Морская земля Физический детектив
Цена: 2 638руб. (¥124.8)
Артикул: 555878362289
Вес товара: ~0.7 кг. Указан усредненный вес, который может отличаться от фактического. Не включен в цену, оплачивается при получении.
Описание товараПродавец:科学出版社旗舰店
Адрес:Пекин
Рейтинг:
Всего отзывов:0
Положительных:0
Добавить в корзину
Другие товары этого продавца
¥62.411 319руб.
¥48.31 021руб.
¥148.53 138руб.
¥2856 023руб.
Параметры продукта
| Морская земля Физический детектив | ||
 | Используемая цена | 158.00 |
| Издатель | Science Press | |
| Издание | 1 | |
| Опубликованная дата | Июнь 2017 года | |
| формат | ||
| автор | У Шиго, Чжан Цзянь и др. | |
| Украсить | Оплата в мягкой обложке | |
| Количество страниц | 476 | |
| Число слов | 450 | |
| Кодирование ISBN | 9787030524492 | |
Введение
Эта книга, основанная на многолетней педагогической практике и опыте научных исследований, объединяет последние разработки в области технологий морских геофизических исследований и их применения в стране и за рубежом за последние пять лет. В нем основное внимание уделяется основным концепциям и принципам морской гравитации, магнитных, электрических, сейсмических, тепловых и радиоактивных методов обнаружения, а также систематически объясняются морские геофизические исследования.Основные теории и передовые технологии в области сбора данных съемки, обработки данных, комплексной интерпретации и т. д., такие как технология многолучевой батиметрии, технология бокового гидролокатора, технология электромагнитных приборов морского дна, вертикальные кабели и донные сейсмометры и т. д., а также способы применения этих теорий и технологий для решения конкретных проблем морской науки.В то же время, в сочетании с геологическим строением и литологическими характеристиками морского дна, морскими минералами и типами энергии, горячими точками научных исследований и перспективами развития, типичные случаи и новейшие разработки морских геофизических исследований в стране и за рубежом представлены для предоставления читателям справочной информации.
Оглавление
Оглавление
Глава 1 Введение 1
1.1 История и современное состояние морских геофизических исследований 1
1.1.1 История морских геофизических исследований 1
1.1.2 Методы морского геофизического обнаружения 3
1.1.3 Текущее состояние морских геофизических исследований 7
1.2 Цель и задачи морских геофизических исследований 11
1.2.1 Обнаружение минеральных ресурсов 12
1.2.2 Морские научные исследования 12
1.2.3 Национальная морская безопасность 14
1.3 Перспективы морских геофизических исследований 14
1.3.1 Проблемы морской геофизической разведки 14
1.3.2 Будущее развитие технологии морского геофизического обнаружения 15
1.4 Упражнение 16
Ссылки 17
Глава 2. Подводная топография и обнаружение форм рельефа 20
2.1 Обзор 20
2.2 Основные принципы акустического зондирования 22
2.2.1 Основные понятия о распространении звуковых волн в морской воде 22
2.2.2 Использование звуковых волн для определения топографии морского дна 30
2.3 Распространенные методы и техники 33
2.3.1 Метод эхолотирования 33
2.3.2 Метод бокового гидроакустического зондирования 38
2.3.3 Многолучевая батиметрия 44
2.3.4 Многолучевая батиметрия с функциями бокового гидролокатора и комбинированной многолучевой 53
2.3.5 Многопреобразовательная батиметрия 53
2.4 Примеры применения 55
2.4.1 Топография и формы рельефа гидротермальной зоны в центральной части Окинавского прогиба 55
2.4.2 Топография подводных песчаных волн Тайваньского мелководья 57
2.4.3 Платформа Мияко-Соне и топография рифов островной дуги Рюкю в северо-западной части Тихого океана 59
2.4.4 Топография и формы рельефа подводного каньона Ипала в Мексике 60
2.5 Упражнение 61
Ссылки 62
Глава 3 Морское сейсмическое обнаружение 66
3.1 Обзор 66
3.2 Методы и принципы морского сейсмического обнаружения 67
3.2.1 Распространение сейсмических волн 67
3.2.2 Сейсмическое обнаружение отражений океана 70
3.2.3 Сейсмическое обнаружение рефракции морского дна 85
