海洋重力勘探
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重力勘探重力勘探:观测地球表面的重力场的变化,借以查明地质体构造和矿产分布的物探方法。
重力异常:在重力勘探中,将由于地下岩石,矿物密度分布不均匀所引起的重力变化,或地质体与围岩密度差异引起的重力变化,成为重力异常。
引力位重力位关系:重力位等于引力位及离心力位之和,重力位处处连续而有限。
引起重力异常的原因地壳厚度的变化;结晶基岩内部成分、构造和基底顶面的起伏;沉积岩的成分和构造;金属矿及其它矿产的赋存;剩余密度:地质体密度与围岩密度的差称为地质体的剩余密度,即∆σ=σ−σ0,该地质体相对于围岩的剩余质量为∆σ∙V第三章重力测量仪器绝对重力测定测量地球上某点的绝对重力值,绝对重力测量测的是重力的全值。
原理:动力法,观测物体的运动状态(时间与路径),用以测量重力的全值。
相对重力测定测定地球上两点间的重力差值(即各点相对于某一基准点的重力差)。
原理:静力法,观测物体的平衡状态,用以确定两点间的重力差值。
零点位置:选取平衡体的某一平衡位置作为测量重力变化的起始位置。
影响重力仪精度因素:温度、气压、电磁力、安置状态不一致零点漂移:弹力重力仪中的弹性元件,在一个力(如重力)的长期作用下将会产生蠕变和弹性滞后(弹性疲劳)等现象,致使弹性元件随时间推移而产生极其微小的永久形变而导致仪器读数的零点值随时间而不断变化。
怎样克服零漂:制造仪器时,应选择适当材料和经过时效处理,尽量使零点漂移小并努力做到使它成为时间的线性函数。
零点读数法含义及意义(优点):p37第四章重力测量重力测量分类(按空间位置):地面重力测量、地下重力测量、海洋重力测量、航空重力测量、卫星重力测量重力测量分类(按地质任务):区域重力调查、能源重力勘探、矿产重力勘探、水文及工程重力测量、天然地震重力测量等。
各自解决的地质问题见p53-p54.比例尺的确定:重力概查:1:100万,1:50万,用于区域构造和壳慢深部构造重力普查:1:20万,1:10万,用于能源普查和成矿远景区重力详查:1:5万,1:2.5万,盆地内或成矿区,基底构造,局部构造,岩体,小断裂等重力细测:1:1万以上,浅部小构造,小局部地质体测网的大小布设规律:1、在小比例尺测量中,没有严格要求,可以沿一些交通路线布置,并使测点均匀分布全区,在图上每平方厘米能有0.5到3个测点。
海洋重力测量科技名词定义中文名称:海洋重力测量英文名称:marine gravimetry定义:在海洋范围内测定重力加速度的工作。
所属学科:测绘学(一级学科);海洋测绘(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布是在海上或海底进行连续或定点观测的—种重力测量方法,为探矿目的而进行的海洋重力测量又称海洋重力勘探。
近几年来,随着先进技术的发展,轻便而精密的海洋重力仪不断出观,海洋重力得到了迅速的发展。
海洋重力测量的方式有:用海底重力仪进行定点观测;用海洋重力仪在船上进行连续重力测量;用海洋振摆仪在船上或潜艇内进行定点观测。
后者效率较低,精度也较差。
目前主要采用前两种方法。
目录编辑本段海洋重力测量(maine gravimetric survey )是海洋地球物理测量方法之一。
重力测量以牛顿万有引力定律为理论基础,以组成地壳和上地幔各种岩层的密度差异所引起的重力变化为前题,通过专门仪器测定地球水域的重力场数值,给出重力异常分布特征和变化规律,进而研究地质构造、地壳结构、地球形态和勘探海底矿产等。
编辑本段发展1903年,德国地球物理学家O.黑克尔最早在海船上用气压计进行重力测量,但未能获得好的结果。
