为含游离气沉积物时 BSR 振幅较强，与实测地震数据的波形反演和 ODP钻探显示强振幅BSR 下伏游离甲烷气体一致；含游离气沉积物顶界面也可以形成强振幅 BSR；双 BSR 形成存在两种机理：含水合物沉积物和含游离气沉积物之间存在残留水合物沉积物层或者残留游离气沉积物层；薄层游离气沉积物层的存在可以导致BSR 极性为正；含水合物沉积物层中水合物饱和度的递增梯度分布以及下伏含游离气沉积物层中游离气的递减分布可以产生强振幅BSR，且伴生空白带，水合物顶界面和游离气沉积层底界面都为弱反射，不易发现，这与通常发现的水合物地震波场特征一致。
海洋地球物理观测技术在海洋资源勘探中的应用海洋是地球最广阔的领域之一，蕴藏着丰富的资源潜力。
然而，由于其深远和复杂的特性，对海洋资源的勘探一直是一个具有挑战性的任务。
随着科技的进步，海洋地球物理观测技术得到了广泛应用，并显著推动了海洋资源勘探的发展。
海洋地球物理观测技术是指利用物理手段对海洋内部和周边环境进行观测、探测和监测的技术手段。
它主要包括声学观测技术、电磁观测技术和重力观测技术。
下面将详细介绍这些观测技术在海洋资源勘探中的应用。
声学观测技术是利用声波在水中传播的特性进行观测和探测的技术手段。
其中，声纳技术是一种常用的声学观测技术。
通过发射声波信号，并接收和分析回波信号，可以测量海底地形、海水中的生物和地质特征等信息。
这对于海洋石油和天然气勘探中的钻井、钻孔以及蓄积构造研究具有重要意义。
电磁观测技术是利用电磁波在海水中的传播和反射等特性进行观测和探测的技术手段。
其中，电磁感应法是一种常用的电磁观测技术。
通过测量海底和水下沉积物的电阻率、磁导率、电磁响应等物理参数，可以推断出地下的油气、矿产和热液等资源的分布情况。
这对于海洋矿产资源勘探、海底沉积物的成因和演化研究等提供了重要依据。
重力观测技术是利用地球的重力场和物体间的引力作用进行观测和探测的技术手段。
在海洋资源勘探中，重力观测技术广泛应用于测量海底地形的重力异常、油气藏的重力异常等。
通过分析重力异常的特征，可以判断出潜在的油气藏和矿产资源分布的可能性，从而指导海洋资源的开发和勘探工作。
除了上述的声学观测技术、电磁观测技术和重力观测技术，海洋地球物理观测技术还包括磁观测技术、地电观测技术等。
这些观测技术在海洋资源勘探中的应用，不仅拓宽了研究手段，提高了勘探效率，还为制定科学的开发策略和资源评价提供了可靠的依据。
总的来说，海洋地球物理观测技术在海洋资源勘探中发挥着重要作用。
它们通过对海洋内部和周边环境进行准确观测，为海洋资源的勘探提供了科学的依据和技术支持。
附件1：863计划海洋技术领域“天然气水合物勘探开发关键技术”重大项目2006年度课题申请指南一、指南说明“天然气水合物勘探开发关键技术”是“十一五”863计划海洋技术领域重大项目之一。
项目总体目标是：重点开发天然气水合物成矿区带的高精度地球物理和地球化学勘探技术，自主研发水合物钻探取样技术与装备，开展水合物钻探、开发及环境影响评价等关键技术研究，集成海域天然气水合物目标快速探测系统平台，初步形成天然气水合物资源勘探技术系列和装备，有效评价1～2个天然气水合物有利矿区，为天然气水合物开发作技术储备。
重点任务是：●开发海域天然气水合物矿体目标的三维地震与海底高频地震（HF-OBS）联合探测技术、水合物成矿区带的流体地球化学探测技术，以及水合物成矿区带的高精度海洋人工源电磁探测技术及海底热流原位探测技术，实现水合物成矿区带的高效综合勘探技术系列，为我国海域天然气水合物成矿区带勘探提供高技术支撑。
●研制水合物的保真取样（芯）器，开发样品处理分析技术，集成天然气水合物保真取样及样品后处理系统，为实现水合物样品采集提供支撑。
●研制天然气水合物保压保温钻探取芯装备，形成天然气水合物钻探取样系统；开展水合物开发前的实验合成条件模拟、水合物形成的相平衡实验模拟、三维水合物藏生成模拟与开采实验研究平台，以及水合物开发的环境影响评价技术，为水合物开发提供技术储备。
●通过上述技术的研发，预期获得专利及软件著作版权登记20～30项，培养一支天然气水合物科技研发队伍。