3.2.4 Многоволновое многокомпонентное сейсмическое обнаружение океана 94
3.3 Сбор и обработка морских сейсмических данных 103
3.3.1 Сбор данных 104
3.3.2 Обработка данных 134
3.4 Примеры применения 150
3.4.1 Обработка данных морской многоканальной отраженной сейсморазведки 150
3.4.2 Обработка данных OBS 161
3.4.3 Технология обнаружения вертикального кабеля в районах добычи гидротермальных сульфидов 167
3.5 Упражнения 173
Ссылки 173
Глава 4. Морская гравитация и магнитные измерения 180
4.1 Обзор 180
4.1.1 История развития измерения силы тяжести океана 180
4.1.2 История развития магнитной съемки океана 182
4.2 Основные принципы 183
4.2.1 Основные принципы измерения силы тяжести океана 183
4.2.2 Основные принципы измерения магнитного поля океана 207
4.3 Технология и методы обработки и сбора данных 215
4.3.1 Технология сбора и методы обработки гравитационных данных океана 215
4.3.2 Технология сбора и методы обработки магнитных данных океана 225
4.4 Примеры применения 229
4.4.1 Магнитные полосы, распространяющие морское дно 229
4.4.2 Структурная эволюция переходной зоны океан-континент 234
4.5 Упражнения 250
Ссылки 251
Глава 5 Морские электромагнитные и радиоактивные измерения 253
5.1 Обзор морского электромагнитного права 253
5.1.1 Основные понятия 253
5.1.2 История развития 254
5.2 Принципы морского электромагнитного метода 255
5.2.1 Среда морских электромагнитных исследований 255
5.2.2 Основные уравнения 258
5.2.3 Морская магнитотеллурика 260
5.2.4 Морской электромагнитный метод с контролируемым источником 262
5.2.5 Инструментарий 265
5.2.6 Обработка данных 268
5.2.7 Алгоритм трехмерной инверсии 269
5.3 Измерения радиоактивности океана 273
5.3.1 Обзор 273
5.3.2 Принцип метода 274
5.3.3 Инструментарий 275
5.4 Примеры применения 276
5.4.1 Электромагнитные свидетельства пассивного мантийного апвеллинга в северной части Восточно-Тихоокеанского холма 276
5.4.2 Трехмерная инверсия морских МТ в разведочном районе Джемини в Мексиканском заливе 278
5.4.3 Радиоактивное геологическое картирование района Хайг Фрас 281
5.5 Упражнения 282
Ссылки 282
Глава 6 Морские геотермальные измерения 286
6.1 Обзор 286
6.2 Принципы морских геотермальных измерений 286
6.2.1 Внутреннее тепло Земли 286
6.2.2 Теплообмен в горных породах 290
6.2.3 Плотность земного теплового потока 296
6.2.4 Термическая структура литосферы 302
6.3 Принципы морских геотермальных измерений 304
6.3.1 Процедуры измерения теплового потока морского дна 305
6.3.2 Измерение геотермического градиента 306
6.3.3 Измерение теплопроводности осадков 313
6.3.4 Факторы, влияющие на тепловой поток морского дна и его коррекция 316
6.4 Примеры применения 317
6.4.1 Тектоническая термическая эволюция бассейнов растяжения 317
6.4.2 Геотермальные источники и гидраты природного газа 322
6.4.3 Тепловой поток в зонах субдукции 326
6.5 Упражнения 330
Ссылка 330
Глава 7. Каротажные исследования морских геофизических скважин 336
7.1 Обзор 336
7.1.1 История развития геофизических исследований скважин 336
7.1.2 Классификация каротажа скважин 338
7.2 Основные принципы 339
7.2.1 Электрическая регистрация 340
7.2.2 Акустическая регистрация 346
7.2.3 Радиоактивный каротаж 353
7.2.4 Каротаж ядерного магнитного резонанса 360
7.2.5 Регистрация изображений 361
7.3 Каротаж во время бурения 367
7.3.1 Измерения во время бурения и каротаж во время бурения 367
7.3.2 Приборный состав каротажа при бурении 367
7.3.3 Каротаж при технологии бурения 368
7.3.4 Применение каротажа при технологии бурения в геонавигации 370
7.3.5 Тенденции развития технологии каротажа во время бурения 371
7.4 Получение, обработка и интерпретация данных морских геофизических исследований скважин 372
7.4.1 Система каротажных приборов 372
7.4.2 Сбор данных каротажа скважины 372
7.4.3 Обработка данных каротажа 373
7.4.4 Интерпретация данных ГИС 373
7.5 Примеры применения 374
7.5.1 Применение данных каротажа при структурных исследованиях поднятия Шацкого 374