1920年荷兰大地测量和地球物理学家F.A.芬宁²梅因纳斯提出海洋摆仪理论并制出可消除干扰加速度影响的三摆仪;20~30年代,在他的主持下使用潜艇进行了大西洋、印度洋和爪哇海域的海洋摆仪测量,获取了大量海洋重力资料,发现在海沟处有明显的负重力异常。
50年代相继制造出几种装在水面船只上,航行时做连续观测的船上重力仪。
至60年代中期,这类仪器日臻完善,观测精度高,使用简便,从而逐渐取代了摆仪,加速了海洋重力测量的发展。
编辑本段测量原理地球上的一切物体都要受到地球的吸引力和地球自转所产生的惯性离心力的作用。
两者的向量和即为重力。
重力测量即测定地球上重力加速度(重力测量中,习惯以单位质量的质点所具有的重量定义为重力加速度,通称重力)或其增量。
海洋矿产资源的探测技术研究海洋矿产资源是地球上重要的自然资源之一,包括油气、金属和非金属等多种矿产资源。
海洋资源的丰富度和广泛性给人们探索和开发带来了无限的可能性,而海洋矿产资源的探测技术研究则是实现海洋资源有效开发利用的重要前提。
海洋矿产资源的探测技术研究主要包括海底勘探、深海探测、海洋地质勘探等多个方面。
海洋矿产资源的探测技术研究可以通过对海洋的物理、化学、地质等方面的特征进行分析,以确定可能存在矿产资源的地点,从而为开发提供可行性研究的基础。
首先,海底勘探是海洋矿产资源探测技术研究的重要内容之一。
海底勘探技术包括声波勘探、磁力勘探、重力勘探、地电勘探等多种方法。
声波勘探是利用声波在水中传播的特性,通过声纳设备对海底沉积物进行探测,从而判断可能存在矿产资源的类型和分布情况。
磁力勘探则是利用地球磁场和特定矿石的磁性差异,通过测量磁场的变化来寻找可能的矿产资源。
重力勘探则是通过测量海底地质结构的密度变化来推断可能存在的矿产资源的位置。
地电勘探则是通过测量海底电阻率的变化来判断可能存在的矿产资源。
其次,深海探测是海洋矿产资源探测技术研究的重要方向之一。
随着科技水平的不断提高,航天探测技术也被应用于海底资源的勘探,包括卫星激光测深技术、卫星遥感技术等,这些技术的应用让深海资源的探测变得更加精准和高效。
此外,深海探测还包括潜水器、声纳等探测设备的使用,通过潜水器的下潜,可以对深海矿产资源进行直接的勘探和采样分析,为深海资源的开发提供重要数据支持。
最后,海洋地质勘探是海洋矿产资源探测技术研究的另一个重要方向。
海洋地质勘探以深海地形地貌和地质构造为研究对象,包括海底山脉、海沟、海底扇等海底地形地貌特征的调查和分析,以及海底沉积物、地壳构造、构造构造等地质构造特征的探测。
海洋地质勘探技术主要包括地震探测、钻井勘探、振动探测等多种方法,通过这些技术手段可以获取海洋地质信息,为海洋矿产资源的勘探和开发提供科学依据。
海洋工程中的地质勘察技术海洋,这片广袤而神秘的领域,蕴藏着无尽的资源和巨大的发展潜力。
随着人类对海洋探索和开发的不断深入,海洋工程建设蓬勃发展。
而在海洋工程的建设中,地质勘察技术犹如一把关键的钥匙,为工程的安全、高效实施打开了大门。
地质勘察是海洋工程建设的基础和先导。
它的主要任务是查明海洋工程建设场地的地质条件,为工程设计和施工提供准确、可靠的地质资料。
海洋工程中的地质勘察工作面临着诸多挑战。
首先,海洋环境复杂多变,包括风浪、海流、潮汐等因素,这给勘察工作带来了极大的困难。
其次,海洋地质条件相较于陆地更加复杂,如海底地形起伏大、地层结构多样、地质构造复杂等。
此外,勘察设备和技术在海洋环境中的应用也受到很大限制。
为了应对这些挑战,海洋工程中的地质勘察技术不断发展和创新。
目前,常用的地质勘察技术包括工程地质钻探、地球物理勘探、地质取样和原位测试等。
工程地质钻探是获取海洋地质资料最直接、最有效的方法之一。
通过钻探,可以获取海底地层的岩芯样本,从而了解地层的岩性、结构、厚度等详细信息。
然而,海洋钻探面临着诸多困难,如钻探设备的安装和运输、海洋环境对钻探作业的影响等。
为了克服这些困难,钻探技术不断改进和创新。
