"광저우 해양지질조사국 광저우 5 10760"
제 1 저자 소개: 장명 (1957-), 남자, 교수급 수석 엔지니어는 주로 해양지질, 지구물리학 탐사, 가스수화물 연구에 종사한다.
KLOC-0/999 이후 우리나라는 남해 북파에서 25 차례 가스 하이드레이트 자원 조사를 실시하여 많은 중요한 지질 성과와 인식을 얻어 많은 귀중한 탐사 경험을 쌓았다. 이 글은 10 년 동안 중국 가스하이드레이트의 야외 조사 기술, 과정 및 발전을 총결하여 후속 가스하이드레이트 조사를 위한 깔기와 참고를 제공할 것이다.
수화물 조사 고해상도 지진 샘플 샘플링
1 머리말
가스 하이드레이트의 발견은 18 10 년으로 거슬러 올라갈 수 있지만, 해양가스 하이드레이트에 대한 인식은 1970 년대 중반에 미국이 알래스카 북부의 Proude Bay 유전에서 세계 최초의 가스 하이드레이트 샘플을 수집했다.
1990 년대 이후 가스 하이드레이트 조사 연구는 전 세계적으로 급속히 확대되고 심화되어 연구의 깊이, 폭, 기술 수준이 크게 향상되었다. 각국은 모두 수화물 연구를 매우 중시하고, 전문적인 조사 항행을 설립했다. 현재, 전 세계적으로 가스하이드레이트에 대한 조사와 연구측이 우세하여, 전 세계 해역에서 발견된 가스하이드레이트 광산점이 날로 증가하고 있다.
KLOC-0/999 이후 우리나라는 남해 북파에서 25 차례 가스 하이드레이트 자원 조사를 실시하여 많은 중요한 지질 성과와 인식을 얻어 많은 귀중한 탐사 경험을 쌓았다. 조사방법과 수단도 단일 2 차원 지진법에서 다학과 단계 (표 1) 로 바뀌었는데, 여기에는 2 차원 고해상도 다중도 지진, 준 3 차원 다중도 고해상도 지진 등이 포함된다. 탐사 관행에서 새로운 문제가 출현함에 따라 조사 방법과 수단도 끊임없이 업데이트되고 조정되고 있다.
표 1 가스하이드레이트 자원 조사 기술 방법론 표 1 남해 가스하이드레이트 조사 기술.
2 지구 물리학 조사
1999 기간 중 국내 관련 기관 (예: 중과원 란저우 빙하동토연구소, 국토자원부 광저우 해양지질조사국) 과 학자가 외국 가스하이드레이트 조사에 대한 추적조사와 문헌 정리를 바탕으로 국토자원부 광저우 해양지질조사국은 가스하이드레이트 실제 조사를 실시했다. 지진 조사는 가스 하이드레이트 조사의 주요 방법이다. 선인 연구와 해외 조사 업무의 본보기가 있지만, 어떤 방식을 취하느냐에 대해 여전히 충분하고 격렬한 토론이 있어 결국 우리나라의 기존 조건에 따라 조사의 주요 방법을 확정하였다. 이에 따라 먼저 지진조사를 실시하고 고해상도 2 차원 다중도 지진조사 기술을 활용해 가스하이드레이트의 지진식별마크인 ——BSR 을 찾기로 했다. 또한 종파 지진 속도와 같은 더 많은 지구 물리학 정보를 수집하고 지진 데이터 처리 수단을 이용하여 BSR 등 가스 하이드레이트의 지진 식별 표지를 더욱 안정적으로 판별할 수 있다. 2 차원 고해상도 다중도 지진 탐사 기술은 해양수화물 조사에서 효과적이며, 수화물과 관련된 지진 이상 정보 (예: BSR, 진폭 공백대, 속도 이상대, BSR 파형 극성 반전 등) 를 발견할 수 있는 것으로 드러났다. 또한 수화물의 형성과 발육과 밀접한 관련이 있는 얕은 지층의 구조, 구조, 퇴적 특징을 밝혀낼 수 있다. 이 방법은 남해 북부의 수화물 조사에 성공적으로 적용되어 천연가스 수화물 자원 평가의 토대를 마련했다.