7.5.2 Применение IODP каротажа в технологии бурения – на примере эксперимента в сейсмической зоне Наньхайского прогиба 376
7.5.3 Применение данных каротажа при изучении древних погребенных холмистых сооружений 380
7.5.4 Применение каротажа при бурении горизонтальных скважин 382
7.6 Упражнения 384
Ссылка 384
Глава 8. Геофизическое изучение ресурсов морского дна 386
8.1 Обзор ресурсов морского дна 386
8.1.1 Морская нефть и газ 386
8.1.2 Гидраты природного газа 387
8.1.3 Полиметаллические конкреции 389
8.1.4 Гидротермальные сульфидные месторождения морского дна 390
8.2 Глубоководная геофизическая разведка нефти и газа 392
8.2.1 Технология геофизической идентификации глубоководных залежей нефти и газа 392
8.2.2 Геофизическая идентификация глубоководных залежей нефти и газа 399
8.3 Геофизическое обнаружение гидратов природного газа 423
8.3.1 Газогидратная система 423
8.3.2 Геофизическая идентификация газогидратных коллекторов 430
8.3.3 Оценка ресурсов резервуара гидратов природного газа 444
8.4 Геофизическое обнаружение полиметаллических конкреций морского дна 449
8.4.1 Технология акустического обнаружения полиметаллических конкреций морского дна 449
8.4.2 Обнаружение покрытия полиметаллическими конкрециями морского дна 451
8.4.3 Перспективы электромагнитного обнаружения полиметаллических конкреций морского дна 454
8.5 Упражнения 455
Ссылки 455
Чтение в Интернете
Глава 1 Введение
Морская геофизическая разведка, называемая «морской геофизической разведкой», представляет собой науку об изучении морских геологических процессов и характеристик ресурсов с помощью методов геофизического обнаружения. Обобщенное морское геофизическое обнаружение используется в исследованиях в области морской геологии, морской физики, морской биологии и морской химии. Обычно морское геофизическое обнаружение в основном используется для научных исследований морского дна и разведки полезных ископаемых морского дна. Морские геофизические исследования включают такие методы, как гравитация океана, магнитная съемка океана, электромагнитная разведка океана, тепловой поток морского дна и сейсмика океана. Принцип работы морской геофизической разведки такой же, как и принцип работы наземной геофизической разведки. Однако, поскольку рабочая площадка находится в море, в качестве среды существует дополнительный слой морской воды, поэтому к инструментам, оборудованию и методам работы предъявляются особые требования. Судовые геофизические исследования требуют использования специальных судовых гравиметров, морских магнитометров ядерной прецессии, морских сейсмометров и других приборов. Он также оснащен различным радионавигационным, спутниковым навигационно-позиционирующим и другим оборудованием. Подводные геофизические наблюдения должны учитывать особые требования, такие как высокое напряжение, электропитание и защита от коррозии.
1.1 История и современное состояние морских геофизических исследований
1.1.1 История морских геофизических исследований
Исследование океана человеком неотделимо от развития геофизических технологий.В последние годы исследования морского дна способствовали развитию морских геолого-геофизических исследований и технологий, а морские геофизические исследования всегда занимали важное место в передовой науке.Высокоточная технология навигации и позиционирования, система измерения морской гравитации, технология морских геомагнитных измерений, сейсмическое обнаружение морского дна и другие технологии обнаружения играют незаменимую роль в сегодняшней разведке ресурсов морского дна, морских научных исследованиях, морской инженерии и морской боевой обстановке.Как мы все знаем, океан содержит богатые ресурсы, такие как нефть, гидраты природного газа, корки полиметаллических конкреций, гидротермальные сульфиды, глубоководные редкоземельные элементы и другие минеральные ресурсы.Поэтому конкуренция за морские ресурсы между странами, особенно развитыми, становится все более жесткой.
