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海底電磁采集站順利回收后,李予國(左五)教授團隊部分人員合影。(中國海洋大學供圖)
留德、留美13年后回國,不甘心西方技術壟斷,2010年起,中國海洋大學李予國教授5年來率團隊研發自主知識產權的海底電磁采集站。今年6月,李予國團隊研發的海底電磁采集站(OBEM)在我國南部海域成功完成4000米級海底大地電磁數據采集試驗。據悉,該技術如果成功運用于海洋油氣勘探領域,勘探效率將提高一倍,節省的勘探資金將以億元計。
不甘壟斷搞自主研發 李予國教授現任中國海洋大學海洋地球科學學院副院長,博士期間在德國、美國留學,在國外學習研究有13年之久,直到2010年,李予國回國專心于電磁探測技術研究。
李予國教授告訴記者,海洋電磁法是海底油氣資源探測的關鍵技術之一,從上世紀80年代開始西方發達國家就著手研究,近年來,海洋電磁技術在國際上發展很快,已經在海底油氣資源探測中取得了明顯的應用效果。“但是目前,由于國際油氣工業界對海洋電磁技術和相關實測數據的保密和技術壟斷,海洋電磁測量儀器裝備和采集的核心技術只控制在少數幾家地球物理勘探服務公司手中,他們不出售儀器設備而只提供技術服務。”
“我國海洋電磁技術研究起步較晚,該技術的研發工作相當滯后,一直沒有可用于深海油氣勘探的儀器設備和相應的資料處理和解釋方法技術。因而,我們急需加快開展海洋電磁技術研究、發展具有自主知識產權的海洋油氣探測技術。”李予國教授介紹,為了掌握海洋電磁核心技術,研發自主產權的測量裝備,他回國后與學校地質、信息、工程等領域的專家學者經過充分溝通,組織了海底電磁采集站研發團隊。這項工作得到了科技部863高科技、國家基金委重點基金和中國地質調查局的大力支持。
三次海試均獲成功 據介紹,海底電磁采集站由電磁數據記錄儀、電場傳感器、磁場傳感器、信標、釋放器、方位與CTD記錄儀、浮球、錨系和框架等組成,可以測量海底大地電磁場的3個電場分量和2個磁場分量。
“從形狀上看,海底電磁采集站是一個方盒子,下面是水泥錨定,下潛的時候靠水泥錨定的負浮力下沉,收集完畢之后錨定脫落,靠采集器自身的正浮力上浮,浮出水面后最后通過自帶的GPS定位。盒子四面有四個觸手,是用來收集電磁信號的。”李予國教授介紹。
據悉,海底電磁采集站從2014年5月研制出樣機到現在已經經過三次海試。2014年5月,研制出的收集站樣機首次在膠州灣、沙子口這兩處近海淺海海域進行測試,第一次下海測試非常成功。第一次海試后,經過改進采集站的電路設備,2014年12月到今年1月,海底電磁采集站搭載中國海洋大學東方紅2號到我國南海海域進行深海測試,并成功完成了1000米深海試。
今年6月初,兩臺海底電磁采集站搭載“海大號”海洋地質地球物理調查船到南海海域開展了深海海試。團隊人員將2臺采集站分別投放至深度為3682米、3690米、3711米、3727米、4022米的海底,5次試驗均順利回收。
節省勘探費以億元計 李予國教授表示,該海底電磁采集站既可以觀測天然場源產生的海洋電磁場,也可以觀測人工源產生的海洋電磁場,該技術首先在海洋油氣資源和天然氣水合物探測等領域發揮作用。
“海洋油氣資源日漸重要,現在每個海洋油氣鉆井試驗的投資少則億元,多則數十億,就目前我國在油氣勘探中使用的技術,勘探準確率有限,而一旦勘探失誤浪費的成本巨大。”李予國告訴記者,完整掌握海洋電磁法之后,可以將海洋油氣的勘探效率提高一倍。“比如說在海底打三個井眼,原來可能只有一個井眼有油氣,另外兩個沒有,擁有這個技術之后,可能打三個井眼有兩個是有油氣的,這樣就節省了數以億計的資金。”
不只對海洋油氣的勘探有巨大價值,該技術對海底地球結構和動力學研究也意義重大。李予國表示,海底采集站可以收集到海洋電磁場,將對人類認識海洋、發現海洋的奧秘提供豐富素材。
“整個深水可控源電磁勘探系統的研發,除了海底電磁采集站之外,我們還需要研制水下電磁發射器,發射器的功能性試驗預計在今年10月進行,明年整個探測系統的研發將全部完成。”李予國教授介紹。
曾遇大浪涌全晃吐了 李予國教授研發團隊兩次南海深海測試,每次都是在海上一個月左右。李予國教授回憶起去年年底進行海試時,正好遇到南海海域好幾次大浪涌,研發團隊的成員幾乎都被浪涌晃吐了。
李予國教授說,不過,再怎么辛苦,當海試成功后,大家都覺得值了。特別是今年6月,5次深海測試全部成功是國際少見的成功率(國際海試平均成功率是50%),驗證了海底電磁采集站在深海環境下各項性能和功能指標,讓團隊人員特別欣慰。更讓李予國教授驕傲的是,采集器的電磁數據記錄儀、框架設計、釋放機構、回收信標、電場傳感器均具有自主知識產權。
據悉,中國海洋大學研制的海底電磁采集站(OBEM)成功完成4000米海試,標志著中國海洋大學海洋電磁探測技術與裝備研制取得重大突破性進展,填補了我國在這一方面的空白,使我國海洋電磁裝備研制達到國際先進水平,成為繼美國、德國和日本之后 第四個有能力在 水深超過3000米以上海域進行海洋電磁場測量和研究的國家。記者 張同順
(來源:半島網-半島都市報) [編輯: 李敏娜]