2. 1 2D 지진 탐사 및 수집 매개 변수 결정
조사 초기에는 석유가스 탐사 고해상도 지진 조사의 매개변수 설정을 참고했다. 가스 하이드레이트 지진 식별 표지의 본질에 대한 인식이 높아지면서 석유가스 탐사 방법을 완전히 따르는 것이 최상의 결과를 얻지 못한다는 인식이 커지고 있다. 이에 따라 863 연구 프로젝트의 지원을 받아 200 1 부터' 해양 가스 하이드레이트의 주요 특징, 즉 해저 반사 (BSR)' 를 중심으로 가스 하이드레이트 지진 데이터 수집 및 튜닝 조합 시스템 및 테스트 매개 변수 선택 연구, 특히 가스 하이드레이트 유리한 탐사 주파수 대역 및 클럭 속도 범위 탐사 및 대량의 실제 테스트와 지진 탐사 주파수와 BSR 응답의 관계에 대한 연구를 통해 0 ~ 40 Hz 주파수 대역에서 BSR 을 지속적으로 추적할 수 있으며 지층 세부 사항이 명확하지 않다고 판단했습니다. 40 ~ 70 Hz 밴드 필터는 BSR 연속성이 좋고 지층 세부 사항이 분명하다는 것을 보여준다. 필터 주파수가 100 ~ 120 h z 이면 해저와 BSR 사이의 강한 반사 인터페이스가 다중 반사 인터페이스로 바뀌고 일부 지층 세부 사항이 두드러져 BSR 의 연속 인식에 도움이 되지 않습니다. 120 ~ 150 Hz 의 수화물 특징은 거의 변하지 않고 수화물 특징 인식에 크게 기여하지 않습니다 (그림 1 ~ 3).
지진 탐사 빈도와 BSR 대응 관계 연구를 통해 남해 북파하이드레이트 지진 탐사에 가장 유리한 탐사 밴드와 주요 주파수 범위를 파악해' 수화물 탐사 케이블원 침몰 깊이, 가상반사 등 일련의 튜닝 조합 매개변수' 에 대한 종합 연구를 통해 야외 수집 매개변수의 토대를 마련했다. 탐사 주파수 대역에 따라 10- 120 H z, 클럭 속도가 40-70 H z 인 원칙에 따라 시뮬레이션 계산 결과 (그림 4) 진원과 케이블의 침몰 깊이 조합이 적절하다는 것을 알 수 있습니다. 이렇게 하면 같은 자극 에너지 하에서 주요 에너지를 클럭 속도 범위 내에 집중함으로써 수집한 데이터의 신호 대 잡음비를 높이고 BSR 의 인식을 부각시킬 수 있으며, 동시에 BSR 과 지층 반사 인터페이스 관계의 식별을 병행하여 해상 작업에 유리하다. 남해 북파가스 수화물 탐사에 적합한 고해상도 2D 지진 탐사 기술 방법을 초보적으로 형성하였다.
위 연구결과에 따르면 남해 가스하이드레이트 고해상도 2D 지진 탐사에 채택된 채집 매개변수 (표 2) 도 후속 고해상도 준 3D 지진 조사에서 인용됐다.