Морская геофизическая съемка является важнейшим средством изучения морской геологии, и на тенденции ее развития следует обращать пристальное внимание. Морские геофизические исследования развиваются уже полтора века.Еще в начале 1950-х годов Юинг и другие использовали недавно появившийся прецизионный эхолот для непрерывного определения глубины воды и составления карт топографии морского дна.Хизен и Тарп (1967) составили топографическую карту морского дна мира на основе обширной коллекции подробных данных и карт непрерывного эхолотирования, показав, что формы рельефа морского дна включают континентальные шельфы, континентальные склоны, абиссальные равнины, желоба, срединно-океанические хребты, рифты срединно-океанических хребтов и трансформные разломы.Среди них большое значение для развития современной науки о Земле имеет открытие срединно-океанического хребта как глобальной системы, а также систем рифтовых долин и трансформных разломов, расположенных на срединно-океаническом хребте.
В XX веке морская геофизика добилась блестящих успехов.Развитие морской геофизики способствовало прогрессу наук о Земле. Применение геофизических методов обнаружения морского дна вызвало революцию в науках о Земле.В начале 20-го века Вегенер предложил теорию дрейфа континентов, основанную на форме береговой линии Атлантического океана и палеомагнитных данных, бросив вызов традиционной фиксированной теории структуры океана и континентов.Однако из-за противодействия консервативных сил теория дрейфа континентов была встречена холодно и в конечном итоге была забыта.Однако появление в середине 1950-х годов магнитометра протонной прецессии не только сделало возможными измерения магнитного поля океана, но и предоставило широкий спектр прецизионных инструментов для непрерывных измерений.Мейсон (1958) обнаружил очевидную полосообразную картину распределения магнитных аномалий при магнитной съемке северо-восточной части Тихого океана.Впоследствии Вакье (1963), Мейсон и Рафф и др. (1962) соответственно подтвердили широкое распространение полосатых магнитных аномалий в районе океана, обеспечив убедительную поддержку гипотезы расширения морского дна.Обширное международное сотрудничество в 1960-х годах сочетало морские геофизические исследования с глубоководным бурением, что привело к большому количеству проверок гипотезы расширения морского дна.Исследователи проводили магнитные исследования океана в различных регионах океана по всему миру, наблюдая и изучая сейсмические поверхностные волны, поперечные волны, продольные волны, гравитацию океана и тепловой поток морского дна.Это привело к признанию теории дрейфа континентов Вегенера, что, в свою очередь, способствовало революции во всех науках о Земле. Очевидно, это результат развития морской геофизической теории и ее приложений (Джонс, 1999).Военно-морские исследования, проведенные во время Второй мировой войны, также внесли большой вклад в развитие морской геофизики.В годы войны в связи с потребностями водных операций техника обнаружения подводных лодок и других подводных целей быстро развивалась.Некоторые ученые создали серию подводных геофизических военных инструментов, основанных на обнаружении звуковых волн и изменений геомагнитного поля, таких как высокоточные геомагнитометры, подводные жуки и т. д. После Второй мировой войны многие ученые, посвятившие себя исследованиям этих инструментов, перешли на работу в университеты, научно-исследовательские институты и геологоразведочные компании, активно способствуя развитию морской геофизики в открытой исследовательской среде.
