深海勘探技术的挑战与突破

我国深海油气“磁日变”勘探技术取得新突破

作者：梁钢华

来源：《中小企业管理与科技·上中下旬刊》 2011年第1期

梁钢华

记者从国土资源部广州海洋地质调查局获悉，由我国自主研发的高精度勘探技术———远海区低功耗全向性磁日变观测系统，日前在南海北部深海海域成功通过海上试验。这标志着我国在突破深海油气“磁日变”高精度勘探技术瓶颈方面取得了新进展。

据介绍，磁法勘探是当前油气资源前期勘探行之有效的技术手段之一。及时获取磁力勘探数据的日变改正资料，对于提高磁法勘探的精度至关重要。随着油气勘探工作走向深海区，获取高精度的磁日变改正资料成为制约磁法勘探走向深海的关键技术问题。

为解决这一难题，国家“十一五”863计划海洋技术领域设立了远海区低功耗全向性磁日变观测系统研究课题，以海洋潜标方式进行地磁日变观测的集成技术研究。此课题由国土资源部广州海洋地质调查局负责、广东省地震局协作。

经过3年多努力，科研人员克服重重困难，研制完成了远海区低功耗全向性磁日变观测系统，并于2008年、2010年分别完成浅海区及深海区的海上试验，成功解决了海底地磁观测系统不受观测方向限制，在深海海域高压低温极端环境下观测设备连续观测能力达30天以上，并在国内首次用非金属的、无磁性的、高分子材料制作适用于深海的耐压密封舱等三方面的关键技术问题，观测系统部件全部实现国产化。

日前，该课题组把新研制的远海区低功耗全向性磁日变观测系统搭载在广州海洋地质调查局“海洋六号”科学考察船上进行海上试验，科技人员们将观测设备放置在我国南海北部海域1500米左右水深的深海海底，进行定期观测，设备回收后，又对所获得的地磁日变资料进行计算分析，并选取广东省地震局地磁观测台网中的韶关、河源两陆地台站的同步观测数据进行对比分析，显示这套远海区低功耗全向性磁日变观测系统采集的资料可比性高，观测信号强度高，具有较高的测量精度和分辨率，质量达到优秀。

第１１卷第３期　李卿卿，等：大庆杏六区中部油藏各类油层水洗状况评价　・５３・　

度及水洗厚度，三次加密调整显得尤为重要，通过加　

大注水强度，完善注采井网和适当缩小注采井距，提　高井网的驱动压差，为薄差油层的动用创造条件。　

同时，加强油层改造工作，减小渗流阻力，使更多的　小层动用起来嗍。预计三次加密调整后，三类油层　

表内储层水洗厚度比可提高至９８．３％，采出程度可　提高２０％，表外储层见水层提高至３１．５％，采出程度　增加ｌ０．７５％。　

４结论　

（１）至２００９年１２月底，一类油层水洗厚度比为　

９３．２％，采出程度为４７．８％。三类油藏中有效厚度在　１．０—２．Ｏｍ的油层水洗厚度比为８８．４２％，以中度水洗　为主；有效厚度为０．５—０．９ｍ的油层水洗厚度比为　

７６．７４％，水洗程度以中、强为主；有效厚度小于０．５ｍ　的油层水洗厚度比为７９．４３％，以中度水洗为主；表　

外储层水洗厚度比为１８．４３％，采出程度为９．６９％。　（２）杏六区中部油藏剩余地质储量主要分布在　

一类油层和三类油层有效厚度大于ｌｍ的油层中，是　

未来调整开发的主要方向。　（３）针对不同有效厚度的油层，应当采用与其相　

对应的调整措施，以提高水洗厚度比和驱油效率为　目的，达到充分挖潜剩余油的目的。　

参考文献　

［１］宋立忠，李本才，王芳．松辽盆地南部扶余油层低渗透油藏形　成机制［Ｊ］．岩性油气藏，２００７，１９（２）：５８．６１．　【２】李洁，隋新光．大庆油田葡一组油层聚驱后剩余油微观分布　规律研究［Ｊ］．大庆石油地质与开发，２００５，２４（２）：２６—２８．　［３】关利群，屈红军，胡春花等．安塞油田Ｈ区长６油层组储层非　均质性与含油性关系研究【Ｊ］．岩性油气藏，２ＯｌＯ，２２（３）：２６—２９．　ｆ４］４赵应成，王天琦，田光荣等．低渗透油田富集区预测技术研究　

——以松辽盆地扶扬油层为例［Ｊ］．岩性油气藏，２００７，１９（１）：　２１　２６．　［５】祖小京，冯长山，司淑荣等，杏北开发区三次加密调整技术研　究［Ｊ］．大庆石油地质与开发，２００６，２５（５）：３４—３５．　［６】张宝胜，张淑洁，钟玲．喇萨杏油田各类油层水洗状况［Ｊ］．大　庆石油地质与开发，２００２，２１（６）：４２－４３．　［７］伍大庆．大庆长垣各类油层动用状况及挖潜方式探讨【Ｊ１．大　庆石油地质与开发，２ＯｌＯ，２９（４）：７１．７２．　【８】赵云飞，胡广斌．喇嘛甸油田不同时期油层动用状况评价　［Ｊ］．大庆石油地质与开发，２００６，２５（３）：５４．５５．　

