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1. 天然气水合物相关的Slipstream海底滑坡体速度结构模型反演

蓝坤, 朱贺, 何涛, 梁前勇, 吴学敏, 董一飞, 张毅

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (3): 435-445. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2021.005

摘要（504）

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PDF（pc）（9446KB）（172）

针对目前用于建立二维速度结构模型的RAYINVR软件对四分量海底地震仪(OBS)记录的转换横波无法自动反演, 建模效率低的问题, 采用MATLAB遗传反演算法, 对RAYINVR软件进行改进, 实现对横波速度结构模型各层和层中区块泊松比的自动同步反演, 可以为天然气水合物勘探调查提供泊松比和杨氏模量等重要弹性参数。利用采自Slipstream海底滑坡的OBS数据, 通过同步反演方法, 获得该地区较为精细的纵波和横波速度结构模型, 并可与附近U1326钻孔的测井数据进行对比, 验证了横波速度结构同步反演建模方法的有效性。模型揭示了两个泊松比差异大的结构面: 代表水合物稳定底界的似海底反射界面(BSR)(海底之下230±10 m)以及浅部异常高速体(有可能是高饱和度水合物富集的砂体)的底界(海底之下75~100 m), 后者与滑脱面大致重合, 指示水合物与Slipstream海底滑坡的形成有关。

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2. 海域天然气水合物开采的4C-OBC时移地震动态监测模拟

朱贺, 何涛, 梁前勇, 吴学敏, 董一飞

北京大学学报自然科学版 2021, 57 (1): 99-110. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.091

摘要（472）

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PDF（pc）（17886KB）（119）

为了掌控海域天然气水合物开采过程中的地质和环境风险, 采用能够同时采集纵波信号和横波信号, 并且满足实时性和长期性要求的四分量海底震缆(4C-OBC)技术, 对天然气水合物储层进行时移地震动态监测。针对未来天然气水合物商业化开发时的水平井环境, 通过射线追踪方法进行正演模拟, 对地层模型进行地震照明分析, 得到合理的4C-OBC布设参数, 以期确保采集的地震数据具有良好的成像效果, 并对不同开发阶段的时移地震数据进行走时与振幅分析。结果显示, 差异走时与差异振幅均能很好地反映天然气水合物的开采程度, 其中转换横波的效果更显著。观测系统的误差分析结果表明, 震源船的定位误差不会对这套时移监测系统有明显的影响。总的来说, 采用4C-OBC时移地震对天然气水合物储层进行动态监测的方案是有效的。

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3. 基于测斜仪的天然气水合物开采海底变形监测

张鑫, 张洪亮, 周雷, 何涛, 梁前勇, 董一飞, 何川

北京大学学报自然科学版 2019, 55 (4): 635-642. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2019.054

摘要（819）

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PDF（pc）（1028KB）（247）

根据Okada线弹性理论, 提出并建立海域天然气水合物开采的海底变形场模型, 对开采产生的海底变形场进行正演模拟, 并采用模拟退火方法, 对合成观测数据进行模型参数反演。结果表明, 利用测斜仪监测能够得到水合物开采区域准确的倾角、方位角和体积等信息。不同噪声水平下的测试结果表明, 所采用的模型参数反演方法具有良好的抗噪性。另外, 结合2017年中国南海神狐海域水合物开采试验, 分析测斜仪监测在实际应用中的可行性, 表明“产能递减型”开采方案在海底稳定性方面具有一定的优势。

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4. 基于ANSYS Workbench的高精度自动化三维地质建模方法——以天然气水合物相关的Slipstream海底滑坡为例

隆松伯, 何涛, 梁前勇, 蓝坤, 林进清, 董一飞, 何健

北京大学学报自然科学版 2018, 54 (5): 994-1002. DOI: 10.13209/j.0479-8023.2018.051

摘要（982）

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PDF（pc）（8232KB）（227）

在采用有限元软件ANSYS分析水合物相关的Slipstream海底滑坡体时, 针对多波束测深获得的复杂滑塌区海底地貌, 首先通过滑坡陡壁的形态恢复滑塌面被掩埋的部分, 然后通过与周围海脊的形态相似性对比, 重建滑塌发生前的海脊地貌。在此基础上, 利用ANSYS Work- bench的Jscript脚本功能, 实现三维地质模型的高精度自动构建, 极大地提高了复杂坡体结构的建模效率, 可以为后续数值分析的准确性提供关键保障。对Slipstream海底滑塌坡体进行自重条件下稳定性的初步模拟, 结果显示, 以海底之下约100 m的浅层水合物富集层为界, 其上的沉积层中最大剪应力呈现楔形分布的高值条带, 与该处滑坡后的阶梯状地貌吻合, 验证了地质模型的准确性和建模方法的有效性。

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