С быстрым развитием промышленности после Второй мировой войны потребность людей в нефти и минеральных ресурсах значительно возросла.Чтобы удовлетворить потребности в энергии и полезных ископаемых, добыча полезных ископаемых в различных странах переместилась с суши на море.В начале 1940-х годов некоторые американские геологоразведочные компании уже занимались поиском ресурсов нефти и газа на мелководье Мексиканского залива и Калифорнии (Шериф и Гелдарт, 1995).В конце 1950-х годов первая морская сейсмическая группа моей страны, состоящая из Национальной академии наук, Министерства геологии и Министерства нефтяной промышленности, провела технические испытания методов морской искусственной сейсморазведки в заливе Бохай. В 1964 году моя страна построила свою первую морскую нефтегазовую платформу в Бохайском море, а в 1967 году — свое первое морское нефтяное месторождение.Чтобы способствовать развитию морской разведки, исследовательская группа быстро расширила свою деятельность с мелководных районов на глубоководные, а затем разработала методы получения сейсмических профилей на научно-исследовательских судах (Wu Shiguo и Yu Puzhi, 2015).Технология морской разведки развивалась от первоначальной одиночной двумерной сейсморазведки к трехмерной сейсморазведке, а теперь и к нынешним комплексным гравитационным, магнитным, электросейсмическим и морским геофизическим исследованиям.В настоящее время технология морских геофизических исследований достаточно развита.
Морская геофизическая разведка разделена на три этапа (Таблица 1-1), а именно начальный этап, этап разработки и зрелый этап.
Таблица 1-1 Этапы развития морской геофизики
1.1.2 Методы морского геофизического обнаружения
Геофизика — это изучение внутренней структуры, структуры и динамических процессов Земли с использованием физических теорий и методов, включая теорию потенциального поля и теорию волн.Теория потенциального поля включает гравитационное поле Земли, магнитное поле, температурное поле, естественное электрическое поле и электрическое поле постоянного тока. Соответствующие научные отрасли включают гравитационные измерения, магнитные измерения, измерения геотермальных потоков и электрические измерения; Теория волн включает теорию акустики, теорию сейсмических волн и теорию электромагнитных волн. Соответствующие научные направления включают батиметрию, сейсмические измерения и электромагнитные измерения.Измерение глубины воды включает однолучевое, многолучевое измерение глубины воды и измерение бокового гидролокатора, тогда как сейсмические измерения включают измерение стратиграфического профиля на мелководье, одноканальные сейсмические измерения, многоканальные сейсмические измерения, трехмерные сейсмические измерения, четырехмерные сейсмические измерения и рефракционные сейсмические измерения.
В соответствии с конкретными методами обнаружения, оборудованием и целями его обычно разделяют на: ① Корабельное геофизическое обнаружение с использованием научно-исследовательских кораблей (или обитаемых подводных аппаратов, ROV) для проведения различных геофизических исследований, таких как методы морского сейсмического обнаружения (отражение, преломление), методы морских гравитационных и магнитных измерений, методы морских геотермальных измерений, методы измерения глубины океанской воды (гидролокатор бокового обзора, многолучевой), методы океанских электромагнитных измерений, буксируемое на глубине океана гамма-излучение.спектрометр и т. д. ② Геофизические исследования морского дна, такие как фотосъемка морского дна, пятикомпонентный донный магнитотеллурометр, широкополосный большой динамический трехкомпонентный цифровой записывающий сейсмометр морского дна (OBS) и другие современные инструменты для исследования морского дна.Это донное геофизическое оборудование размещается на дне океана и образует систему геофизического обнаружения морского дна. Среди них наиболее часто используются системы камер морского дна. Они могут напрямую наблюдать за топографией морского дна и особенностями поверхности и имеют широкие перспективы применения.③Геофизические каротажи скважины, такие как акустический каротаж, радиоактивный каротаж, каротаж удельного сопротивления, каротаж изображений и т. д. Ниже приводится краткое введение в следующие шесть традиционных методов морского геофизического обнаружения.
(1) Методы морского сейсмического обнаружения
Морское сейсмическое обнаружение — это метод обнаружения, который использует разницу в упругости и плотности между океаном и подземной средой для изучения законов распространения сейсмических волн и определения свойств и морфологии подземных слоев горных пород и структуры океанских водных масс путем наблюдения и анализа реакции океана и земли на естественные или искусственно возбуждаемые сейсмические волны.Однако из-за особых условий исследования океана морское сейсмическое обнаружение отличается от наземного, главным образом, системой позиционирования и навигации, источником возбуждения и устройством приема сейсмических волн.При морской сейсморазведке необходимо выбирать систему навигации и позиционирования более высокой точности.В настоящее время в основном используются спутниковое навигационное позиционирование, лазерное позиционирование и подводное гидролокаторное позиционирование.В настоящее время система навигации и позиционирования для морской сейсморазведки превратилась в набор специализированных технологий, которые могут определять точное положение источника и геофона в любое время, что значительно повышает точность позиционирования морской сейсмической разведки и качество сбора сейсмических данных.