例如,采用先进的钻探平台和设备,提高钻探效率和精度;研发适应海洋环境的钻探工艺和技术,确保钻探作业的安全和稳定。
地球物理勘探是海洋地质勘察中另一种重要的技术手段。
它利用物理学原理和方法,对海洋地质体进行探测和分析。
常见的地球物理勘探方法包括地震勘探、重力勘探、磁力勘探和电法勘探等。
地震勘探是目前海洋地质勘察中应用最广泛的地球物理方法之一。
通过激发地震波并接收其反射和折射信号,可以推断海底地层的结构和分布情况。
重力勘探和磁力勘探则主要用于探测海底地质体的密度和磁性差异,从而了解地质构造和矿产分布。
电法勘探则可以用于探测海底地层的电性特征,为工程地质评价提供依据。
地质取样是海洋地质勘察的重要环节之一。
通过取样,可以对海底地层的物质组成、物理性质和化学性质进行分析和测试。
绪论单元测试1、判断题:给地球做CT和医学上说的CT一样,都是使用X射线进行研究()选项:A:错B:对答案: 【错】2、判断题:海洋地球物理勘探是通过地球物理勘探方法,研究海洋的方法。
它就是利用上述物理性质对海洋进行探测的方法,但是无法获取海水下地层信息。
()选项:A:错B:对答案: 【错】3、多选题:海洋地球物理勘探的主要方法有()选项:A:海洋磁法勘探B:海洋电法勘探C:海洋重力勘探D:海洋地震勘探答案: 【海洋磁法勘探;海洋电法勘探;海洋重力勘探;海洋地震勘探】4、判断题:海洋地震勘探相对于陆地地震勘探的特点在于激发接收方式、观测方式和震源()选项:A:对B:错答案: 【对】5、多选题:海洋地震勘探可分为以下三个环节()选项:A:海洋地震数据处理B:海洋地震资料解释C:测井数据对比D:海洋地震数据采集答案: 【海洋地震数据处理;海洋地震资料解释;海洋地震数据采集】6、多选题:相对于传统拖缆,固体拖缆的优点有()选项:A:增加采集连续性B:降低涌浪噪声C:减少漏油污染D:整体平衡答案: 【增加采集连续性;降低涌浪噪声;减少漏油污染;整体平衡】7、判断题:高精度小多道电缆目前高精度小多道电缆道间距为6.25米,取得了较好的空间分辨率,3.125米小道距多分量传感器电缆是未来发展的方向。
()选项:A:错B:对答案: 【对】8、判断题:立体震源是将不同的枪阵组合或每一个子阵列沉放到不同的深度,使之所有的气枪不在同一水平面内,使得立体阵列的排列形式变化()选项:A:错B:对答案: 【对】9、判断题:海底地震仪(0BS)是一种将检波器直接放置在海底的地震观测系统,与固相直接接触,能够记录到S波反射回的转换横波,即PS波。
()选项:A:错B:对答案: 【错】10、单选题:海底电缆相对于常规拖缆地震相比的特点是()选项:A:噪音大B:数据品质低C:生产效率低D:受障碍物影响小答案: 【受障碍物影响小】第一章单元测试1、判断题:给地球做CT和医学上说的CT一样,都是使用X射线进行研究()选项:A:错B:对答案: 【错】2、判断题:海洋地球物理勘探是通过地球物理勘探方法,研究海洋的方法。
海洋工程建设中的关键技术有哪些关键信息项:1、海洋地质勘探技术名称:____________________________原理:____________________________应用范围:____________________________优势:____________________________局限性:____________________________2、海洋平台设计与建造技术名称:____________________________类型:____________________________结构特点:____________________________建造材料:____________________________施工难度:____________________________3、海