RU2340917C1 - Система и способ разведки ресурсов морского дна - Google Patents

Система и способ разведки ресурсов морского дна Download PDF

Info

Publication number
RU2340917C1
RU2340917C1 RU2007118945/28A RU2007118945A RU2340917C1 RU 2340917 C1 RU2340917 C1 RU 2340917C1 RU 2007118945/28 A RU2007118945/28 A RU 2007118945/28A RU 2007118945 A RU2007118945 A RU 2007118945A RU 2340917 C1 RU2340917 C1 RU 2340917C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sea
seabed
mixture
methane
present
Prior art date
Application number
RU2007118945/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Тихару АОЯМА (JP)
Тихару АОЯМА
Original Assignee
Тихару АОЯМА
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тихару АОЯМА filed Critical Тихару АОЯМА
Application granted granted Critical
Publication of RU2340917C1 publication Critical patent/RU2340917C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/38—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for water-covered areas
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V9/00—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00
    • G01V9/007—Prospecting or detecting by methods not provided for in groups G01V1/00 - G01V8/00 by detecting gases or particles representative of underground layers at or near the surface
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00—Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/60—Analysis
    • G01V2210/64—Geostructures, e.g. in 3D data cubes
    • G01V2210/647—Gas hydrates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Oceanography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Использование: для разведки ресурсов морского дна. Сущность заключается в том, что система разведки ресурса морского дна содержит передатчик, выполненный с возможностью передачи звуковой волны в море; приемник, выполненный с возможностью приема рассеянной волны, в которой звуковая волна отражается от поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, причем эта смесь присутствует в морской воде; анализатор, выполненный с возможностью определения присутствия гидрата метана на дне моря непосредственно под смесью, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в предварительно заданной взаимозависимости, при этом предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -60 до -30 дБ и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 дБ, причем интенсивность обратного рассеяния определяют на сетке, получаемой путем виртуальной нарезки указанной смеси на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты. Технический результат: повышение надежности получаемых результатов при разведке ресурсов морского дна. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 15 ил., 2 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к системе разведки ресурсов морского дна и способу разведки ресурсов морского дна.
Уровень техники
До настоящего времени разведка ресурсов морского дна, таких как газовый гидрат, выполнялась путем сбора только геологических данных под морским дном с использованием звукового инструмента в качестве низкочастотного источника звука для геологической разведки морского дна.
В таком способе разведки ресурса морского дна, например, использовали способ сейсмической разведки (см., например, http://www.mh21japan.gr.jp/ (домашняя страница The Research Consortium for Methane Hydrate Resources in Japan)). В этом способе, который используется для исследования распределения слоев, содержащих нефть/природный газ, при разведке нефти/природного газа искусственно генерируют вибрации, подобные землетрясению, используя эти вибрации, исследуют геологию и исследуют ресурсы на основе результатов этих поисково-разведочных работ.
Кроме того, когда определенные вибрации происходят в непосредственной близости к поверхности моря, звуковые волны генерируются и передаются в море. Также используется способ сейсмических отражений для разведки с использованием звуковых волн, отражаемых от поверхности морского дна.
Кроме того, используются кабели, называемые стримерами, для приема отражающихся звуковых волн, и в последнее время часто применяются исследования с использованием множества шланговых сейсмоприемных кос. Во время последних поисково-разведочных работ по геоцентрической разведке нефти также возник случай, когда десять или больше шланговых сейсмоприемных кос длиной 6000 м или больше одновременно буксировали судами для выполнения исследований. Когда используются множество шланговых сейсмоприемных кос, как описано, получают записи результатов сейсмической разведки, и соответственно, такой способ называется способом 3D (трехмерной) сейсмической разведки.
Однако способ сейсмической разведки не подтверждает непосредственно наличие ресурсов, таких как нефть/природный газ, и требуется проводить бурение морского дна для получения данных о наличии ресурсов по результатам геологической разведки. В соответствии с этим часто возникают случаи, когда ресурсы не обнаруживают даже при действительном бурении морского дна.
Кроме того, описанный выше способ сейсмического отражения и способ 3D сейсмической разведки имеют большие масштабы и требуют значительных затрат и времени.
Следовательно, учитывая описанные выше проблемы, цель настоящего изобретения состоит в создании системы разведки ресурса морского дна и способа разведки ресурса морского дна, которые были бы достаточно надежными и позволили бы без больших затрат проводить разведку ресурсов морского дна.
Сущность изобретения
Для достижения указанной выше цели первый аспект настоящего изобретения, в общем, предусматривает систему разведки ресурса морского дна, включающую в себя: (a) передающее средство, предназначенное для передачи звуковой волны в море; (b) приемное средство, предназначенное для приема рассеянной волны, причем эта звуковая волна отражается от поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, которая присутствует в морской воде; и (c) средство анализа, предназначенное для определения присутствия гидрата метана на дне моря непосредственно под смесью, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в заданной взаимозависимости, (d) в которой предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -60 до -30 децибел и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 децибел, при этом интенсивность обратного рассеяния определяют на сетке, получаемой путем нарезки смеси на круглые срезы в направлении глубины с заданной шириной, в диапазоне от морского дна до заданной высоты.