그림 1 하이 컷 필터가 각각 40Hz 및 70Hz 인 경우의 효과 비교 그림 1 다른 하이 컷 필터 비교
표 2 남해 북파전형 조사표 2 남해 가스하이드레이트 조사에 사용된 전형적인 지진 매개변수
2.2 준 3 차원 다 채널 지진 탐사
가스 하이드레이트 탐사가 계속 깊어지면서 시추 수요를 둘러싸고 고해상도 준 3 차원 지진 탐사는' 863' 프로젝트' 남해 북부 가스 하이드레이트 첫 드릴 타깃 최적화 관건' 성과를 바탕으로 점진적으로 발전하고 보완한다. 기존의 고해상도 2D 지진 수집 기술을 바탕으로, 표면 요소 크기와 같은 준 3D 수집 매개 변수를 최적화함으로써 R G PS 의 상대 위치 지정 기술을 사용하여 "소스 센터", "케이블 헤드", "케이블 테일" 을 기본 노드로, 나침반 데이터를 기본 방향 데이터로 사용하여 준 3D 케이블 소스 위치 지정 기술, 준 3D 케이블 소스 위치 지정 기술을 주로 고려합니다.
그림 2 HD 173-2 바로 가기 단일 단면 (40 ~ 70 Hz 필터) 그림 2 근거리 채널에서 선택한 결과 (필터 40 ~ 70 Hz) 입니다.
실제로 2004 년 이후 남해 북부에서 수화물 3 차원 지진 조사를 실시하여 조사구역의 3 차원 지진 정보를 얻어 탐사 목표를 효과적으로 재배치하고 더욱 명확한 가스 수화물 지진 대응 정보를 얻었다 (그림 5). 동시에, 정교한 3 차원 속도 분석체, 정확한 지층 간격띄우기 지구 물리학 정보, 수화물 농축층의 상세 정보, 3 차원 시각화 기술을 이용한 수화물 시추 목표의 공간 분포 특성 분석 [준 3 차원 고해상도 지진 탐사, BSR 아래 BSR, 진폭 공백 밴드 및 향상된 발사가 2 차원 데이터보다 더 잘 반영됩니다 [2]
3 샘플 수집
가스 하이드레이트 조사에서는 지구 물리학 조사 외에도 조사를 위해 200 1 에서 지질 샘플을 채취해 다양한 샘플링 방법을 통해 수화물과 관련된 퇴적물 샘플을 채취해 추가 테스트의 근거를 제공했다. 퇴적물과 샘플 자체의 요구 사항에 따라 이 역의 지질 샘플링 조사는 주로 대형 중력 피스톤 기둥 샘플링, 중력 기둥 샘플링, 잡기 샘플링, 심해 저인망 샘플링 및 보온 압축 샘플링 등의 샘플링 방법을 사용합니다 (그림 6). 처음 네 가지가 이미 지질조사 항행에 광범위하게 적용되었지만, 보온 압축 샘플은 일부 항행 조사에서만 시도되었다.
그림 3 HD 173-2 장거리 단일 단면 (40 ~ 70 Hz 필터) 그림 3 원거리 채널에서 선택한 결과 (필터 40 ~ 70 Hz) 입니다.
이러한 방법에서 상자식 샘플링, 채집 샘플링 및 TV 채집 샘플링은 모두 얕은 해저에서 0 ~ 50 cm 의 퇴적물 샘플을 채집한 것이다. 상자식 샘플링은 방해받지 않은 표면의 샘플을 수집할 수 있으며, TV grab 은 갑판 모니터링에 따라 조개껍데기나 탄산염 껍데기와 같은 해저 표면의 샘플을 선별적으로 수집합니다. 저인망은 주로 해저 표면의 덩어리 또는 대형 목표물 (예: 저서생물, 암석, 조개 등) 을 얻는 것이다. 중력 기둥 샘플링은 길이가 일반적으로 300 cm 미만인 짧은 기둥 샘플을 수집하는 것입니다. 대형 중력 기둥 샘플러와 중력 피스톤 샘플러는 일반적으로 500 cm 500 cm~ 1200 cm 사이에서 비교적 긴 기둥 샘플을 수집할 수 있습니다. 보온 압축 샘플은 중점 대상 영역에서 원상 해저 기둥 샘플을 수집하는 것이다.