洋工程装备制造技术名称:____________________________主要设备:____________________________制造工艺:____________________________精度要求:____________________________质量控制:____________________________4、海洋资源开发技术名称:____________________________针对资源类型:____________________________开发方法:____________________________效率评估:____________________________可持续性:____________________________5、海洋环境保护技术名称:____________________________保护对象:____________________________实施手段:____________________________监测方法:____________________________效果评估:____________________________11 海洋地质勘探技术海洋地质勘探是海洋工程建设的基础,其目的是了解海洋地质结构、海底地形、地层分布和矿产资源等信息。
海洋勘探的发展与展望重力勘探什么是重力勘探?重力勘探地球物理勘探方法之一。
是利用组成地壳的各种岩体、矿体间的密度差异所引起的地表的重力加速度值的变化而进行地质勘探的一种方法。
它是以牛顿万有引力定律为基础的。
只要勘探地质体与其周围岩体有一定的密度差异,就可以用精密的重力测量仪器(主要为重力仪和扭秤)找出重力异常。
然后,结合工作地区的地质和其他物探资料,对重力异常进行定性解释和定量解释,便可以推断覆盖层以下密度不同的矿体与岩层埋藏情况,进而找出隐伏矿体存在的位置和地质构造情况。
重力数据的处理和解释野外获得的重力数据要作进一步处理和解释才能解决所提出的地质任务,主要分3个阶段:野外观测数据的处理,并绘制各种重力异常图:重力异常的分解(应用平均法﹑场的变换﹑频率滤波等方法),即从叠加的异常中分出那些用来解决具体地质问题的异常:确定异常体的性质﹑形状﹑产状及其他特徵参数。
解释分为定性的和定量的两个内容,定性解释是根据重力图并与地质资料对比,初步查明重力异常性质和获得有关异常源的信息。
除某些构造外,对一般地质体重力异常的解释可遵循以下的一些原则:极大的正异常说明与围岩比较存在剩馀质量;反之,极小异常是由质量亏损引起的。
靠近质量重心,在地表投影处将观测到最大异常。
最大的水平梯度异常相应于激发体的边界。
延伸异常相应于延伸的异常体,而等轴异常相应于等轴物体在地表的投影。
对称异常曲线说明质量相对于通过极值点的垂直平面是对称分布的;反之,非对称曲线是由于质量非对称分布引起的。
在平面上出现几个极值的复杂异常轮廓,表明存在几个非常接近的激发体。
定量解释是根据异常场求激发体的产状要素建立重力模型。
一种常用的反演方法是选择法,即选择重力模型使计算的重力异常与观测重力异常间的偏差小于要求的误差。
由于重力反演存在多解性﹐因此﹐必须依靠研究地区的地质﹑钻井﹑岩石密度和其他物探资料来减少反演的多解性。
重力异常和重力改正观测重力值除反映地下密度分布外,还与地球形状﹑测点高度和地形不规则有关。
因此,在作地质解释之前必须对观测重力值作相应的改正,才能反映出地下密度分布引起的重力异常。
重力改正包括自由空间改正,中间层改正,地形改正和均衡改正。
观测重力值减去正常重力值再经过相应的改正,便得到自由空间异常﹑布格异常和均衡异常(见地壳均衡)。
在重力勘探中主要应用布格异常。
为研究地壳均衡,地壳运动和地壳结构也需要应用均衡异常和自由空间异常。