根据上述任务,项目分解为以下10个课题：1.天然气水合物矿体的三维与海底高频地震联合探测技术2.天然气水合物的海底电磁探测技术3.天然气水合物的热流原位探测技术4.天然气水合物流体地球化学现场快速探测技术5.天然气水合物原位地球化学探测系统6.天然气水合物重力活塞式保真取样器研制及样品后处理技术7.天然气水合物钻探取芯关键技术8.天然气水合物成藏条件实验模拟技术9.天然气水合物开采技术平台与开采技术预研究10.天然气水合物探测技术系统集成本项目2006年启动除“天然气水合物探测技术系统集成”课题外的9个课题，均为公开发布课题申请指南，采用择优委托方式确定承担单位。
天然气水合物开采与利用的技术研究和前景分析天然气水合物是一种新兴的可再生能源，它是由天然气分子和水分子在高压、低温环境下结晶形成的。
天然气水合物储量巨大，被认为是未来能源革命的重要组成部分。
随着科技的进步和对能源安全的重视，天然气水合物的开采与利用将成为研究的重点之一。
一、天然气水合物开采技术天然气水合物分布于地球深海、海洋海底和北极等寒冷地带，因此开采难度大、成本高。
对于天然气水合物的开采，目前主要有以下几种技术：1.水下开采技术水下开采技术主要包括水下钻井、水下采样、水下生产等技术。
通过水下开采技术，可以实现对水合物的单独开采，同时也可以有效减少与海水混合的可能。
2.钻井模式开采技术钻井模式开采技术是利用井口周围的压差对水合物进行开采。
该技术需要在水合物储层进行井钻开洞，确保井眼与水合物储层的隔离，然后通过抽吸泵将矿物质和水合物从井眼排入井下。
3.膨胀法开采技术膨胀法开采技术是通过注入物质如液态二氧化碳使水合物脱离，在其结构中形成空气泡从而破坏水合物结构，实现开采。
二、天然气水合物利用技术天然气水合物的利用技术主要包括化学转化、物理加工、燃烧利用、液化气等技术。
其中，液化气技术是天然气水合物利用的一个重要方向。
通过液化气技术，可以降低天然气水合物的储存和运输成本，使其更便捷地运输和使用。
目前在日本、中国等国家已经开始建设天然气水合物的试验项目，尽管只是处于试验阶段，但天然气水合物开采与利用的前景是十分广阔的。
三、天然气水合物开采与利用的前景分析随着全球能源需求的不断增长，传统石油、天然气等能源的供应面临着日趋匮乏的困境。
而天然气水合物的储量巨大，可以为全球能源供应带来新的可能。
越来越多的国家开始加强天然气水合物的研究，推动技术的发展和应用。
在减少对传统石油、天然气等能源的依赖的同时，天然气水合物的开采与利用也为我们提供了更多的可再生能源资源。
值得注意的是，天然气水合物的开采和利用需要高端科技和先进设备的支持，同时也需要具备丰富的资金和技术积累，因此，在未来的发展中，需要各国政府和企业加强合作，共同推动天然气水合物的研究和利用，实现能源的可持续发展。
天然气水合物开采技术天然气水合物是一种新兴的能源资源，它可以替代传统石油和天然气，成为未来能源领域的主要来源。
由于其储量丰富，而且含量稳定，天然气水合物被认为是一种充满潜力的资源，但是由于其开采难度较大，开采技术也相对复杂。
本文将分享一些目前应用的天然气水合物开采技术。
1. 常规水平钻探常规水平钻探是一种基于传统石油开采的方式，通过钻探设备在海底进行，以获取天然气水合物储层的数据。
这种方法比较简单，由于在海底的环境下操作，所以需要钻探设备具有足够的耐腐蚀性能，以确保钻探设备能够在极端天气和海洋环境下运作。
不过这种方法却存在一定的限制，由于水合物储层往往是深埋在海底以下，这种开采方式的效率相对较低，而且成本相对较高。
2. 气体旋流法气体旋流法是一种新型的天然气水合物开采技术，它可以有效解决常规水平钻探的缺陷。
气体旋流法基于一个简单的原理，利用高速气流旋转和冲击力破坏天然气水合物储层结构，并将储层内的天然气释放出来。
这种技术可以提高开采效率，降低成本，在未来有望成为一种主要的开采方式。
3. 洁净隔离技术洁净隔离技术是一种未来重点研发的天然气水合物开采技术，它可以有效地实现天然气和水合物的分离和纯化。
这种技术可以减少环境污染，提高天然气水合物的纯度，从而提高其经济价值。
与此同时，洁净隔离技术还可以防止水合物被氧化和热解，避免不必要的资源浪费。
4. 微生物耦合方法微生物耦合方法是在天然气水合物开采领域探索的一种新型技术，其原理是通过添加细菌和病毒来促进水合物分解和提取。
这种方法可以在不改变天然气水合物储层化学成分的情况下，迅速将煤层气释放出来，从而提高开采效率和经济效益。
此外，微生物耦合方法不会对环境产生负面影响，是一种环保的开采技术。