10 년 지질 (통합) 항행 17 회 조사, * * * 표면 샘플 225 개, 중력 기둥 샘플 833 개, 중력 피스톤 샘플 226 개 (표 3).
표 3 에서 볼 수 있듯이 샘플링역이든 야외 테스트 프로젝트든 가스 하이드레이트 지질 지구화학 조사의 목적에 따라 기둥 (피스톤 포함) 이 가스 하이드레이트 조사의 주요 샘플링 수단이자 효과적인 수단이다. 그러나 현재 분석 중인 SMI 인터페이스 깊이를 고려하여 향후 샘플 길이를 늘리는 것을 고려해야 합니다. 보온 압축 샘플링의 경우 프로세스와 작업이 복잡하므로 이 방법을 사용하는 것이 더 적절해야 합니다.
그림 4 케이블 소스 침몰 깊이 및 지진 주파수 응답 다이어그램 그림 4 주파수 응답은 케이블/소스 깊이를 따라 계산됩니다.
표 3 지질 샘플 수집 작업량 2000-2008 (단위: 역)
그림 5 가스 하이드레이트 준 3 차원 지진 탐사 효과 그림 5 가스 하이드레이트 준 3 차원 지진 탐사 결과.
3. 1 수중 카메라 데이터 수집
심해 카메라 시스템은 견인 케이블 작업이며, 견인 케이블 끝에 설치된 수중 위치 신호는 이미지에 해당하는 수중 위치 정보를 얻을 수 있습니다. 또한 심해 카메라 시스템의 수중 장치에 센서를 설치하여 메탄 센서를 설치하여 해저 가스 하이드레이트의 특징을 판별하는 등 적절한 측정 라인 정보를 얻을 수 있습니다.
1999 이후 심해 카메라 시스템은 이미 17 항을 실시하여 심해 카메라 325 역을 완성했다. 이 중 200 1 어느 역에서 가스 하이드레이트 발생의 표지인 탄산염 껍데기가 발견됐다. 이 역은 조사구 중앙해구 북부 대륙 경사 상연에 위치하여 층 수심 1080 미터에서 1 130 미터까지 자극한다. 이 해저 탄산염 껍데기에는 둥근 구멍이 많이 있으며, 구멍 가장자리는 직각을 이루며 다른 지역에서 볼 수 있는 생물구멍과는 확연히 다르다 (그림 7).
2003 년, 또 다른 사이트에서 하이드레이트 출현의 또 다른 징후인 쌍껍질류와 세균석, 2008 년, 또 다른 사이트에서 거대한 탄산염 껍데기가 발견됐다. 이 역에서 발견된 탄산염 껍데기는 규모, 고결도, 두께 면에서 다른 역보다 우수하다.
수중 카메라 조사에서 가스 하이드레이트는 직접 발견되지 않았지만. 하지만 중요한 대표적 특징을 지닌 탄산염 껍데기, 쌍껍질류, 세균석의 발견은 천연가스 수화물을 이해하는 데 중요한 지도의 의의가 있다.
3.2 지열 데이터 수집
가스 하이드레이트는 고압 저온 환경에 존재하기 때문에 지온 그라데이션 측정을 수행하여 조사구역의 온압 변화와 열유속 상황을 파악해야 한다. 유인형 설비는 주로 천연가스 수화물의 지온장, 즉 해상에서 지온그라데이션을 측정하고 실내에서 채취한 퇴적물 샘플의 열전도도를 테스트한 다음 열흐름을 계산하는 데 쓰인다. 유인식 설비는 서미스터가 장착된 작은 프로브를 강철 창이나 샘플관 (중력 샘플링 및 피스톤 샘플링 포함) 외벽의 다른 위치에 매달아 놓고, 작은 프로브를 통해 깊이가 다른 퇴적물 온도를 측정하고, 제자리 지온 그라데이션을 찾아내며, 동시에 수집한 퇴적물 샘플은 실내에서 열전도도를 측정하고, 지온 그라데이션과 열전도율 값에서 퇴적물의 열유속값을 계산합니다.