Кроме того, в системе разведки ресурса морского дна в соответствии с первым аспектом изобретения предпочтительно, чтобы предварительно заданная высота составляла 300 м и чтобы предварительно заданная ширина составляла от 20 до 100 м.
Второй аспект настоящего изобретения, в общем, предусматривает способ разведки ресурса морского дна, включающий в себя этапы: (a) передачи звуковой волны в море; (b) приема рассеянной волны, причем эта звуковая волна отражается от поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, которая присутствует в морской воде; и (c) определения наличия гидрата метана на дне моря непосредственно под смесью, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в предварительно заданной взаимозависимости, (d) в котором предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -60 до -30 децибел и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 децибел, при этом интенсивность обратного рассеяния определяют на сетке, получаемой путем нарезки смеси на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до заданной высоты.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана блок-схема построения системы разведки ресурса морского дна в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.2 показан вид, предназначенный для пояснения разведки ресурсов морского дна в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.3 представлен пример экрана, отображаемого в модуле дисплея системы разведки ресурса морского дна в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения (№1).
На фиг.4 показан пример экрана, отображаемого в модуле дисплея системы разведки ресурса морского дна в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения (№2).
На фиг.5 показана блок-схема последовательности операций, представляющая способ разведки ресурса морского дна в соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения.
На фиг.6 показана трехмерная карта исследуемой области в соответствии с примером настоящего изобретения.
На фиг.7 представлен навигационный маршрут для наблюдений в соответствии с примером настоящего изобретения.
На фиг.8 показана карта метанового шлейфа в соответствии с примером настоящего изобретения.
На фиг.9 показана эхограмма метанового шлейфа в соответствии с примером настоящего изобретения (№1).
На фиг.10 показана эхограмма метанового шлейфа в соответствии с примером настоящего изобретения (№2).
На фиг.11 показана эхограмма метанового шлейфа в соответствии с примером настоящего изобретения (№3).
На фиг.12 показана эхограмма метанового шлейфа в соответствии с примером настоящего изобретения (№4).
На фиг.13 показаны спутные следы при наблюдении за шлейфами 1, 2 и 3 по фиг.11.
На фиг.14 показан кусок гидрата метана первого размера, найденный в примере в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.15 показана средняя интенсивность SV обратного рассеяния трех шлейфов в соответствии с примером настоящего изобретения.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Далее будет приведено описание варианта выполнения настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. В следующем описании на чертежах одинаковыми или аналогичными номерами ссылочных позиций обозначены одинаковые или аналогичные участки. Однако следует отметить, что чертежи выполнены схематично.
(Система разведки ресурса морского дна)
В данном варианте выполнения выполняется разведка гидрата метана в качестве ресурса морского дна. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что объект, в котором газообразный метан и гидрат метана смешаны вместе, поднимается струей от морского дна, в котором присутствует гидрат метана, и место присутствия гидрата метана определяют по исследованию этого объекта.
Как показано на фиг.1, система разведки морского дна в соответствии с данным вариантом выполнения включает в себя модуль 11 генерирования синусоидальной волны, модуль 12 переключения ширины импульса, модуль 13 усиления передаваемого сигнала, модуль 14 переключения передачи/приема, вибратор 1 (приемник и передатчик), модуль 16 усиления принимаемого сигнала, анализатор 17 и модуль 18 отображения. В качестве описанной выше системы разведки ресурса морского дна можно использовать рыбопоисковое устройство.
Кроме того, как показано на фиг.2, вибратор 1 закреплен на днище судна 5. Судно 5 перемещается вперед со скоростью от 0 до 3 узлов. Гидрат 4 метана присутствует на дне моря, и смесь 3 из газообразного метана и гидрата метана генерируется из него.
Модуль 11 генерирования синусоидальной волны генерирует синусоидальную волну. Необходимо, чтобы частота в это время представляла собой как можно более низкую частоту. Например, частоту устанавливают в диапазоне 1-50 кГц и, предпочтительно, 40 кГц или меньше.
Модуль 12 переключения ширины импульса устанавливает ширину импульса синусоидальной волны при передаче синусоидальной волны.
Кроме того, поскольку глубина моря, где находится смесь 3, является большой, частота повторений устанавливается, например, равной четырем секундам на 1000 м глубины моря.
Модуль 13 усиления передаваемого сигнала усиливает сигнал, поступающий из модуля 11 генерирования синусоидальной волны.
