基于浅剖数据的三维海底地层模型构建

本文以连续的浅剖数据为源数据,通过钻孔资料解译建立地层数据库,利用ArcGIS10.0的3D分析功能模块,建立了工作区的三维海底地层模型。该模型能够完整表达复杂地质体的各种地质构造,可从多个角度展现工作区海底地层的内部结构,不但实现了海底地质体的三维可视化,而且还可以进行屏幕信息查询。

基于web3d的海底地层三维可视化平台

针对海底多源综合数据的内容和特点,设计了"剖面—钻孔"三维空间建模方法,将海上地震勘探获取的海底地层剖面离散点数据进行Kriging插值,得到每一地层界面的均匀网格;然后,为每一层界面构建Delaunay三角网模型,同时以钻孔测试数据对其缓冲区内的点集进行高度值修正,确定海底地层界面模型,并且采用GPU着色器对每一层进行专题渲染。通过对三维网络引擎技术的研究,实现了网络环境下的海底地震剖面、地层结构和地质体的三维建模和显示。采用东营附近海域获得的海底综合数据,对该平台的功能进行了初步的应用和示范,取得了较好的效果。

海底地层回波数据的波场外推法成像处理

海底地层回波数据的成像处理是依据地层剖面仪在海面激发以及水听器接收到的海底地层声纳回波信息来研究海底地层沉积结构的一种方法。文中运用描述声波场传播规律的波动方程将海面观测回波场记录进行反向外推处理，并指出在均匀介质或水平层状介质情况下时间成像方法的合理性，以及在沉积层构造复杂时，应同时进行绕射波场的收敛和由于介质速度横向变化引起的折射效应的时移校正的深度成像处理，从而获取准确的海底地层的结构形态。

用声波方程对海底地层回波数据进行逐层折射校正成像

用地层剖面仪加一条拖曳水听器阵组成的海底地层测量系统采集海底地层广角回波数据，对广角回波数据进行共深度点叠加得到的叠加剖面可用于地质解释。当海底地层声速有横向变化时，由于波的折射效应的影响，叠加剖面不能真实反映海底下地层构造的情况，应用于地质解释很可能会导致错误的结果。在已知海底地层声速的情况下，用声波方程Ｋｉｒｃｈｈｏｆｆ积分方法对叠加数据进行正反向两次波场延拓，可消除上伏地层声速横向变化引起下伏地层回波波场的畸变，获得更精确反映海底下地层构造的声波图像。

天然气水合物开采时海底地层沉降行为的研究

文中主要采用有限差分法对开采可燃冰(以下简称MH)时,MH堆积层的强度变化以及间隙中的流体移动导致的开采井周边地层的变化进行了数值模拟计算。计算中建立了两种模型,分别是水平海底地层和倾斜海底地层,采用热刺激法和减压法开采MH时,基于温度-应力-渗透流耦合分析法,模拟了海底地层的变形。结论得出MH开采时海底地层的沉降主要是排水固结沉降,海底地层倾斜角度越大,开采MH时对海底地层的影响越大。

基于改进遗传算法的海底地层参数反演计算

为了提高对海底地层参数变量的反演计算能力,设计了一种基于双种群协同进化策略的改进遗传算法。针对标准遗传算法局部搜索能力差且易于出现早熟现象的缺点,在标准遗传算法基础上引入双种群同时进行优化搜索,两个种群分别给予不同的控制参数,实现协同进化,最终给出一个综合的最优解。通过两个算例对遗传算法的寻优能力进行测试,实验结果表明,提出的改进算法不仅提高了搜索性能,并且对遗传控制参数的依靠度大大降低,特别是对大型复合参数反演问题的求解计算更为有效。

海底未固结成岩地层体积密度的估算方法

为了获得无测井或岩心资料地区天然气水合物赋存海域未固结成岩地层的体积密度,对ODP164、ODP204、IODP311航次实际钻探资料进行了分析,统计了体积密度、孔隙度、颗粒密度的分布情况及其相互关系。分析结果表明,水合物赋存的未固结成岩地层孔隙度很高,一般大于40%,在此范围内体积密度主要受到孔隙度制约,而对骨架颗粒密度的依赖较小。根据3个航次不同站位的体积密度与孔隙度关系,得到未固结成岩高孔隙度地层估计体积密度的方法。经过与中国南海实际钻探资料和含水合物层的资料对比,在高孔隙度条件下,计算得到的体积密度能够很好地反映实际密度分布情况。

浅析海底浅地层剖面多次波压制技术

伴随着我国经济和科学技术的不断发展,以及相关能源利用方面的需求,我们逐渐进入了海洋探测和应用的领域,由于海洋的历史久远,开发技术发展历史比较多,故海洋领域内积累了十分丰富的矿产资源!传统的开发和利用也仅限于表面层次的应用和研究,科学技术的创新和进步,使我们对海洋的开发和利用有了更多的途径和方法。在对海洋的开发和利用中多次波的影响一直是海洋勘探领域的一项难题,该文就海底浅层地层剖面多次波压制技术进行探讨和研究,希望能够在具体应用中起到一定的参考作用。

半变异函数及取样间距对克里金法在海洋地层分析中的影响研究

以浅剖数据为源数据,钻孔实测数据为验证数据,利用普通克里金法对海底地层厚度进行空间插值得到地层分布特征,采用3种半变异函数模型和不同取样间距对某井场3组地层厚度进行普通克里金插值并验证其插值效果。结果表明:普通克里金是一种有效的海底地层厚度预测方法;结构分析最佳的模型不一定是误差最小的模型,应对不同模型下的插值结果进行综合分析来选择最合适的模型,并提出球状模型在该井场厚度估计中最优,高斯模型次之;对于球状模型,增大取样间距对地层厚度变化剧烈的地层回归效果影响较小,对地层厚度变化不大的地层回归效果影响较大;同时,SE预测值变化率分析表明对于地层厚度变化剧烈的地层,减小取样间距可以大幅度地减少插值误差,而对于地层厚度变化不大的地层,减小取样间距对插值精度提高的意义不大。

埋藏于海底的新能源——甲烷水合物

讨论了甲烷水合物的分子结构,相平衡特性,海底地层中开采与发掘等课题,并对日美等国在开发海底新能源甲烷水合物的研究与采掘情况作出介绍.