总结天然气水合物是未来能源领域的一个潜力非常大的资源，开采技术不断取得进展，加上政策方面对于绿色能源的支持，未来天然气水合物有望成为主要的能源来源之一。
当前，常规水平钻探和气体旋流法是目前应用比较广泛的开采技术，而洁净隔离技术和微生物耦合方法是未来需要加强研究的新型技术，未来水合物开采将逐渐转向低成本、高效率、环保、绿色的方向。
2000年9月 地 球 物 理 学 进 展 15卷 第3期海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术马在田1 宋海斌2,3 孙建国4(1.同济大学海洋地质与地球物理系,上海200092;2.中国科学院地质与地球物理研究所,北京100101;3.国家海洋局海底科学重点实验室,杭州310012;4.中国新星石油公司石油物探研究所,南京210014)摘 要:海洋天然气水合物是一种潜在的巨大能源,在资源环境、灾害方面处于非常重要的地位.发展海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术—蕴藏量估算技术、深水区高分辨率地震技术、井中地球物理技术、海洋电磁法探测技术,准确了解天然气水合物的分布与蕴藏量,对我国海洋天然气水合物产业的建立具有关键作用.关键词:海洋天然气水合物;地球物理探测;高技术中图分类号:P315文献标识码:A文章编号:1004-2903(2000)03-0001-061 引 言天然气水合物是一种由天然气分子与水分子组成的类冰固态化合物.自然界中的天然气水合物主要为甲烷水合物,通常分布于大陆边缘与冻土带,它在资源、环境、灾害三个方面均处于非常重要的地位[1,2].天然气水合物是极端可燃混合物,且1m3天然气水合物约可释放出164m3甲烷.按国外专家估计,天然气水合物中的气体含碳量是常规化石燃料(石油、天然气、煤)含碳量的两倍,是一种潜在的巨大能源,并且是一种绿色能源.天然气水合物在低温高压环境下是稳定的,温压的变化会导致大量气体的释放,从而引起滑坡等海底重大灾害.此外由于天然气水合物释放的甲烷是一种重要的温室效应气体,对全球气候可能产生重要影响.因此,对天然气水合物的研究已引起了发达国家与发展中国家科学家的极大关注.2 国外研究现状与发展趋势从1810年开始,国外学者在实验室中研究天然气水合物,直到本世纪30年代前苏联科学家在天然气管道中已发现天然气水合物的存在,但自然界中的天然气水合物是60年代在西伯利亚西部冻土带下面的沉积物中首次发现的.60年代,前苏联、美国、荷兰、德国深入研收稿日期:2000-02-22;修订日期:2000-05-05.基金来源:国家自然科学基金项目(49904007)、国家海洋局海底科学重点实验室课题基金.作者简介:马在田,1930年生,男,中国科学院院士,上海同济大学教授.主要从事反射地震学研究.究了天然气水合物的结构、热动力学和形成机理.70年代初前苏联学者论证了地壳存在有天然气水合物生成带并可形成大的工业天然气水合物藏,前苏联还发现了世界上第一个天然气水合物气田—麦索亚哈气田;此外,70年代在海洋沉积物中发现了天然气水合物[4,5].80年代以来前苏联、美国、加拿大、日本、印度等国对天然气水合物的研究给予高度重视,并从能源战略储备角度出发,纷纷制定了长远发展规划和实施计划,研究已相当普遍;参与研究的还有挪威、比利时、德国、荷兰等,多数利用深海钻探计划在钻井过程中取芯来验证和评估天然天然气水合物资源量.随着深海钻探、大洋钻探与地震调查的发展,人们发现天然气水合物在世界大陆边缘广泛分布.90年代以来,天然气水合物的研究得以蓬勃发展.大洋钻探计划对海洋天然气水合物的研究给予高度重视,设立了专项调查航次.如ODP164航次在北美东南大陆边缘布莱克海台钻了三口井,均钻穿预测的似海底反射层B SR (bottom -simu -lating r eflector )深度,采获了固态气体水合物样[3].日本通产省投入6400万美元实施了勘探开发南海海槽区域海洋甲烷水合物的五年计划(1995～1999).现已基本完成地球物理调查.1999年,3000m 深的勘探井钻探了南海海槽增生楔的甲烷水合物沉积.近期,又制定了“把海洋甲烷水合物变成可开发利用的能源”计划.