Модуль 14 переключения передачи/приема выполняет переключение между передачей и приемом.
Как показано на фиг.2, вибратор 1 преобразует напряжение, подаваемое из модуля 14 переключения передачи/приема, в давление звука и передает в море давление звука как звуковую волну с предварительно заданной эквивалентной шириной ψ луча (см. "Calibration of Measuring Fishfinder (Quantitative Echo Sounder) Using Water Surface Reflection in Water Bath", The Japanese Society of Fisheries Science, 63(4), 570-577 (1977)). Эта эквивалентная ширина ψ луча, по существу, пропорциональна отношению (диаметр плоскости вибраций вибратора 1)/(длина волны синусоидальной волны). Кроме того, поскольку ресурсы морского дна эксплуатируют по большей части в области больших глубин, ширине импульса придают большую резкость для повышения горизонтальной разрешающей способности. Например, ширину луча устанавливают приблизительно на уровне -19,1 децибел.
Кроме того, вибратор 1 принимает рассеянную волну, которая представляет собой звуковую волну, отраженную от поверхности раздела между морской водой и объектом, присутствующим в морской воде, который отличается от нее по плотности. Вибратор 1 принимает рассеянную волну, отраженную от поверхности раздела между морской водой и смесью 3 газообразного метана и гидрата метана. Затем вибратор 1 преобразует звуковое давление рассеянной волны в сигнал напряжения.
Модуль 14 переключения передачи/приема выполняет переключение между передачей и приемом.
Модуль 16 усиления принимаемого сигнала усиливает сигнал напряжения, поступающий с выхода модуля 14 переключения передачи/приема.
Анализатор 17 определяет, что гидрат 4 метана присутствует на дне моря непосредственно под смесью 3, когда интенсивность SV обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в предварительно заданной взаимозависимости. Термин "интенсивность обратного рассеяния" здесь обозначает интенсивность рассеянной волны на единицу объема объекта, который отличается по плотности от морской воды. Интенсивность Sv (дБ) обратного рассеяния определяется Уравнением (1) и Уравнением (2) (например, см. Ocean Acoustics, Fundamental and Application, The Marine Acoustics Society of Japan, 1984, pp.80 to 85).
sv=Is/Ii Уравнение (1)
SV=10logsv Уравнение (2)
Где Ii обозначает интенсивность в плоскости звуковой волны, падающей на вибратор 1, и Is обозначает интенсивность рассеянной волны на единичном расстоянии от акустического центра объекта, имеющего единичный объем.
Как показано на фиг.2, смесь 3 имеет форму колонны. Анализатор 17 рассчитывает максимальные значения, средние значения и минимальные значения интенсивности SV обратного рассеяния по сеткам, полученным путем нарезки смеси 3 на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до заданной высоты.
В частности, когда максимальное значение интенсивности SV обратного рассеяния на одной из описанных выше сеток составляет от -60 до -30 дБ, и среднее значение его составляет от -70 до -50 дБ, анализатор 17 определяет, что гидрат 4 метана присутствует на дне моря в месте, находящемся непосредственно внизу. В дополнение к этому условию, когда минимальное значение интенсивности SV обратного рассеяния составляет -90 дБ или больше, анализатор 17 может определить, что гидрат 4 метана присутствует на дне моря в месте, находящемся непосредственно внизу.
Кроме того, когда смесь 3 имеет интенсивность обратного рассеяния в диапазоне от -45 до -30 дБ и в диапазоне высот 100 м или меньше от уровня непосредственно над морским дном, анализатор 17 определяет, что существует особенно высокая вероятность того, что присутствует гидрат 4 метана. Это связано с тем, что ультразвуковая волна рассеивается в плотном газообразном метане или на кристаллах гидрата метана.
Как показано на фиг.3, модуль 18 отображения визуализирует и отображает внешний контур смеси 3, имеющий предварительно заданную интенсивность обратного рассеяния. Например, модуль 18 отображения относится к экрану монитора или тому подобное, и при этом можно использовать жидкокристаллический дисплей (ЖКД), панель светоизлучающих диодов (СИД), электролюминесцентную панель (ЭЛ) и т.п. Кроме того, модуль 18 отображения может быть представлен принтером и т.п.
Как показано на фиг.4, модуль 18 отображения также позволяет отображать контур поверхности морского дна.
Следует отметить, что, хотя это не показано на чертеже, система разведки ресурса морского дна в соответствии с данным вариантом выполнения может включать в себя модуль сохранения программы, в котором сохранена программа, обеспечивающая осуществление системой обработки данных для анализа. В качестве модуля сохранения программы может использоваться модуль внутренней памяти, такой как ОЗУ, или модуль внешней памяти, такой как HD (ЖД, жесткий диск) и FD (ГД, гибкий диск).