그림 6 해저 얕은 샘플링 장비 그림 6 샘플링 장비
2004 년 이후 가스 하이드레이트를 조사하기 위해 해저 지열 유입을 측정했다. 2004 년부터 2008 년까지의 5 년 동안 총 9 개의 항행이 진행되어 ***2 12 역에서 해저지열 흐름을 측정하고 8 1 1 역에서 실내 열전도율을 측정했다.
하지만 조사 결과에 따르면 BSR 에서 도출한 열유속 값은 실측 열유속 값과 달리, 열류로 추정되는 가스수화물 안정대 밑계와 BSR 깊이도 다르다. 이는 두 가지 이유 때문일 수 있다. 첫째, 측정된 지온 그라데이션은 얕은 표면 몇 미터의 상황만 반영하고, 아래 (수백 미터 이내) 지온 그라데이션이 어떤 법칙을 따르는지 더 연구해야 한다. 둘째, 실측 데이터에 의해 계산된 결과는 지역 배경 값을 반영하며, 가스하이드레이트가 발생한 곳 (BSR 표시) 은 지역 배경과 다르다 (이상). 천연가스 수화물 조사에서 그 응용을 더 잘 발휘할 수 있도록 심도 있게 연구할 만한 이유가 뭘까. (윌리엄 셰익스피어, 가스 하이드레이트, 가스 하이드레이트, 가스 하이드레이트, 가스 하이드레이트, 가스 하이드레이트)
그림 7 수중 사진에서 해저 탄산염 껍데기가 발견되었다. 왼쪽 사진은 해저 카메라 위치, 오른쪽 사진은 촬영한 해저 탄산염 껍데기, 그림 7 영상 조사 위치의 탄산염 껍데기 (왼쪽) 와 탄산염 껍데기 (오른쪽) 입니다.
4 요약
가스 하이드레이트 탐사 방법은 주로 지구 물리학 방법, 지구 화학 방법 및 지질 방법을 포함한다. 이 가운데 지진 탐사 방법은 현재 가장 널리 사용되고 있는 가스수화물 탐사 방법으로 지진 단면에서 퇴적물에 분포하는 수화물 밑바닥의 비정상적인 반응인 ——BSR 을 찾는 것이다. 또한 지구화학 탐사 기술을 이용하여 해저 얕은 퇴적물에서 천연가스 지구화학 이상을 식별하고 수화물 광체를 동그라미하는 중요한 근거를 제공할 수 있다.
물론, 기술의 발전과 가스 하이드레이트 탐사에 대한 수요에 따라, O BS 기술이 이미 수화물 조사에 적용되었고, 제어원 전자기법도 응용할 준비가 되어 있다. 이것들은 모두 더 많은 정보 (예: 횡파) 를 얻을 수 있는 능력과 가스 하이드레이트의 저항 특성에 기반을 두고 있다.
참고
양김강, 곽이군, 사지빈 등. 남해 북부 신호해역 가스하이드레이트 준 3 차원 지진 조사 결과 보고서 (2005) (내부 보고), 2006.
장명, 오충량, 가스수화물 BSR 식별과 지진 탐사 빈도, 해양학보, 2004.
남중국해 가스 하이드레이트 탐사 기술 연구
장란방
"광저우 해양지질조사국, 광저우, 5 10760"
다이제스트: 1999 이후 남해에서 25 번의 가스 수화물 조사를 실시했다. 남해에서는 가스 하이드레이트에 대한 더 많은 정보와 증거를 얻기 위해 여러 가지 방법을 사용했다. 문장 들은 이러한 활동에서의 체험을 이야기했다.
키워드: 가스 하이드레이트 조사, 고해상도 지진, 샘플링