最近印度政府五年计划投入5600万美元在孟加拉湾和阿拉伯海开展天然气水合物的调查研究工作.并在印度洋西北的阿曼湾已发现天然气水合物存在的依据.值得注意的是:美、法、日、德等国已着手安排全世界海洋沉积物上层的研究计划,以准确地查明产层,计算出水合物充填度.目前已探测了数千万公里的剖面,在几千个点上采了样,打了几百口井.工作最详细的水域是大西洋、太平洋赤道部分和印度洋的一些区域.到目前为止,国外学者对天然气水合物形成与分解的物理化学条件、产出条件、分布规律、形成机理、勘查技术方法、取样设备、开发工艺、经济评价、环境效应及环境保护等方面进行了深入的研究.并在世界上确定出60处海洋天然气水合物蕴藏地,其中9处业经钻探证实.就开采技术,也已提出下伏游离气开采法、减压法和热激发法等技术.目前的发展趋势,开展地球物理、地球化学探测技术研究,以准确了解天然气水合物的分布与数量及天然气水合物沉积的精细结构,建立一套完整的勘探开发技术.3 国内研究现状与中国寻找海洋天然气水合物前景预测我国对天然气水合物的研究基本处于调研起步阶段[6—8].“九五”期间,中国大洋学会组织了“西太平洋气体水合物找矿前景与方法的调研”、国土资源部组织了“中国海域气体水合物找矿前景研究”,863计划820主题也支持了“海底气体水合物资源勘查的关键技术”前沿性课题,1999年国家自然科学基金委批准了3项涉及天然气水合物研究的基金.1990年,中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室科研人员曾与莫斯科大学冻土专业学者成功地进行了天然天然气水合物人工合成试验,1991年,该实验室又进一步研究了合成的条件.近年来,根据初步的BSR 识别,我国科研工作者认为南海的西沙海槽北部陆坡、东沙岛附近、笔架南盆地、南沙海槽、南海南部的沙巴岸外[9]、冲绳海槽、台湾东北及东南等海域是天然气水合物的可能分布区.1999年ODP184航次的北部2个钻孔中发现了较高的·2· 地 球 物 理 学 进 展 2000年甲烷含量和较低氯离子浓度的孔隙水等天然气水合物异常.初步认为中国边缘海可能有可观的天然气水合物潜力.由于尚无开展系统研究,也没有建立高新的地球物理、地球化学探测技术体系,对BSR 识别的合理性、天然气水合物在中国边缘海的分布及蕴藏量缺乏深入认识.跟国外的天然气水合物研究相比远远落后,与我国作为一个拥有300万km 2海域面积的能源消耗大国的地位极不相称.4 海洋天然气水合物发展战略中国是一个发展中国家,目前正面临由于经济快速发展所面临的严重资源短缺问题.我国油气产量自1978年突破1亿吨大关,到1998年年产量达1.63亿吨.然而国民经济的快速发展对油气工业提出了更高的要求,1993年中国已变为油气纯进口国.而且这种需求与产出的差距正在逐步增大.据国内外九家科研单位预测,到2010～2020年,国内年石油供需缺口为0.8～1.3亿吨,天然气500～800亿方,能源正成为制约我国国民经济快速发展的瓶颈.天然气水合物分布广、规模大、勘查费用低,具有巨大的经济效益,它将成为21世纪替代石油、天然气的新型能源.为消除我国未来可能出现的“资源短缺型经济局面”,缓解能源供需矛盾,勘探、开发利用天然气水合物,从而建立海洋天然气水合物产业,应该是我国新世纪的重要战略选择.此外,国家主权、海洋权益的有效维护也要求我们了解掌握海洋天然气水合物的分布及蕴藏量情况,有利于海洋资源的战略储备.开展海洋天然气水合物研究是一项非常重要和紧迫的工作.为建立海洋天然气水合物产业,首先需宏观了解我国海域天然气水合物的分布及其资源量情况,进而要圈定有利分布区开展深入的调查研究,并建立天然气水合物勘探、开发的高新技术体系.应该指出,在天然气水合物的勘探、开发过程中,地球物理将起重要的先导作用,无论是分布状态的掌握还是资源量的估算,天然气水合物储层的精细描述及勘探井位的设计等等,均需要发展相应的地球物理探测技术.三十多年来,地矿、石油系统在东海、南海、渤海和黄海开展了大量的地质、地球物理综合调查工作,建立了海洋油气工业,积累了丰富的地质、地球物理、地球化学和钻探资料.利用这些资料,研究针对天然气水合物沉积的地球物理处理、解释技术,并进行二次开发,可以对中国海域特别是南海、东海的冲绳海槽的天然气水合物资源远景进行评价研究,初步确定有利分布区.