(Способ разведки ресурсов морского дна)
Далее приведено описание способа разведки ресурсов морского дна в соответствии с данным вариантом выполнения со ссылкой на фиг.5.
Вначале, на этапе S101, модуль 11 генерирования синусоидальной волны генерирует синусоидальную волну.
Далее, на этапе S102, модуль 12 переключения ширины импульса устанавливает ширину импульса при передаче синусоидальной волны. Затем модуль 13 усиления передаваемого сигнала усиливает сигнал, поступающий из модуля 11 генерирования синусоидальной волны, и модуль 14 переключения передачи/приема переключает режим работы на передачу.
Затем, на этапе S103, вибратор 1 преобразует усиленный сигнал напряжения в звуковое давление и передает звуковое давление в виде звуковой волны с предварительно заданной эквивалентной шириной ψ луча в море. После этого, на этапе S104, вибратор 1 принимает рассеянную волну, в которой присутствует звуковая волна, отраженная от поверхности раздела между морской водой и смесью 3 газообразного метана и гидрата метана, присутствующей в морской воде. Вибратор 1 преобразует звуковое давление рассеянной волны в сигнал напряжения.
Затем модуль 14 переключения передачи/приема переключает режим работы на прием. После этого модуль 16 усиления принимаемого сигнала усиливает сигнал напряжения, поступающий из модуля 14 переключения передачи/приема.
Затем, на этапе S105, анализатор 17 рассчитывает интенсивность SV обратного рассеяния по переданной звуковой волне и принятой рассеянной волне. После этого, на этапе S106, когда рассчитанная интенсивность SV рассеяния находится в предварительно заданной взаимозависимости, анализатор 17 определяет, что гидрат 4 метана присутствует на дне моря непосредственно под смесью 3. Предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния при этом интенсивность обратного рассеяния на сетке, получаемой путем нарезки смеси 3 на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты, составляет от -60 до -30 дБ и что среднее значение интенсивности обратного рассеяния его составляет от -70 до -50 дБ.
После этого модуль 18 отображения визуально представляет и отображает интенсивность обратного рассеяния.
(Функция и эффект)
В соответствии с системой разведки ресурса морского дна и способом разведки ресурса морского дна, в соответствии с данным вариантом выполнения, предусмотрен вибратор 1, предназначенный для передачи звуковой волны в море и приема рассеянной волны, в котором звуковая волна отражается от поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, которая присутствует в морской воде, и анализатор 17, предназначенный для определения наличия гидрата метана на морском дне непосредственно под смесью 3, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитанная по переданной звуковой волне и принятой рассеянной волне, находится в заданной взаимозависимости. Таким способом можно производить разведку ресурса морского дна с высокой надежностью и при низких затратах.
Кроме того, анализатор 17 может определять, что ресурс присутствует на дне моря непосредственно под объектом, когда максимальное значение интенсивности обратного рассеяния на сетке, полученной путем нарезки смеси 3 на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты, составляет от -60 до -30 дБ и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 дБ. Это связано с тем, что, когда газ поднимается от гидрата метана, газ имеет определенную интенсивность обратного рассеяния, как описано выше, что связано с его составом.
Кроме того, в качестве предварительно заданного условия, используемого анализатором 17 для определения наличия смеси, предпочтительно, чтобы описанная выше предварительно заданная высота составляла 300 м и чтобы описанная выше заданная ширина составляла 20-100 м.
Кроме того, дополнительно предусмотрен модуль 18 отображения, который визуализирует и отображает интенсивность обратного рассеяния. Таким образом, можно визуально определять место, где присутствует ресурс морского дна, и объект, образующийся из ресурса морского дна, и можно эффективно проводить разведку ресурса морского дна так, что при этом не требуются значительные затраты и время.
Кроме того, когда объект образует интенсивность обратного рассеяния от -45 до -30 дБ в диапазоне высот 100 м или меньше, непосредственно над дном моря, анализатор 17 может определить, что ресурс присутствует на дне моря непосредственно под объектом. Это предполагается на том основании, что ультразвуковая волна рассеивается плотным газом или кристаллами гидрата газа.
[Пример]
Более подробное описание настоящего изобретения будет приведено ниже на примерах; однако настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается этими примерами.
В Японском море авторы настоящего изобретения провели разведку гидрата метана с использованием системы разведки ресурса морского дна в соответствии с настоящим изобретением. Разведка была проведена с использованием судна с водоизмещением 1886 тонн и была выполнена с помощью существующего рыбопоискового устройства.
На фиг.6 показана трехмерная карта области, в которой производились наблюдения. Интервал судна составил 0,05 морской мили, и его скорость составляла 3 узла. Навигационный маршрут для наблюдений показан на фиг.7.
Система, показанная на фиг.1, использовалась в качестве системы разведки ресурса морского дна. В частности, использовали устройство KFC3000 в качестве применяемого для измерений устройства для поиска рыбы (производства Kaijo Sonic Corporation). Частота составила 38 кГц, и эквивалентная ширина луча ψ - 19,1 дБ.