Особенностями морской сейсморазведки являются возбуждение и прием в воде.В связи со спецификой морской среды преимущественно используются немагнитные сейсмические источники (в том числе авиационные сейсмические источники, паровые пушечные сейсмические источники, искровые источники и т. д., из которых более 95%) составляют воздушные сейсмические источники. Для приема используются пьезоэлектрические сейсмометры. Обычно рабочее судно используется для перетаскивания плавучих тросов для плавания в море, а датчики приема сейсмических волн распределены по косам в определенном порядке.В настоящее время разработана полноценная система сбора данных сейсмических волн с подводной косой.По сравнению с наземным сейсмическим обнаружением морское сейсмическое обнаружение также имеет преимущества, заключающиеся в высокой эффективности разведки, низкой стоимости разведки и высоком соотношении сигнал-шум сейсмических данных.
Морское сейсмическое обнаружение является основным средством получения литологии и структуры морского дна.На основе одноканального сейсмического профиля можно построить карты глубины воды, карты толщины поверхностных отложений и карты изобат кровли фундамента.Региональные структурные карты и литофациальные карты большой площади могут быть составлены на основе нескольких сейсмических профилей (Mcquilin, 1985).Он также широко используется при разведке морских ресурсов нефти и газа, морских инженерно-геологических изысканиях и прогнозировании геологических катастроф.
(2) Методы морских гравитационных и магнитных измерений
Морские гравитационные и магнитные измерения играют очень важную роль в морских исследованиях и являются одним из традиционных геофизических методов морских геофизических исследований.
Морская гравиметрия заключается в размещении гравиметра на исследовательском судне или на морском дне после герметизации для наблюдения с целью определения неравномерного распределения массы различных горных пород в коре морского дна.Поскольку на морском дне существуют стратиграфические границы разной плотности, колебания этой границы приведут к изменениям поверхностной силы тяжести.Интерпретируя различные гравитационные аномалии, в том числе анализируя и расширяя гравитационные аномалии, мы можем получать данные о межфазных аномалиях формы Земли, строения земной коры и некоторых границ раздела в слоях осадочных пород, тем самым решая задачи геотектонической и региональной геологии и создавая основу для поиска месторождений металлических полезных ископаемых.
Морская магнитометрия использует магнитометр с цезиевой оптической накачкой протонной прецессии или магнитный градиентометр, буксируемый за рабочим судном, для сбора данных об интенсивности геомагнитного поля в районах океана и проведения магнитных наблюдений океана.Магнитная аномалия получается путем вычитания нормального значения магнитного поля из наблюдаемого значения и поправки на суточные геомагнитные вариации.Анализируя поля магнитных аномалий, создаваемые магнитными различиями пород и руд морского дна, мы изучаем региональные геологические особенности, такие как волнистость кристаллического фундамента, мощность отложений, распределение крупных разломов и протяженность тел вулканических пород.Магнитные минералы можно найти с помощью геологического картирования морского дна.
(3) Морские геофизические каротажи
Морской геофизический каротаж использует различные физические характеристики горных пород и минералов для использования различных геофизических методов (акустического, оптического, электрического, магнитного, радиоактивного каротажа и т. д.) и специальных инструментов для измерения характеристик различных геофизических полей, таких как физические свойства горных пород вдоль ствола буровой скважины (или геологического профиля) для изучения свойств пластов морского дна и поиска нефти, газа и других минеральных ресурсов.Из-за особенностей окружающей среды, крупных инвестиций и высокого риска морские геофизические каротажи предъявляют особые и сложные требования к функционированию и производительности каротажных приборов, которые являются высокотехнологичными и сложными.Морские каротажные платформы в основном делятся на кустовые или многозаходные скважины, характеризующиеся большим углом наклона, большим смещением или горизонтальные скважины.Метод каротажа открытого ствола в основном интерпретирует пласты нефти, газа, воды, а также пористость, проницаемость и нефтенасыщенность коллектора, а также предоставляет данные для заканчивания и перфорации скважин.Для разных резервуаров и геологических требований могут быть предусмотрены различные технологии каротажа.Обычно используемые методы включают каротаж удельного сопротивления, акустический каротаж, ядерно-магнитный каротаж и т. д.