进而选择最有希望的海域进行高新技术航次调查,估算天然气水合物的蕴藏量,并对目标区开展天然气水合物储层的精细描述,提供勘探井位.然后,利用勘探井的数据,探明目标区天然气水合物的地质储量及产层的分布,进行试开发.形成一套实用的勘探技术和调查方法.5 地球物理探测高新技术海洋天然气水合物研究的重要问题是准确地了解它的分布与数量,因而需发展如下地球物理探测高新技术.·3·第15卷 第3期 海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术 5.1 蕴藏量估算技术海洋沉积物中分布的气体水合物的底界在地震剖面上通常表现为似海底反射层(B SR ),因而在研究早期通过地震调查容易圈定海洋天然气水合物的大致分布范围.与大陆边缘通常的沉积物相比,天然气水合物沉积具有较高的纵波速度,因此地震得到的速度及其他弹性参数对研究天然气水合物的分布非常有用.此外,天然气水合物稳定带下方可能存在的含游离气体沉积物则具有较低的纵波速度与泊松比.因此,可以利用得到的速度与弹性参数结构,通过岩石物理模型方法对比现有资料半定量地估计天然气水合物的饱和度.再根据厚度、面积等参数计算天然气水合物蕴藏量.为了正确识别B SR ,准确地了解BSR 上方孔隙中水合物的数量、B SR 下面游离气体的分布,海洋天然气水合物的地震速度、弹性参数结构研究已成为必须要解决的关键问题[10～14],90年代以来,开展了叠加速度分析、旅行时反演、叠后波阻抗反演,AVO 分析,一维叠前广角反射波形单参数反演研究.为此,要发展高精度速度分析技术、AVO 技术、地震波形反演技术,建立适用于天然气水合物的采集、处理与解释技术和软件系统,进而建立海洋天然气水合物的蕴藏量估算技术.5.2 深水区高分辨率地震技术为研究海洋天然气水合物,日本已于1996年在南海海槽、日本与加拿大合作1999年在Mackenzie 三角州进行了高分辨率的地震调查[15].应该指出的是,高分辨率的成像技术目前还未解决.就深水区高分辨率地震技术而言,特别要加强处理与解释系统研究.利用深水区高分辨率的采集、处理与解释技术,可以揭示天然气水合物沉积的精细结构,进行天然气水合物的储层特征、储藏结构描述,寻找有利的钻探目标,并结合井中的资料,确定天然气水合物的地质储量,提出评价方案.5.3 井中地球物理技术美国东南大陆边缘布莱克海台[16]、加拿大Mackenzie 三角州[17]实施了纵波激发的零偏、非零偏的VSP 、横波激发的零偏VSP 工作,得到了纵波速度、横波速度的垂向分布,标定了地震层位.实际上,深水区VSP 技术、常规测井技术、成像测井技术(微电阻扫描成像测井、偶极子横波成像测井、核磁共振成像)等井中地球物理技术,是判别地层是否存在天然气水合物及提供天然气水合物储量参数的重要手段.同时,测井资料也是研究井点附近天然气水合物的主地层的沉积环境及演化的有效手段.5.4 海洋电磁法探测技术天然气水合物的底边界在地震剖面上有明显的反映,但是,它的上边界则不易确定,由于天然气水合物像冰一样,在电性上是一个绝缘体,所以,可以利用电法资料辅助评价和计算资源量.利用电磁法正、反演计算,研究游离气带模型、水合物楔模型、不同饱和度的天然气水合物沉积在电磁场上的特征,可以确定合理的电磁法探测技术.Edwards [18]曾用海底人工源瞬变电偶极系统采集有关电法数据,辅助地震对天然气水合物作出资源评价.因此,发展海洋电磁法技术,进而开展电磁成像、电磁地震联合反演及综合解释技术研究,有助于天然气水合物的评价.·4· 地 球 物 理 学 进 展 2000年6 结 语海洋天然气水合物是21世纪的新型能源.在天然气水合物的勘探、开发过程中,地球物理将起重要的先导作用,无论是分布状态的掌握还是资源量的估算,天然气水合物储层的精细描述及勘探井位的设计等等,均需要发展相应的地球物理探测技术.发展海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术,包括数据采集、高分辨率成像为主的处理系统与地质、地球物理和地球化学综合解释技术及其工作站系统,是准确了解天然气水合物的分布与蕴藏量的关键.它对探讨海洋天然气水合物的形成机制及对海洋环境与全球气候的影响,建立海洋天然气水合物产业具有重要作用.