На фиг.8 показана карта распространения газообразного метана в форме колонны (ниже называется "метановыми шлейфами"), которая была составлена с использованием измерительного рыбопоискового устройства, вместе с данными положения, определяемыми системой GPS (ГСН, глобальная система навигации).
На эхограммах авторы настоящего изобретения выполнили измерение 36 шлейфов, каждый из которых имел диаметр приблизительно 100 м, высоту 200-700 м и глубины от 600 до 300 м от поверхности моря. Затем авторы изобретения выполняли измерения метановых шлейфов каждые четыре секунды, используя измерительные рыбопоисковые устройства, вместе с данными положения GPS при движении судна с заданной скоростью (фиг.9-12).
На фиг.9-12 показаны эхограммы метановых шлейфов. На каждой оси ординат представлено расстояние каждого метанового шлейфа от поверхности вибратора 1, другими словами, расстояние его от днища судна. На каждой оси абсцисс представлено навигационное расстояние судна.
На фиг.9-12 каждая жирная линия в нижней части экрана представляет поверхность морского дна. На фиг.11 показан метановый шлейф, соответствующий месту, где была получена порция гидрата метана первого размера, показанная на фиг.14.
На фиг.9 показан шлейф, наклоненный под действием прилива в направлении на север, находящийся на глубине приблизительно 600 м. Скорость судна в этот момент времени составляла три узла.
На фиг.10 показан шлейф (второй слева), расположенный на глубине 300-350 м. Оконечность шлейфа расширяется, и это связано с тем, что температура моря резко повышается приблизительно на этой глубине.
На фиг.11 показан шлейф в месте, где была получена порция гидрата метана. Скорость судна в это время составляла 0,3 узла.
На фиг.12 показаны шлейфы, для которых выполняли измерение CTD (ЭТГ, электропроводность, температура, глубина). В это время двигатель судна был выключен.
На фиг.13 показаны спутные следы при наблюдении за шлейфами 1, 2 и 3 по фиг.12. Центральная толстая линия (участок, обозначенный как "начало шлейфа 1") представляет собой спутный след, где измеряли ультразвуковые данные шлейфа 1. Верхняя толстая линия (участок, обозначенный "начало шлейфа 2") представляет собой спутный след, где измеряли ультразвуковые данные шлейфа 2. Нижняя толстая линия (участок, обозначенный "начало шлейфа 3") представляет собой спутный след, где измеряли ультразвуковые данные шлейфа 3. Линии сетки на фиг.13 имеют размер 30 м × 30 м.
Когда эхограммы трех шлейфов сравнили друг с другом на фиг.12, оказалось, что они отображают разные места одного шлейфа.
Температура воды на морском дне была чрезвычайно низкой. Она составляла 0,25°C по измерениям CTD.
Авторы настоящего изобретения рассчитали интенсивность SV обратного рассеяния от соответствующих метановых шлейфов. Интенсивность SV обратного рассеяния каждого шлейфа рассчитывали, используя функции интегрирования, составляющие часть измерительного рыбопоискового устройства, в условиях, когда интегрируемая ширина слоя составила 100 м и интервал интеграции составлял одну минуту. В частности, каждые 100 м глубины выполняли срез шлейфа в виде колонны, получая круглые срезы фиксированной ширины (такие участки, разрезанные на круглые срезы, называются "сетками"), и интенсивность SV обратного рассеяния рассчитывали для каждой сетки. Значения интенсивности SV обратного рассеяния шлейфов представлены в Таблице 1.
[Таблица 1]
Толщина интегрированного слоя (м) Средняя глубина интегрированного слоя (м) Объем (м3) Глубина до морского дна (м) Общее количество расчетов (раз) Общее количество передач (раз) Среднее значение SV (дБ) Минимальное значение SV (дБ) Максимальное значение SV (дБ)
84,6 847,09 109129106,3 896,1 164688 146 -64,28 -99,47 -36,74
100,8 750,79 40604528,05 897,37 77952 58 -64,48 -95,76 -53,12
30,3 618,49 10514647,58 898,77 29784 73 -63,72 -94,7 -52,95
19,8 568,09 5424862,19 899,15 18216 69 -63,83 -99,9 -52,39
На фиг.15 по оси ординат представлена интенсивность SV (дБ) обратного рассеяния и по оси абсцисс представлено расстояние (м) от дна судна. Первая жирная линия от дна обозначает среднюю интенсивность SV обратного рассеяния шлейфа 1, который представляет собой первый шлейф слева на фиг.12. Первая толстая линия сверху обозначает среднюю интенсивность SV обратного рассеяния шлейфа 2, который представляет собой второй шлейф справа на фиг.12. Вторая толстая линия снизу обозначает среднюю интенсивность обратного рассеяния шлейфа 3, который представляет собой первый шлейф справа на фиг.12. Вторая толстая линия сверху обозначает среднее значение всех шлейфов.