深海探测技术的研究与发展

地球表面的海洋约占世界面积的71%，其中有90%的海洋深度大于1000米。而这片覆盖着地球表面大部分的深海，却被人类所知甚少。深海之中拥有诸如温泉、珊瑚礁、蓝洞、海底火山等各种奇妙的自然景观，也是海洋生物的庇护地，不过由于海洋环境的严苛和不可预测性，深海探测一直是科学家们的难点。于是，深海探测技术的研究与发展便成了海洋科学的重要方向。

一、传统深海探测技术

传统的深海探测方式主要是利用声波传导的原理进行的。通过派遣船只或下潜器携带声呐或探测器在海底上方进行声波探测，当声波遇到物体时发生反射，从而生成反射信号，最终通过特殊设备将这些反射信号转换成图像。这种技术被称为声纳探测技术。

1977年，美国深海研究者罗伯特-巴林杰在深4000米的海底发现了一个黑烟囱结构，这也是深海研究史上的一个里程碑。不过，当时的声纳探测技术只能获取到下潜器附近的物体信息，并不能对底层海底的结构进行良好的探测。

二、现代深海探测技术

随着科技水平和探测设备的不断更新换代，声纳探测技术逐渐被现代深海探测技术所取代。

（一）激光成像技术

激光成像技术可以通过激光束照射海底，利用光电设备接收反射光，然后形成底质或物体的三维图像。这种技术的优点是精度高，可以在较远距离获得较为清晰的图像，对于底质和岩石的特征可以提供更加准确的描述。同时，激光成像技术还可以进行液化判断、污染物测量和深海温泉勘探等方面的工作。

（二）遥感技术

遥感是将卫星实时拍摄的数据经过处理和解译，以生成图像或进行多角度、多时间设备观测与测量的一种技术。现今的卫星遥感技术可提供高空间和时间分辨率的数据，在深海探测中，这种技术可以用来观测温跃层、水文漂移、沉积物分布等，可以非常有效地帮助探测水下土地形态。

（三）水下无线电波技术

水下无线电波技术利用电波信号在水中传输的特性，将控制装置发出的无线电波发射到水底，解析响应波信号，最终生成底层图像。这种技术具有使用方便、实时性强等优点，尤其在水下遥控器和水下机器人中使用非常广泛。

深海矿产资源开发技术的挑战与前景

在我们居住的蓝色星球上，深海蕴藏着丰富的矿产资源，如多金属结核、富钴结壳、热液硫化物等。这些资源不仅种类繁多，而且储量巨大，为解决人类未来的资源需求提供了潜在的可能性。然而，深海矿产资源的开发并非易事，面临着诸多技术挑战，但同时也展现出广阔的发展前景。

深海环境极端恶劣，给矿产资源的开发带来了巨大的困难。首先，深海的巨大水压是一个难以逾越的障碍。在数千米乃至上万米的深海，水压高达数百甚至上千个大气压，这对开采设备的抗压能力提出了极高的要求。普通的材料和结构在如此巨大的压力下极易变形甚至损坏，因此需要研发高强度、高韧性的特殊材料和先进的耐压结构设计，以确保设备能够在深海环境中正常运行。

其次，深海的低温和黑暗也是不容忽视的问题。低温会影响设备的性能和材料的特性，使得一些常规的技术和材料在深海环境中无法发挥作用。而黑暗的环境则给探测、监测和操作带来了极大的不便，需要依靠高精度的照明和成像设备来获取清晰的视野。

再者，深海的复杂地形和水流条件也增加了开采的难度。海底山脉、峡谷、海沟等复杂地形使得开采设备的部署和操作变得极为复杂，而强大的海流则可能导致设备的移位和损坏，影响开采的效率和安全性。 除了恶劣的环境条件，深海矿产资源的开采技术本身也存在诸多难题。目前，对于深海矿产资源的定位和勘探技术还不够成熟。虽然我们已经能够通过声学、电磁等手段对深海进行探测，但要准确识别和评估矿产资源的分布、品位和储量，仍需要进一步提高探测技术的精度和分辨率。

在开采过程中，如何有效地将矿产资源从海底采集并输送到海面也是一个关键问题。传统的开采方法在深海环境中往往难以奏效，需要开发新的、适应深海环境的开采技术和设备。例如，对于多金属结核的开采，需要设计专门的采集装置，既能有效地收集结核，又能尽量减少对海底生态环境的破坏。

此外，深海矿产资源的加工和提炼也面临着技术挑战。由于深海矿产资源的成分复杂，且含有大量的杂质，需要开发高效、环保的加工和提炼技术，以提高资源的利用率和降低对环境的影响。