参 考 文 献[1] Sl oan E D .Clathrate Hydrates of Natural Gas .Marcel Dekker ,New York ,1990.[2] Kvenvolden K A .Gas hydrate -Geological perspective and global change .Re v .Ge ophys .,1993,31:173～187.[3] OD P Leg 164Shipboard Scientific Party ,M ethane gas hydrate drill ed at Blake R idge .Eos ,Trans actions ,American Geophys icalUnion ,1996,77(23):219.[4] M arkl R G ,Bryan G M ,Ewing J I .Structure of the Blake -Baha ma outer ridge .J .G eophys .Res .,1970,75:4539～4555.[5] Hollister C D .Initial reports of the deep sea drilling project ,11.Was hington ,D .C .,U S .Gov .Printing Ofc ,1972,1～1077.[6] 姚伯初.南海北部陆缘天然气水合物初探.海洋地质与第四纪地质,1998,18(4):11～18.[7] 吴必豪,马开义,陈邦彦等.西太平洋天然气水合物矿床远景刍议.矿床地质(增刊),1998.[8] 宋海斌.海洋天然气水合物的地震研究进展.中国地球物理学会年刊,合肥:安徽科学技术出版社,1999,215.[9] Berner U ,Faber E .Hydrocarbon gases in surface sediments of the South China Sea .In :Edited by X J in ,Kudrass H R ,Pautot G .M arine geol ogy and geophysics of the South China ,Beijing :China Ocean Press ,1992,199～211.[10] Ec ker C ,Dvorkin J ,Nur A .Estimating the amount of hydrate and free gas from s urface seismic .Soc .Expl .G eophys .Expand -ed Abst ract s ,1998.[11] Lee M W ,Hutchinson D R ,Agena W F ,et al .Seismic character of gas hydrates on the s outheastern U .S .continental margin .Mar .G eophys .Res .,1994,16:163～184.[12] Singh S C ,M inshull T A ,Spence G D .Velocity s truct ure of a gas hydrate refl ector .Scienc e ,1993,260:204～207.[13] Korenaga J ,Holbrook W S ,Singh S C ,Mins hull T A .Natural gas hydrates on the sout heas t U S .margin :constraints from fullwaveform and travel time inversions of wide -angle seismic data .J .G eophys .Res .,1997,102:15345～15365.[14] Yuan T ,Spence G D ,Hyndman R D ,et al .Seis mic velocit y s tudies of a gas hydrate botto m -s imulating reflector on the northernCascadia continental margin :A mpl it ude modeling and full waveform invers ion .J .G eophys .Res .,1999,104:1179～1191.