浅海海底浅层微小目标体高精度探测技术研究

浅海海底浅层微小目标体一般体积小、埋深较浅,且由于其材料制作上的特殊性,目前应用水声探测方法达不到较好的探测效果。本文从地声数值模拟角度出发,研究如何通过多道地震这一地声探测手段来实现对海底浅层微小目标体的高精度探测。首先,基于波动理论的高阶交错网格有限差分法实现对于微小目标体的正演模拟,探索不同激发主频、不同海底形态、不同掩埋深度情况下浅海微小目标体的地声传播响应特征,总结微小目标体在不同条件下的地声传播规律;其次,通过成像精度更高的逆时偏移技术,实现对于微小目标体的位置、形态的高精度成像。不同浅海微小目标体模型的试算结果表明,采用多道地震的地声探测手段,能够实现对于浅海微小目标体的高精度探测,探测的微小目标体成像位置准确、形态表征良好。

垂直多井动态开采水合物边坡稳定性分析

天然气水合物是一种赋存在海底沉积物孔隙中的清洁能源,含量巨大,具有很好的开发前景和研究价值。垂直井作为开采水合物的一种主要方式,在开采过程中,会改变天然气水合物沉积层的环境条件,随着开采井释放出大量的气体和水,在地层中形成超压,过高的孔隙压力会降低沉积物的胶结强度,破坏沉积层的稳定性,诱发海底滑坡。借助Flac3D软件建立高精度的海底斜坡模型,基于有限差分法对垂直多井动态开采水合物过程中的边坡稳定性进行了数值模拟,模拟了不同开采方案条件下采用多井开采,水合物分解量、开采井压变化等不同影响因素产生的地层力学响应和位移变化,基于安全系数法进对于水合物开采引起的边坡稳定性进行了初步分析。结果表明:多井开采条件下,随着水合物分解程度的不断增大,海底斜坡稳定性逐渐降低,当水合物分解程度达到80%时,安全系数会降低到1.0以下,边坡会失稳;随着井压的不断降低,海底斜坡稳定性同样逐渐降低,当开采井压降低到4 Mpa以下时,安全系数会降低到1.05以下,边坡变为欠稳定状态,存在发生海底滑坡的风险。