Как показано на фиг.15, средняя интенсивность SV обратного рассеяния обозначает наибольшее значение от нижнего участка каждого шлейфа в направлении к его среднему участку и в то же время обозначает относительно низкое значение на верхнем участке каждого шлейфа. Кроме того, вариации средней интенсивности SV обратного рассеяния невелики в диапазоне от морского дна до глубины 700 м под поверхностью моря, с другой стороны, среднее значение интенсивности SV обратного рассеяния принимает разные значения для каждого из шлейфов в диапазоне глубины 700 м под поверхностью моря или меньше. Этот факт говорит о том, что плотность газообразного метана остается относительно постоянной в диапазоне от морского дна до глубины 700 м под поверхностью моря и что газ постепенно убывает от этой глубины к поверхности моря.
На фиг.15 средние значения интенсивности SV обратного рассеяния от шлейфа 2 выше по сравнению с этими значениями для шлейфа 1 и шлейфа 3. Как описано выше, эти три шлейфа представляют один шлейф. Оказалось, что спутный след, в котором измеряли шлейф 2, пересекает центр шлейфа, и что спутные следы, где проводили измерения шлейфа 1 и шлейфа 3, пересекают концы этого шлейфа.
(Результаты)
Авторы настоящего изобретения отобразили на карте метановый шлейф и на эхограммах выполнили измерения 36 шлейфов, каждый из которых имеет диаметр приблизительно 100 м и высоты 200-700 м и достигает уровня от 600 до 300 м ниже уровня моря.
Кроме того, авторы настоящего изобретения рассчитали интенсивности SV обратного рассеяния соответствующих шлейфов. Соответствующие интенсивности SV обратного рассеяния представлены в Таблице 1. В частности, путем анализа данных в море было определено, что, когда максимальное значение интенсивности обратного рассеяния на сетке, полученной путем нарезки смеси на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты составляло от -54 до -35 дБ и среднее значение его интенсивности обратного рассеяния составляло от -65 до -63 дБ, ресурс присутствует на дне моря непосредственно под этим шлейфом.
Кроме того, описанная выше предварительно заданная высота составила 300 м, и описанная выше предварительно заданная ширина составила 20-100 м. В частности, рассчитали максимальное значение и среднее значение интенсивности обратного рассеяния на сетке, полученной путем нарезки смеси на круглые срезы в направлении глубины с шириной 20-100 м, в диапазоне от морского дна до глубины 300 м и таким способом определили, что гидрат метана присутствует на морском дне непосредственно под этим шлейфом. Учитывая приведенное выше, было подтверждено, что описанная выше предварительно заданная высота составила 300 м от уровня "(глубина дна моря) - (средняя глубина интегрированного слоя)", по таблице 1, и что описанная выше предварительно заданная ширина составила 20-100 м по "толщине интегрированного слоя", по таблице 1.
Кроме того, когда результаты измерения соответствующего шлейфа подробно проанализировали, были получены результаты, представленные в таблице 2.
[Таблица 2]
Глубина (м) Значение SV (дБ)
881,09 -43,63
856,99 -42,35
877,62 -36,74
Глубина моря составила 896,1 м.
В частности, наблюдали большую интенсивность обратного рассеяния от -44 до -36 дБ в интегрированном слое, в пределах глубины 100 м от морского дна. Следовательно, было определено, что на дне моря присутствует ресурс непосредственно под шлейфом, как описано выше.
Кроме того, средняя интенсивность SV обратного рассеяния указывает на наибольшее значение от нижнего участка шлейфа в направлении его промежуточного участка и в то же время указывает на относительно малое значение на верхнем участке шлейфа.
Кроме того, гидрат метана был обнаружен в месте, где авторы настоящего изобретения наблюдали метановый шлейф.
По этим результатам было определено, что система разведки ресурса морского дна и способ разведки ресурса морского дна в соответствии с данным вариантом выполнения являются эффективными для поиска места, где присутствует месторождение гидрата метана.
Промышленная применимость
Как описано выше, система разведки ресурса морского дна и способ разведки ресурса морского дна в соответствии с настоящим изобретением являются полезными при разведке ресурсов гидрата метана на дне моря.

Claims (3)

1. Система разведки ресурса морского дна, содержащая:
передатчик (1), выполненный с возможностью передачи звуковой волны в море;
приемник (1), выполненный с возможностью приема рассеянной волны, в которой звуковая волна отражается от поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, причем эта смесь присутствует в морской воде; и
анализатор (17), выполненный с возможностью определения присутствия гидрата метана на дне моря непосредственно под смесью, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в предварительно заданной взаимозависимости,
при этом предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -60 до -30 дБ, и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 дБ, при этом интенсивность обратного рассеяния определяют на сетке, получаемой путем нарезки указанной смеси на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты.