1) Каротаж сопротивлений – комплекс методов каротажа, основанных на электрических свойствах горных пород или минералов.Удельное сопротивление горных пород или минералов измеряется путем измерения электродов источника питания и измерительных электродов в разных местах скважины.Текущие новые технологии включают резистивную визуализацию, массивное зондирование с высоким разрешением и трехкомпонентное зондирование.
2) Акустический каротаж – это метод каротажа, который использует акустические свойства горной руды для изучения геологического профиля бурения и оценки качества цементирования. Акустический каротаж можно использовать для определения первичной и вторичной пористости, проницаемости, литологии, порового давления, анизотропии, типа жидкости, ориентации напряжений и трещин и т. д., а также для оценки тонких коллекторов, трещин, газовых слоев и геологических структур вблизи скважин. Основными репрезентативными инструментами являются DSI, Wave Sonic, Sonic Scanner и MAC (Чжан Сянлинь и др., 2008).
3) Ядерно-магнитный каротаж – это метод, использующий свойства ядерного магнитного резонанса материалов для изучения свойств горных пород в скважинах.Современные средства ядерного магнитного каротажа в основном используют метод спинового эха.Поскольку ядро водорода имеет наибольшее отношение магнитных спинов и самую высокую резонансную частоту, его легче всего изучать в условиях бурения.Водород является основным компонентом поровых жидкостей. Поэтому ядерно-магнитный каротаж является эффективным методом изучения состава и состояния существования поровых флюидов. Он может обеспечить распределение пор различного размера, включая пористость свободной жидкости, капиллярную пористость, насыщенность связанной водой, проницаемость и другие важные параметры. Поэтому он стал важным методом каротажа нефти.
(4) Метод морских геотермальных измерений
Морские геотермальные измерения - это метод, который использует разницу температур отложений на разных глубинах морского дна для измерения значения геотермического градиента морского дна и измеряет теплопроводность отложений для получения значения геотермического потока морского дна, которое напрямую отражает тепловое состояние недр Земли.Результаты морских геотермальных измерений имеют решающее значение для улучшения результатов комплексных исследований геологических и геологических данных.
Теоретической основой геотермальных измерений является теория теплопроводности. Тепловой поток – это передача энергии, вызванная разницей температур (Гольмшток и др., 2000).Существует три способа передачи энергии: тепловая конвекция, теплопроводность и тепловое излучение.Среди них в тепловом потоке в морских отложениях преобладает теплопроводность.В одномерном случае формула теплопроводности имеет вид
(1-1)
В формуле k – теплопроводность породы (осадка); dT/dz – геотермический градиент; dT – разница температур на определенном участке глубины морского дна (перепад глубин в направлении, перпендикулярном нормали к изотермической поверхности Земли); dz — соответствующая глубина морского дна. Следовательно, если известны расстояние по глубине и разница температур между ними, можно получить геотермический градиент морского дна.
Теоретические основы измерения теплопроводности разработаны на основе теории проведения мгновенных тепловых импульсов от бесконечно длинного цилиндрического металлического зонда в бесконечную среду (Герцен, 1959; Льюис и др., 1993).Эта теория утверждает, что когда температура зонда, температура образца осадка и температура окружающей среды достигают равновесия, тепловой импульс вызывает повышение температуры зонда, тем самым превышая температуру окружающей среды. В течение определенного периода времени после теплового импульса процесс изменения внутренней температуры T(t) зонда определяется следующей формулой
(1-2)
В формуле Q — общее количество тепла на единицу длины внутри зонда; k – теплопроводность образца осадка;t – время после теплового импульса. Учитывая Q и время измерения t, посредством измерения T(t) окончательно определяют теплопроводность k.Измерение морского геотермального потока всегда играло положительную роль в изучении структуры литосферы в морской геологии и разведке морских месторождений нефти и газа (Яо Бочу, 1999).По сравнению с другими морскими геофизическими методами он имеет преимущества: низкая стоимость, простота метода, быстрые результаты и интуитивно понятные данные.Поэтому измерение геотермального потока океана и связанные с ним исследовательские работы привлекают все больше и больше внимания.