[15] Hunter J M ,Miller R D ,D oll W F ,et al .Feasibilit y of high resolution P -and S -wave seis mic refl ection to detect methane hy -drate .Soc .Expl .G eophys .Expanded Abstracts ,1999.[16] Holbrook W S ,Hos kins H ,Wood W T ,et al .M ethane hydrate and free gas on the Blake Ridge from vertical seis mic profiling .Scie nce ,1996,273:1840～1843.[17] Mi Y ,Walia R ,Hyndman R D ,Sakai A .Vertical seismic profile in the Malli k 2L ～38gas hydrate research well in the CanadianArtic .Soc .Expl .Ge ophys .Expanded Abstracts ,1999.[18] Edwards R N .On the res ource evaluation of marine gas hydrate deposits using s ea -fl oor transient electric dipole -dipole methods .Ge ophys ics ,1997,62(1):63～74.·5·第15卷 第3期 海洋天然气水合物的地球物理探测高新技术 GEOP HYSICAL PR OSPECTING HIGH TECHNOLOGIES OFMARINE GAS HYDRATESMA Zai -tian 1 SONG Hai -bin 2,3 SUN Jian -guo 4 1.De pt .of Marine G eol ogy and G eophysic s ,Tongji Unive rsit y ,Shanghai 200092,C hina2.Institute of G eol ogy and G eophysic s ,C AS ,Beijing 100101,C hina3.Key Lab of Submarine Ge os ciences ,SOA ,Hangzhou 310012,C hina4.Rese ar ch Ins titute of Ge ophys ical Pr ospecting f or Petroleum ,C N SPC ,Nanjing 210014,C hinaA bstract :Gas hydrates are ver y important because of their vast resources potential ,their role as sub -marine geohazard ,and their effects on global climate in the world .It is very crucial to develop geo -physical pr ospecting technologies of marine gas hydrates ,whic h include quantity estimation ,deep wa -ter high resolution seismic ,borehole geophysics and electromagnetic method ,to acquire distribution and concentration of marine gas hydrates for preparation of marine gas hydrates industry in the future .Keywords :Marine gas hydrates ;Geophysical Exploration ;High technology ·6· 地 球 物 理 学 进 展 2000年。