2. Система разведки ресурса морского дна по п.1, в которой предварительно заданная высота равна 300 м, и
предварительно заданная ширина составляет 20-100 м.
3. Способ разведки ресурса морского дна, содержащий:
этап передачи для передачи звуковой волны в море;
этап приема рассеянной волны, в которой звуковая волна отражается на поверхности раздела между морской водой и смесью газообразного метана и гидрата метана, причем эта смесь присутствует в морской воде; и
этап анализа, состоящий в определении, что гидрат метана присутствует на дне моря непосредственно под смесью, когда интенсивность обратного рассеяния, рассчитываемая по переданной звуковой волне и принимаемой рассеянной волне, находится в предварительно заданной взаимозависимости,
при этом предварительно заданная взаимозависимость состоит в том, что максимальное значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -60 до -30 дБ, и среднее значение интенсивности обратного рассеяния составляет от -70 до -50 дБ, при этом интенсивность обратного рассеяния определяют на сетке, получаемой путем нарезки смеси на круглые срезы в направлении глубины с предварительно заданной шириной, в диапазоне от морского дна до предварительно заданной высоты.
RU2007118945/28A 2004-10-22 2005-10-21 Система и способ разведки ресурсов морского дна RU2340917C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004-308815 2004-10-22
JP2004308815A JP3662921B1 (ja) 2004-10-22 2004-10-22 海底資源探査システム及び海底資源探査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2340917C1 true RU2340917C1 (ru) 2008-12-10

Family

ID=34737371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007118945/28A RU2340917C1 (ru) 2004-10-22 2005-10-21 Система и способ разведки ресурсов морского дна

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7539081B2 (ru)
EP (1) EP1813966B1 (ru)
JP (1) JP3662921B1 (ru)
KR (1) KR100852967B1 (ru)
CN (1) CN101069104B (ru)
AU (1) AU2005296562B2 (ru)
NO (1) NO337293B1 (ru)
RU (1) RU2340917C1 (ru)
WO (1) WO2006043668A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490676C1 (ru) * 2012-04-11 2013-08-20 Александр Валентинович Воробьев Способ обнаружения подводных залежей газовых гидратов
RU2634793C1 (ru) * 2014-03-07 2017-11-03 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ разведки и система для обнаружения углеводородов по водяному столбу

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146206A2 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Wireless ultrasound probe asset tracking
WO2008146205A1 (en) * 2007-06-01 2008-12-04 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Wireless ultrasound probe cable
US20100160784A1 (en) * 2007-06-01 2010-06-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wireless Ultrasound Probe With Audible Indicator
JP5451596B2 (ja) * 2007-06-01 2014-03-26 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 無線超音波プローブユーザインタフェース
EP2164396A2 (en) * 2007-06-01 2010-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Light weight wireless ultrasound probe
JP5464491B2 (ja) * 2010-05-18 2014-04-09 国立大学法人東京海洋大学 地下密度構造の推定方法
EP2546680B1 (en) * 2011-07-13 2014-06-04 Sercel Method and device for automatically detecting marine animals
US10145974B2 (en) 2014-03-07 2018-12-04 Exxonmobil Upstream Research Company Exploration method and system for detection of hydrocarbons from the water column
KR101435617B1 (ko) * 2014-07-03 2014-08-28 한국지질자원연구원 해저 지질 조사용 현장 음파 전달속도 측정 시스템
GB201807489D0 (en) * 2018-05-08 2018-06-20 Sentinel Subsea Ltd Apparatus and method
CN111650159B (zh) * 2020-06-17 2023-07-18 自然资源部第一海洋研究所 一种海面反向散射强度测量方法
CN113504567B (zh) * 2021-07-27 2023-06-13 中国石油大学(华东) 根据与天然气水合物关系进行的海底甲烷渗漏分类方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1411645A (en) 1973-11-29 1975-10-29 Texaco Development Corp Method and apparatus for offshore geophysical exploration
SU668451A1 (ru) 1977-01-25 1985-02-23 Южное Морское Научно-Производственное Геолого-Геофизическое Объединение "Южморгео" Способ морской сейсмической разведки
SU900236A1 (ru) 1980-05-23 1982-01-23 Ленинградский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова Аппаратура дл структурно-литологического картировани донных отложений
SU972452A1 (ru) 1981-04-14 1982-11-07 Всесоюзное морское научно-производственное геолого-геофизическое объединение по разведке нефти и газа "Союзморгео" Способ прогнозировани нефтегазовых залежей