(5) Метод батиметрии океана.
Глубину океана измеряют с помощью эхолотов.Технологии обнаружения, которые мы используем при изучении глубины морской воды и топографии морского дна, включают акустическое обнаружение морского дна, многолучевую батиметрию, гидролокатор бокового обзора и технологию измерения стратиграфического профиля морского дна (Ли Цзябяо, 1999; Цзинь Сянлун, 2007).Принципы работы этих трех технологий схожи, но существует много различий из-за разных целей обнаружения, а также различаются частота и интенсивность используемых звуковых волн. Поскольку глубина обнаружения низкой частоты больше, разрешение высокой частоты выше.Обычно низкая частота используется для определения глубины глубоководных вод и стратиграфических профилей мелководного морского дна, а высокая частота используется для бокового сканирования морфологии морского дна и глубины мелкой морской воды.
Технология многолучевой батиметрии была разработана в 1970-х годах на основе технологии эхолотирования.Многолучевая батиметрическая система состоит из нескольких датчиков. В отличие от однолучевой волны, он может обеспечить более высокую плотность точек измерения и более широкий охват морского дна в процессе измерения. Таким образом, он может точно и быстро измерять изменения размера, формы и высоты подводных целей определенной ширины вдоль маршрута, надежно отображая тем самым мелкие особенности топографии морского дна (рис. 1-1).По сравнению с технологией однолучевой батиметрии, технология многолучевой батиметрии обладает характеристиками высокой точности, высокой эффективности, высокой плотности и полного охвата и играет важную роль в обнаружении морского дна.
Рисунок 1-1 Принцип многолучевого измерения
Технология гидролокатора бокового обзора возникла в 1960-х годах и представляет собой новую технологию, которая использует принцип обратного рассеяния падающих волн морским дном для обнаружения морфологии морского дна.Путем излучения акустических сигналов и приема эхо-сигналов, отраженных от морского дна, формируется акустическое изображение, отражающее состояние морского дна, включая местоположение, состояние, высоту и т. д. целевого объекта.По сравнению с другими технологиями обнаружения морского дна, технология гидролокатора бокового обзора может интуитивно обеспечивать акустическое изображение форм морского дна и имеет такие преимущества, как интуитивно понятное изображение, высокое разрешение и большой охват. Поэтому он широко используется в области картографирования топографии морского дна, подводной археологии, обнаружения целей и исследования морских биологических данных.
Технология измерения стратиграфического профиля морского дна является важным средством определения характеристик осадконакопления морского дна, мелководной структуры морского дна и распределения минералов на поверхности морского дна на основе гидроакустических принципов. Принцип его работы аналогичен двум вышеописанным. Разница в том, что частота излучения системы мелкого профиля ниже, энергия электрического импульса, генерирующего звуковые волны, больше, а излучаемые звуковые волны имеют большую проникающую способность и могут эффективно проникать в слои морского дна на десятки и сотни метров (Dybedal, 2003).Практика показала, что этот метод подходит для обнаружения информации о границе раздела и осадочных структурах стратиграфических изменений морского дна. Область его применения включает множество областей, таких как морские геологические исследования и гидротехнические изыскания.
(6) Методы морских электромагнитных измерений
Морская электромагнитная съемка — одно из важных средств изучения океана, особенно морского дна.Он подходит для районов, где сейсмические методы трудно отличить, но электромагнитные методы имеют преимущества, например, скалистые холмы, зоны вечной мерзлоты морского дна, карбонатные рифы и т. д. Кроме того, морская электромагнитная съемка
