海洋地球物理探测方法综述（二）

（3）海洋地球物理测井

海洋地球物理测井是利用岩石和矿物物理学特征的不同，运用各种地球物理方法(声、光、电、磁、放射性测井等)，使用特殊仪器，沿着钻井井筒(或地质剖面)测量岩石物性等各种地球物理场的特征，从而研究海底地层的性质，寻找油气及其他矿产资源。由于环境的特殊性，投资大，风险度高，海洋地球物理测井对测井仪器功能和性能要求特殊而复杂，具有技术高度密集和高难度的特点。海上测井平台大多分为丛式井或多分支井，表现为大斜度、大位移或水平井。裸眼测井方法主要是解释油气、水层，以及储层孔隙度、渗透率和含油饱和度，为完井和射孔提供资料，针对不同储层和地质要求，可提供不同测井技术。常用的有电阻率测井、声波测井、核磁测井等。
电阻率测井是以岩矿石电性为基础的一组测井方法，在钻孔中通过测量在不同部位的供电电极和测量电极来测定岩矿石电阻率。
声波测井是利用岩矿石的声学性质来研究钻井的地质剖面，判断固井质量的一种测井方法。
核磁测井是利用物质核磁共振特性在钻孔中研究岩石特性的方法。

台西南盆地含天然气水合物沉积层测井响应规律特征及其地质意义_梁劲

台西南盆地含水合物沉积层的测井曲线显示高声波速度、高电阻率、高中子孔隙度、低补偿密度和低自然伽马的“三高两低”异常曲线特征。

悬浮式P_S波速测井技术在海洋工程勘察中的应用_董明明

悬浮式 P-S波速测试仪采用了独特的设计，集成有高能量剪切波激发震源，适合在充水的小孔径裸眼井中进行施工。该套设备具有操作简单、运输方便等特点，适合于海上作业环境。
和室内波速试验结果相比，该设备测量深度间隔最小可达0.5ｍ，测量深度间隔小、数据量大、测试结果精度较高，不但可以较好地弥补室内波速试验数据少和离散型大等诸多不足之处，而且可快速提供测试结果，在海洋岩土工程勘察中具有宽广的应用前景，为海上平台的抗震分析提供不可或缺的土动力特性参数。

(4) 海洋地热测量方法

海洋地热测量是利用海底不同深度上沉积物的温度差，测量海底的地温梯度值，并测量沉积物的热传导率，来求得海底的地热流值，直接反映出地球内部的热状态的一种方法。海洋地热测量成果对提升地质地球调查资料综合研究成果至关重要。
海洋地热流测量对海洋地质中岩石圈结构研究、海上油气能源勘探一直发挥着积极作用。与其他海洋地球物理手段相比，具有耗资少、方法简单、见效快、数据直观等优点。因此，海洋地热流测量以及相关的研究工作越来越被人们关注。

IODP349航次地热调查数据分析_张文涛

４个站位(U1431、 U14312、 U1433和 U14315）的浅层沉积物样品热导率变化范围为 0.8~2.2Ｗ／（ｍ·Ｋ），平均热导率分别为 1.13、1.10、1.09．和1.58Ｗ／（ｍ·Ｋ），结合岩石地层恢复的结果，可以发现粉砂层附近热导率较高，约为２Ｗ／（ｍ·Ｋ），而以黏土沉积为主的热导率较低，约为１Ｗ／（ｍ·Ｋ），表明了沉积物成分对热导率的影响，另外热导率有随深度小幅增加的趋势。这与沉积物压实作用有关。

(5) 海洋水深测量方法

海洋水深是用回声探测仪测量的。我们在研究海水深度和海底地形地貌时所用的探测技术为海底声波探测，有多波束测深、侧扫声呐和海底地层剖面测量技术。这三种技术工作原理相似，但由于探测目标不同还是有许多区别，使用的声波频率和强度也有差异。由于低频的探测深度较深，高频的分辨率较高，一般低频用于探测深海水深和海底浅地层剖面，高频用于侧扫海底形态和浅海水深。

