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海底电磁采集站研制成功 打破美日德技术垄断

  一台半人高的海底电磁采集站,被投放到4022米深的海底,就可以源源不断收集到各种电磁信号,既可以收集天然场源产生海洋电磁场,还可以清楚观测人工源产生的电磁场,从而为探测海洋油气资源和天然气水合物提供线索。近日,由中国海洋大学李予国教授团队自主研发的海底电磁采集站,在我国南部海域成功完成4000米级海底大地电磁数据采集试验,这一试验的成功,填补了我国在海洋电磁探测技术与装备研制方面的空白,使我国成为继美国、德国和日本之后第四个有能力在水深超过3000米以上海域进行海洋电磁场测量和研究的国家,一举打破国际垄断。

  今年6月初,中国海洋大学自主研发的两台海底电磁采集站搭载“海大号”海洋地质地球物理调查船,抵达南海海域开展了深海海试,进行了从3000到4000米深度的艰难尝试。 6月9日、10日,李予国团队的科研人员,先后将两台采集站分别投放到深度为3682米和3690米海底,经过30小时的数据采集后,两台采集站被顺利回收。

  科研人员在甲板上采用高速USB数据传输技术回收数据后,接着又在相距10公里和20公里处,将两台采集站再次分别投放至深度为3711米和3727米海底,经过26小时数据采集后顺利回收。在完成了3000多米的海试之后,6月12日,李予国团队开始挑战4000米海试,科研人员在南海海域又将1台采集站投放至4022米的海底,坐底3小时后顺利回收。

  继2015年1月1000米海试后,这次4000米的成功海试,再次验证了海底电磁采集站在深海环境下各项性能和功能指标。这次海试成功,意味着科研人员在短短6个月内,使我国海底电磁采集站研制完成了从1000米到4000米水深试验的重大跨越,填补了国内这一方面的空白。

  据了解,该海底采集站由电磁数据记录仪、电场传感器、磁场传感器、信标、释放器、方位与CTD记录仪、浮球、锚系和框架等组成,可以测量海底大地电磁场的3个电场分量和两个磁场分量。其中的电磁数据记录仪、框架设计、释放机构、回收信标、电场传感器均具有自主知识产权。

  这一海底电磁采集站既可以观测天然场源产生的海洋电磁场,也可以观测人工源产生的海洋电磁场,在海底地球结构和动力学研究以及海洋油气资源和天然气水合物探测等领域将发挥重要作用。

  “海洋电磁法是海底油气资源探测的关键技术之一,是目前国际地球电磁界研究的前沿和热点,近年来,海洋电磁技术在国际上发展很快,在海底油气资源探测中取得了明显的应用效果。”李予国介绍说,目前,由于国际油气工业界对海洋电磁技术和相关实测数据的保密和技术垄断,海洋电磁测量仪器装备和采集的核心技术只控制在少数几家地球物理勘探服务公司手中,他们不出售仪器设备而只提供技术服务。5年前,在国外待了13年的李予国回国,目标就是研发自主知识产权的海底电磁采集站。

  据了解,针对我国海洋电磁技术研究起步较晚、研发工作相当滞后的现状,李予国提出了我国深水可控源电磁勘探系统研发总体实施方案,目前正在研发具有我国自主知识产权的深水区电磁探测技术,包括基础方法研究、勘探装备研制和资料处理解释技术,这将为实现我国深水海洋油气资源探测和海洋国土安全战略提供技术支撑。

  “比如说在海底打三个井眼,原来可能只有一个井眼有油气,另外两个为干井,拥有这个技术之后,可能打三个井眼有两个是有油气的,这样就有可能节省数以亿计的资金。 ”海洋油气资源日渐重要,现在每个海洋油气钻井试验的投资少则亿元,多则数十亿,一旦勘探失误浪费的成本巨大。李予国介绍说,完整掌握海洋电磁法之后,有可能将海洋油气勘探成功率提高一倍。(记者 王晓雨)

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