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统Echo Viewer的设计与实现

超宽频海底剖面仪实时采集显示系统EchoViewer是为新研制的超宽频海底剖面仪开发的配套软件。该软件从超宽频海底剖面仪的超宽频率和多频段分频合成的特点出发,同时兼容同类系统的需求进行设计,根据声纳在海底介质中的传播特点实现TVG算法和海底跟踪算法,结合遥感图像处理方法实现分频合成算法,并采用软件工程的管理方法实现整个系统的开发,具有系统控制、导航定位、数据采集并成图显示、数据回放和数据后处理等功能。该软件在超宽频海底剖面仪多次海试和国家海洋局908浅剖专项调查任务中得到成功应用。

数字化隧道工程及其在海底隧道工程中的应用

讨论了三维数字化隧道工程的定义和三维数字化工程主要研究的内容,重点讲述了应用非约束Delaunay方法实现三维数字地层建模和隧道及附属物建模的方法,并把该方法运用到海底隧道工程数字化实例中取得了很好的效果。

日本天然气水合物研究进展与评价

油气资源匮乏的日本对天然气水合物的研究起步晚于美国和前苏联,但政府对此极为重视,先后设立了《天然气水合物开发技术》特别研究计划和《日本天然气水合物开发计划》,并计划在2018年之前,为天然气水合物的商业生产做好技术准备。目前,日本已在天然气水合物海上生产的先导试验方面取得成功,相关研究成果处于世界领先地位。日本希望籍此提升自己的能源外交实力,保障国内资源的稳定供应。但天然气水合物要从试验阶段转换到商业规模开发阶段,目前仍面临经济性、环境问题以及如何避免地质灾害等方面的挑战,可能还要走很长的路。日本从国家中长期规划的战略高度支持天然气水合物勘探开发技术研究的做法值得我国相关决策部门借鉴。

海洋地球物理探测在海岸工程建设中的应用——以曹妃甸港为例

海岸带复杂地形地貌和海底表层沉积,特别是发育的浅层气、断层、冲沟等严重影响了海岸工程建设,因此海底地形地貌及浅表层海底地层的精细结构是海岸工程地质勘察的重点内容。针对该问题,本文从海岸工程地球物理调查技术出发,基于海洋浅层高精度地球物理探测研究海底局部构造的演化机制及其对海岸工程建设的影响,形成了一套立体化、高分辨率海水与近海底地层结构探测系统和成像方法,实现了海洋水体结构、海底地形地貌、海底沉积物结构以及特殊地质构造的精细成像。该技术方法成功地应用在曹妃甸港浅海工程地质稳定性评价中,效果良好。研究表明,浅层高分辨率地震探测技术方法可用于研究海底复杂地形结构、浅层气、海底断层成因及稳定性,有效地支撑服务海岸工程建设。

单道地震探测法在福建某海上风电项目中的应用

近些年来随着电力行业飞速发展,电力能源变得更清洁,海上风电项目的兴起成为大势所趋。本文阐述在福建某海上风电场项目的地层勘探中,通过使用单道地震探测法对该工程区域的实践应用分析,揭示海底地层的反射特征,说明单道地震探测法可有效探测海底中部地层结构和基岩埋深等,并与钻探成果相结合,两者的一致性说明了单道地震探测法在海上风电勘察中应用效果良好。通过形成基岩面埋深等值线图,为下阶段风机位微观选址提供了重要的前期地质资料。

海啸带来的滔天巨浪

海啸是一种具有强大破坏力的海浪。水下地震、火山爆发或水下塌陷等大地活动都可能引起海啸。地震发生时,海底地层发生断裂,由此造成从海底到海面的整个发生剧烈"抖动"。这种"抖动"与平常所见到的海浪大不一样。海浪一般只在海面附近起伏,涉及的深度不大,波动的振幅随水深衰减很快。地震引起的海水"抖动"则是从海底到海面整个水体的波动,其中所含的能量惊人。

可燃冰

"可燃冰"的主要成分是甲烷与水分子(CH_(4)·H_(2)O)。它的形成与海底石油、天然气的形成过程相仿,而且密切相关。埋于海底地层深处的大量有机质在缺氧环境中,厌气性细菌把有机质分解,最后形成石油和天然气(石油气)。其中,许多天然气又被包进水分子中,在海底的低温与压力下形成"可燃冰"。这是因为天然气有个特殊性能,它和水可以在温度2~5℃内结晶,这个结晶就是"可燃冰"。

Marine Active Fault Exploration and Paleoearthquake Research

Marine active fault exploration and paleoearthquake research are still a gap in China. The paper gives a review on major research methods and new progress made abroad, including submarine survey boat, seismic reflection and acoustic reflection. Through detailed studies of offset history of 10 ka to 30 ka, it is possible to determine paleoearthquake recurrent intervals and elapsed time since last major earthquake. It is suggested that active fault exploration can be carried out by acoustic exploring method in large earthquake region of Bohai Sea. Paleoearthquake activity history can be revealed and earthquake risk in the future can be predicted.