安装在船底的深水多波束EM122

安装参数的测量

设备的校准测量

CTD和声速测量

正式测量界面

测量结果

侧扫声呐技术源于20世纪60年代，是利用海底对入射波反向散射的原理来探测海底形态的一种新兴技术。通过发射声波信号，并接收海底反射的回波信号形成声学图像，以反映海底状况，包括目标物的位置、现状、高度等。与其他海底探测技术相比，侧扫声呐技术能够直观地提供海底形态的声成像，且其具有形象直观、分辨率高和覆盖范围大等优点，因此在绘制海底地形地貌、水下考古、目标物探测和海洋生物数据调查等领域都有广泛的应用。

侧扫声纳Klein3000

后拖测量

采集界面

海底声纳图像的判读方法研究_李春雨

扫测海底平台

扫测海底水泥压块

海底地层剖面测量技术是基于水声学原理来探测海底沉积特征、海底浅层结构和海底表层矿产分布的重要手段，其工作原理与以上两种相似，区别在于浅层剖面系统的发射频率较低，产生声波的电脉冲能量较大，发射声波具有较强的穿透力，能够有效地穿透海底数十米至几百米的地层。实践表明，此方法适用于探测海底地层变化的界面信息和沉积结构。其应用范围包括海洋地质研究和水上工程勘察等诸多领域。

根据地层剖面反射特征，可以确定由海底表面至探测记录底部有2个反射能量强、波组清晰稳定、特征明显并可进行连续追踪的反射界面，自上而下命名为R0、R1界面，其中R0为海底。R0、R1界面反射强度较强，连续性较好，除了海山积聚区，全区都能清晰辨认。
R0与R1所夹地层反射强度较弱，无明显层理，呈声学透明层特征，海山区厚度较薄，盆地区厚度较厚，厚度范围从几米到几十米。

(6) 海洋电磁测量方法

海洋电磁测量法是研究海洋特别是海底的重要手段之一，适用于地震方法不易分辨而电磁方法拥有优势的区域，如岩丘、海底永久冻土带、碳酸盐礁脉等。而且，海洋电磁测量方法适应性强，探测深度的范围大，可以应用于洋中脊的构造、海地扩张带的形成，以及石油、天然气和各种矿产等的调查。海洋电磁测量方法涉及的技术繁多，不同空间、不同波段和不同成因的人工电磁场，天然电磁场均可探测，海洋地壳和地幔的电导率结构模型已经从电磁场观测数据中获取。

实践研究表明，在海底天然气水合物探测中，地震学方法仍面临诸多挑战，譬如：许多蕴藏天然气水合物的区域，由于水合物稳定区下部没有游离气，地震探测结果并没有出现似海底反射层；并且，利用地震资料难以确定水合物层顶界和水合物稳定区内部的结构特征。海洋可控源电磁法能够得到海底的导电性参数，可以为天然气水合物研究提供重要电性信息，正逐步成为地震勘探的有效辅助手段。

南海天然气水合物远景区海洋可控源电磁探测试验_景建恩

首次采用自主研发的仪器，获得了我国深水海域的可控源电磁数据，揭示了试验区海底浅层存在２５Ωｍ的高电阻率沉积层，为试验海域天然气水合物评价提供了重要电性信息．研究结果表明，自主研发的海洋可控源电磁仪器性能达到了预期的设计指标，能够在我国海底天然气水合物调查中发挥重要作用。

海底地球物理现状

近年来，随着科技的发展，海洋地球物理探测技术取得了巨大的进步，探测精度不断提高，各种技术也逐渐成熟，在各个领域都有新的应用，并取得了成功。在21世纪，西方发达国家的海洋探测向深水领域推进，钻探水深从浅水、深水扩展到3000ｍ深海区。为了满足深海海洋地球物理探测的需要和资料质量的高要求，海洋探测船、海洋地球物理探测技术及探测设备都得到了长足的发展。

探索一号

海洋石油720

水下潜航器

三维声纳

三维浅地层

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