在平坦的地形条件下,常用自由空间异常代替均衡异常。
重力仪marine gravimeter 是船舰上或潜水艇内使用的重力仪。
在海洋中匀速直线航行条件下,连续地进行重力测量,由于仪器安放在运动的船体上,受到垂直加速度和水平加速度以及基座倾斜的影响很大。
一般情况下,干扰加速度的幅度比有意义的重力异常强几万一几十万倍。
因此,重力仪弹性系统必须有足够大的阻尼,还需要把仪器安放在常平架或陀螺稳定平台上。
因为海区开阔,航线长,不能经常闭合基点,所以,要求海洋重力仪零点位移应尽可能地小,测程范围又要足够大。
海洋重力仪种类很多,结构原理与陆地重力仪大体相同。
整套仪器包括重力仪主体(弹性系统,恒温装置、阻尼装置、指示系统等);模拟的或数字的记录器;控制器;常平架或陀螺稳定平台;电源几大部分。
发展历史第一个研究和测定重力加速度的是17世纪意大利物理学家伽利略(G.Galileo)。
以后﹐比较准确地测定重力加速度的方法是利用摆仪。
19世纪末叶﹐匈牙利物理学家厄缶﹐L.von发明了扭秤﹐使海洋重力勘探有可能用于地质勘探。
在20世纪30年代﹐由于重力仪的研制成功﹐海洋重力勘探获得了广泛应用﹐并且发展了海洋﹑航空和井中重力测量(见海洋地球物理勘探﹑航空地球物理勘探﹑地球物理测井和地下地球物理勘探)。
海洋石油发展近年来,在全球获得的重大油气发现中,有一半来自海上,特别是深水区域。
据悉,当水深在500米~1500米时,世界油气田的平均储量规模随水深而大幅增加,深水油气田的平均产量规模明显高于浅水油气田。
深水区域以其丰富的资源潜力,吸引了众多石油公司的“眼球”,然而由于经济、技术等方面因素的制约,多数小公司对深水油气勘探是心有余而力不足,而具有雄厚资金、技术实力以及管理经验的大型跨国石油公司,就成为深水勘探开发的主力军。
目前,BP、埃克森美孚、壳牌等全球十大石油公司拥有2003~2007年世界深水油气开发产量的73%。
BP预计,到2012年,BP将有一半的油田发展项目来自深水领域,其作业深度将达到2500米~3000米,甚至更深。
自20世纪80年代在墨西哥湾深水区进行勘探开发活动以来,已形成一批大型、高质量的开发项目,同时还进行了大量的海底开发项目,并在许多合作开发项目中占有股份。
我国深海勘探技术发展迅速差距明显进入新世纪以来,我国经济一直呈现高速增长态势,对石油天然气的需求强劲,开发海上石油天然气资源,更好地服务于国民经济发展,已经成为国家石油公司的重要责任。
但与此同时,技术生产要素的缺乏,一定程度上制约了国家石油公司进军海洋油气资源领域的步伐。
早在20世纪80年代,伴随着计算机、信息、新材料等高新技术的发展,我国海洋石油勘探与开发技术就被提上议事日程。
20多年来,在政府和企业的共同努力下,我国海洋石油勘探开发技术取得了较快的发展。
例如,我国石油科技工作者瞄准国际最先进的测井技术,完成了具有自主知识产权的、我国第一套数控成像测井系统,研制的井下仪器基本技术指标已达到甚至超过国外同类仪器的水平,获得了8项技术专利,形成了能与国外专业大公司的技术产品相媲美的竞争实力。
为了更经济有效地开发海上边际油田,我国石油公司首次开发成功大位移井眼轨道控制工具和作业系统,在渤海钻探成功水平位移近4000米、垂深比大于2的大位移井。
采用这项技术在已建成的平台上向邻近的区域钻了4口大位移井,使边际油田开发成本大幅降低。
此外,国内石油界还攻克了海上高温超压地层钻井的世界性技术难题,慢慢掌握了深水采油技术,逐步发展了完井、酸化技术和稠油配套采油技术等。
尽管我国海洋油气资源勘探开发技术已经取得较快发展,但与美国、英国、法国、俄罗斯、荷兰、挪威等海洋科技发达的国家相比,仅有部分技术达到国际水平,整体水平仍有较大差距。
大石油公司研发投入流向深海油气随着世界油气勘探开发形势的进一步发展,加大科技投入,加快技术创新,逐渐成为全球各大石油公司提高海洋勘探实力、降低成本、实现公司持续发展的重要支撑。