US4415997A (en) * 1981-11-12 1983-11-15 Mobil Oil Corporation Method for determining source and receiver statics in marine seismic exploration
SU1670647A1 (ru) 1989-01-10 1991-08-15 Вычислительный Центр Со Ан Ссср Способ определени коэффициента рассе ни морского дна
US5430689A (en) * 1991-07-03 1995-07-04 Atlantic Richfield Company Method for acquiring marine seismic data having statistically distributed azimuths and offsets
RU2145102C1 (ru) 1997-12-29 2000-01-27 Закрытое акционерное общество АНЧАР Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории
GB2342996B (en) * 1998-10-21 2003-04-30 Federal Ind Ind Group Inc Acoustic pulse echo ranging system
RU2156479C1 (ru) 1999-11-22 2000-09-20 Арутюнов Сергей Львович Способ поиска нефтегазовых месторождений на акватории
JP2001166055A (ja) * 1999-12-09 2001-06-22 Koden Electronics Co Ltd 超音波探査装置
JP4508494B2 (ja) 2001-09-14 2010-07-21 三菱重工業株式会社 ガスハイドレート探査システム
US6578405B2 (en) * 2001-09-25 2003-06-17 Schlumberger Technology Corporation Gas seep detection
KR20030073712A (ko) * 2002-03-13 2003-09-19 주식회사 일오삼수중공사 해저인입관의 구조

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2490676C1 (ru) * 2012-04-11 2013-08-20 Александр Валентинович Воробьев Способ обнаружения подводных залежей газовых гидратов
RU2634793C1 (ru) * 2014-03-07 2017-11-03 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Способ разведки и система для обнаружения углеводородов по водяному столбу

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006043668A1 (ja) 2006-04-27
US7539081B2 (en) 2009-05-26
EP1813966B1 (en) 2013-07-31
US20080112266A1 (en) 2008-05-15
CN101069104B (zh) 2010-05-05
KR20070084465A (ko) 2007-08-24
AU2005296562A1 (en) 2006-04-27
NO337293B1 (no) 2016-02-29
CN101069104A (zh) 2007-11-07
AU2005296562B2 (en) 2009-04-02
EP1813966A4 (en) 2012-04-11
NO20072554L (no) 2007-07-04
JP3662921B1 (ja) 2005-06-22
JP2008020191A (ja) 2008-01-31
KR100852967B1 (ko) 2008-08-19
EP1813966A1 (en) 2007-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2340917C1 (ru) Система и способ разведки ресурсов морского дна
Wiebe et al. High-frequency acoustic volume backscattering in the Georges Bank coastal region and its interpretation using scattering models
CN113534260B (zh) 一种宽频带近海底深海地质结构声学探测***与方法
Salomatin et al. Acoustic investigations of gas “flares” in the Sea of Okhotsk
RU2608301C2 (ru) Система и способ 3d исследования морского дна для инженерных изысканий
RU2354996C2 (ru) Способ поиска газогидратов (варианты)
Cao et al. Illuminating centimeter-level resolution stratum via developed high-frequency sub-bottom profiler mounted on Deep-Sea Warrior deep-submergence vehicle
KR20040092508A (ko) Ｇｐｓ와 ｇｐｒ을 이용한 하상 지반 조사 시스템
RU2424538C1 (ru) Способ поиска месторождения полезных ископаемых с использованием подводного геофизического судна
Rutenko et al. A method for estimating the characteristics of acoustic pulses recorded on the sakhalin shelf for multivariate analysis of their effect on the behavior of gray whales
Kozaczka et al. Processing data on sea bottom structure obtained by means of the parametric sounding
RU2356069C2 (ru) Способ профилирования донных отложений
Grelowska et al. Acoustic imaging of selected areas of gdansk bay with the aid of parametric echosounder and side-scan sonar
Holland et al. Acoustic scattering from mud volcanoes and carbonate mounds
Mindell et al. A high-frequency, narrow-beam sub bottom profiler for archaeological applications
Aoyama et al. Acoustical survey of methane plumes using the quantitative echo sounder in the eastern margin of the Sea of Japan
JPH1020045A (ja) 海底埋設物探査装置
Lamarche et al. Gas bubble forensics team surveils the New Zealand ocean
RU58733U1 (ru) Геоакустическое устройство для обнаружения газогидратов
RU70377U1 (ru) Газогеофизический комплекс для обнаружения подводных выходов газогидратов
RU2799974C1 (ru) Корреляционный способ измерения параметров тонкой структуры водной среды
Tomczk et al. Detection, localization and quantification of the emissions of gas from the seabed in fieldwork and experimental studies using active sonar systems
JPH10186048A (ja) 埋設物、地層の構成、堆積物の性質の測定方法及び装置
Riyatna Identification Active Pockmarks Using the Combination of Side Scan Sonar and Sub-bottom Profiler
Manik et al. Combined underwater acoustic and radar instruments for assessing fish near seabed and mapping seabed