壳牌公司的研发投入总额自2000年后逐年上升,2004年达到5.09亿美元。
目前壳牌公司的勘探和生产技术在全球处于领先地位,海上油气勘探开发技术是其研发的重点业务之一。
BP每年投入约3.5亿美元用于研究开发项目,目前BP在各个业务领域均已掌握了较为领先的技术,BP成熟的岩下地震成像技术,使其在墨西哥湾发现了多个深水大油田。
有消息称,BP正在开发能在更加复杂的地质结构下发现油田的技术,并将继续开发在更深水下进行勘探开发的技术。
BP现有的将连续的地震数据、远程油井和平台的传感数据相结合的技术以及计算机模拟技术,都将有助于其油气勘探开发活动的进一步开展。
埃克森美孚每年投资上游领域的研发费用达2亿美元,其研究范围覆盖了从前期勘探、油气开发、提高采收率到油田枯竭的全过程,能够面向全球各种地质条件和各种地理条件的油气藏。
目前该公司已掌握了一整套勘探、开发和生产技术,并在三维地震勘探、深水勘探与生产、水平钻井等技术领域居世界领先地位。
我国海洋勘探宜走内外结合之路海洋石油天然气是目前世界油气工业的重要组成部分,加快海洋石油天然气勘探开发步伐,有助于我国石油公司更好地走出去参与国际石油市场的竞争,进一步保障国家能源安全。
为实现这一目标,加快实现海洋油气勘探开发技术的突破是重要途径。
政府、企业乃至全社会对海洋油气勘探开发技术研发工作都应予以重视。
国家应出台相关产业政策,整合全社会科技资源,为海洋勘探开发技术的研发提供支持。
我国石油公司可以借鉴国际大石油公司的经验,设立海洋油气勘探开发技术创新基金。
通过加大资金投入力度,早日实现海洋勘探开发技术的突破。
对于海洋勘探开发技术的研发工作方向,应本着立足国内、面向世界的原则。
一是大力发展海洋油气地质勘探技术,完善海洋油气勘探理论;二是加快海洋地球物理勘探技术的发展,促进海洋油气增储上产;三是发展海上稠油油田开发工程技术,突破渤海稠油开发难题;四是发展深水开发工程技术,充分利用南海深水油气资源;五是发展海上边际油田开发工程技术和海洋天然气开发利用技术,缓解陆上天然气供应压力。
立足国内、加快实施“走出去”战略是我国石油公司未来的发展方向。
我国石油公司要提高国际竞争力,参与国际海洋油气勘探是必不可少的选择。
例如中非石油合作是中非经济合作的重要内容,油气资源丰富的西非几内亚湾面向国际社会招标的区块都是深海油田,参与到这些油田的勘探开发,有助于国内石油公司在非洲大陆实现快速发展。
而要取得这样的发展机会,拥有雄厚的海上勘探开发技术是前提条件。
对于我国的石油公司而言,当前迫切需要在国内练好基本功,在国内海洋勘探的实践过程中注重应用新理论和新技术,力求取得大突破,通过不断实践,积累经验,强化自身海洋勘探的技术素质。
当然,我国石油公司也可以采取“请进来”与“走出去”相结合的发展战略,与国际大石油公司联合勘探开发国内外海洋油气资源,以此不断提高自身技术水平,逐步打造核心竞争力。
展望海洋地震勘探存在着几个基本问题:①海洋地震探测的深度范围同观测仪器的分辨率成反比,即所研究对象(场源体)的深度愈大,在海面上观测到的场的分辨能力就愈低。
②各种地震物理勘探方法的反演问题都具有多解性,即使构成地球物理场的因素是明确的,对场的观测值的解释却可能是多样的。
只有综合各种地球物理资料和地质资料,互相补充,互相验证,才能逼近唯一正确的解答。
③各种海洋地震勘探方法,都是以海底岩层的某一种物理性质的差异为基础,从不同的角度去认识海底的结构和岩性。
为了对勘探成果取得较全面的认识,应尽可能利用测区内的钻孔资料和各种地震测井资料,合理而准确地确定岩石的各种物性参数。
由此进一步完善各种勘探仪器、设备和观测技术,继续加强对各种地质、地球物理资料的综合研究,才能不断提高海洋地球物理勘探解决实际问题的能力。